University of Oulu

Pervasive service computing: community coordinated multimedia, context awareness, and service composition

Saved in:
Author: Zhou, Jiehan
Organizations: University of Oulu, Faculty of Technology, Department of Computer Science and Engineering
University of Oulu, Infotech Oulu
Format: eBook
Online Access: PDF Full Text (PDF, 2 MB)
Persistent link: http://urn.fi/urn:isbn:9789514296451
Language: English
Published: Oulu : University of Oulu, 2011
Publish Date: 2011-11-22
Thesis type: Doctoral Dissertation
Defence Note: Academic dissertation to be presented with the assent of the Faculty of Technology of the University of Oulu for public defence in Auditorium IT116, Linnanmaa, on 2 December 2011, at 12 noon
Tutor: Professor Jukka Riekki
Docent Mika Ylianttila
Reviewer: Professor Jari Veijalainen
Professor Noël Crespi
Description:

Abstract

This thesis introduces a novel Web service-centric solution to pervasive computing, called Service-oriented Pervasive Computing (also called Pervasive Service Computing), which enables computer systems to deal with context in the user’s environment, to dynamically discover and compose existing services, and to develop Internet-scale multimedia applications that support users’ activities.

First, this thesis introduces the concept of Pervasive Service Computing and its relation to community coordinated multimedia, context awareness, and service-oriented computing. It then investigates the state of the art, the practices, and techniques which have been developed to support such services. Building on these tools, this study adopts a service-oriented methodology to design a reference model for Pervasive Service Computing, for accommodating specified technical requirements. This model can serve as a guide for research and development towards Pervasive Service Computing.

Second, the thesis examines the nature of community coordinated multimedia, and develops the concept of Community Coordinated Multimedia (CCM). To discover the potentials of discoverability and composability of multimedia applications, the thesis introduces a model for Service-oriented Community Coordinated Multimedia (SCCM), and demonstrates the idea of “multimedia application as a service.” Furthermore, the thesis presents a content annotation service and evaluates its feasibility as an end-user prototype.

Third, the thesis investigates the nature of context awareness in Pervasive Service Computing, to broaden the definition of context and context-awareness. This research introduces context-aware pervasive service composition (CAPSC) applications, and specifies three-levels of context awareness. Building on this framework, the context-aware service composition prototype is implemented.

Fourth, the author examines the overall potential of service composition in Pervasive Service Computing, distinguishes its two main functions as service collaboration, and service coordination, and then develops an ODPSC (Ontology-Driven Pervasive Service Composition) ontology. To address the availability and scalability of service composition, the thesis introduces options for dynamic service composition in the Cloud, and develops an accelerated Cloud architecture for service composition in the Cloud (namely CM4SC middleware). Last, the CM4SC middleware as a service prototype is implemented.


Tiivistelmä

Tässä työssä käsitellään uutta jokapaikan tietotekniikan Web-palvelukeskeistä ratkaisua, palveluorientoitunutta jokapaikan tietotekniikkaa (Pervasive Service Computing). Tämän avulla tietokonejärjestelmät voivat ottaa huomioon käyttäjän ympäristön tilanteen, löytää ja koota palveluja dynaamisesti, ja näin voidaan kehittää Internetin laajuisia käyttäjän toimintoja tukevia multimediasovelluksia.

Ensiksi työssä esitellään jokapaikan tietotekniikan palvelujen käsite sekä tällaisten palveluiden suhde yhteisöllisesti koordinoituun multimediaan, tilannetietoisuuten ja palveluorientoituneeseen tietotekniikkaan. Tieteen nykytila sekä tällaisia palveluja tukemaan kehitetyt käytännöt ja tekniikat esitellään. Näihin työkaluihin pohjautuen työssä omaksutaan palveluorientoitunut metodiikka, kun jokapaikan tietotekniikan palveluille suunnitellaan referenssimalli, jonka avulla voidaan määritellä teknisiä vaatimuksia ja joka voi muutenkin toimia ohjenuorana jokapaikan tietotekniikan palvelujen tutkimukselle ja tuotekehitykselle.

Toiseksi työssä tutkitaan yhteisöllisesti koordinoidun multimedian ominaispiirteitä ja määritellään yhteisöllisesti koordinoidun multimedian (Community Coordinated Multimedia, CCM) käsite. Multimediasovellusten löydettävyyden ja kokoamisen mahdollisuuksien kartoittamiseen luodaan palveluorientoitunut CCM-malli (Service-oriented Community Coordinated Multimedia, SCCM). Työssä esitellään ”multimediasovellus palveluna” -idea, jonka käyttökelpoisuutta arvioidaan sisältöpohjaisen annotoinnin prototyyppiratkaisun avulla.

Kolmanneksi työssä tutkitaan jokapaikan tietotekniikan palvelujen tilannetietoisuutta laajentamalla tilanteen ja tilannetietoisuuden määritelmiä. Tutkimus esittelee tilannetietoiseen jokapaikan tietotekniikan palvelujen kokoamiseen (Context-Aware Pervasive Service Composition, CAPSC) perustuvia sovelluksia ja määrittelee kolme tasoa tilannetietoisuudelle. Tämän viitekehyksen avulla toteutetaan tilannetietoinen palvelujen kokoamisen prototyyppi.

Neljänneksi työssä arvioidaan jokapaikan tietotekniikan palvelujen kokoamisen mahdollisuuksia, tunnistetaan sen kaksi keskeistä toiminnallisuutta, palvelujen yhteistoiminnallisuus (service collaboration) ja palvelujen koordinointi (service coordination), sekä kehitetään ODPSC (Ontology-Driven Pervasive Service Composition) -ontologia. Työssä esitetään saavutettavuuden ja laajennettavuuden haasteisiin ratkaisuksi dynaaminen palvelujen kokoaminen pilvipalveluna. Työssä kehitetään kiihdytetty pilviarkkitehtuuri (CM4SC-välikerrosohjelmisto) palvelujen kokoamiseen pilvessä. Lopuksi työssä toteutetaan CM4SC-välikerrosohjelmiston palveluprototyyppi.


Series: Acta Universitatis Ouluensis. C, Technica
ISSN: 0355-3213
ISSN-E: 1796-2226
ISSN-L: 0355-3213
ISBN: 978-951-42-9645-1
ISBN Print: 978-951-42-9644-4
Issue: 399
Subjects:
Copyright information: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.