Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   10 ,  No.   4 ,  A ugus t   2020 ,   pp.  3883 ~ 38 88   IS S N:  20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v 10 i 4 . pp 3883 - 38 88           3883       Journ al h om e page :  http: // ij ece.i aesc or e.c om/i nd ex .ph p/IJ ECE   For m ali zation  of SOA  co ncepts  wi th  math ematic al found ation       Asha H .   V . 1 ,  S ha n thara m  N ayak 2 ,   A nn am ma Abr aham 3   1 VTU,  Depa r tment  of   CS E, Nit t e  Mee n akshi  Ins ti tute  of   T ec hnol og y ,   Indi a   2 Depa rtment of I SE,   Rashtr eey a   Vid y a lay a   Col lege  of Engin ee rin g,   Indi a   3 Depa rtment of  Mathe m at i cs,   B MS IT,   India       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   A ug  1 , 2 019   Re vised  Des  1 ,   20 19   Accepte d  Ja n   7 , 2020     W it h  the   d evelo pm ent   of  th e  IT   industr y ,   agi l ity   and  d y namic ity   are   the   two  expe c te d  cha ra ct er isti cs  for  a n y   busin ess  ent erp rise .   Servi c e  Orien t ed   Archi tectur e  (SO A)  an  emergi ng  and  a  prom isi ng  adve nt  ai m in g  at   addr ess  the   cur r ent   tr end s/nee ds  of  ent erp ris e  business  appl icati ons.  The   cu rre nt  work   ai m s  at   givi ng  an  over vie w  of  the   conc ep tua l  m odel   of  SOA  base d  on  set  the or y   appr oa c h.   Also,   it  po sits  m at hematic al   d efi ni ti ons  f or  logical,  envi ronm ent   an d  appl icati on  s erv ice  def in it io n  with  the   help  of  gene ra l   s y stems   the or y   and  m at hemati cal  founda ti on .   The   m at hemat ic a l  m odel ,   def ini t ion  and  fu nct ion al ity   of  ser vic es  enh ance  SO A  princ ipl es  w hic h  c an  be   used  eff i ciently   i n  integra t ing  h eteroge neous com ponent s.    Ke yw or d s :   Choreo grap hy   Ser vice ori ente d  a rch it ect ure   Web ser vice  orchestrati on   Copyright   ©   202 0   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Ash a  H.V ,    Dep a rtm ent o f C om pu te r  Scie nce a nd E ng i ne erin g,     Nitt e Me enak s hi Insti tute  of   Tech no l og y,     Ba ng al or e - 56 0064,  In dia.    Em a il : ashah eb bandi@ gm ai l.c om       1.   INTROD U CTION   W it h  the  ad va ncem ent  of   ti m e,  the  grow i ng   de ns it y  of  current  com plex  software  s yst e m s  has  con ti nual ly   res ulted  in  the  de velo pm ent  of   new   pro gr am m ing   te chnolo gies/para dig m s.  Ever y  su cce ssive   arch et ype  has  popula rized  a  new   a bs tract io n  le vel.  O ne  s uch   par a di gm   is  Serv ic e  O riented  A rc hitec ture   (S O A ).   T hro ugh  f or m al iz at i on  the  basic  c on ce pts  from   obj ect   or ie nted   to  distrib uted   com pu ti ng  to   ser vice  or ie nted has e volve d  si gn ific a ntly .    As  sta te d  by  OASIS,  S OA  is  an  “arc hitec tural  pa ra dig m   fo r  util iz ing   i nd e pe nd e n t  distribu t e d  capab il it ie s  that  are/ m ay  be  under   the  co ntr ol  of   di ver s e  owner s hip   dom ai ns ”.  SO A   aim s   at   deliv erin g  sta nd a rds  base d,   sel f - descr i bin g,  lo os el y  co up le d,   platfo r m   and   pr oto c ol   ind e pe nde nt  functi onal it y  [1 ,  2]  of   an  enter pri se  by  pro vid in g  a  way   of   s hari ng   the  se rv ic es  via  internet .  The  arc hitec ture  ai m s  to  pro vid e   so luti ons  t o  the   existi ng  be que st  app li cat io ns  irr es pecti ve  of  their  platf orm ,  te chnolo gy,  la ngua ge  or  oper at ion  m od e.  Acc ordi ng  to   the   O pe n  G rou p' s  def i ni ti on ,  S OA   is  con si der e d  as  on e  of   the  arc hitec tural  patte rn   wh ic h  su pp or t s er vice ori entat ion an d  treat s ea ch  in div id ual tas k  a s atom ic  ser vices.    Ma ny  relat ed  SOA  sp e ci ficat ion s  a nd   sta ndar ds   a re  de ve lop e d  by  org anizat ion s  a nd   com pan ie s.     At  the  c oncept ual  le vel,  t hese   sp eci ficat io ns   and  sta ndar ds   def i ne  the   basi c  co ncep ts   an d  te rm s  of   S OA  wit h  the  help  of  abs tract ion s  li ke  Re fer e nce  Mode ls,  Ma turity   M od el s ,  Re fer e nc e  Ar chite ct ur es,  Con c rete/ So luti on  Ar c hitec tures ,  On t ology’s,  M od el in g  La ng ua ges,   for  diff e ren t  cat eg ori es  of   us e rs  deali ng   with  S O A  base d  syst e m s  [3 ] .  H ow e ve r,   m os t  of   t hem   fo cus  on   a ssem bling  app li cat io ns   t hro ugh  web   se rv ic es  a nd  ent erprise  inf or m at ion   syst e m s.  A  preva le nt  pro blem ,  howe ver   is  tha t,  there  are  no  desig n  pr inci ple s  that  guide  s erv ic e   dev el op m ent,  serv ic e  gra nu l arit y  or   com po ne nt  de velo pm ent  that  i m p lem ents  the m .   Even   th ough   few   of    the  basic  fou ndat ion al   c once pts  of  se rv ic e   or ie ntati on   a r e  highli ghte d  in  [ 4 - 6],  they   la ck  m at he m at ic al  fou nd at io ns  a nd  form alized prin ci ples i n  se r vice ori entat io n.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  4 ,  A ugus t   2020   :   3883   -   3888   3884   Fo rm al iz at ion   is  essenti al   f or  ide ntifyi ng  a ppr opriat e  software  desi gn   m et ho dolo gies   an d   al so  to   pro vid e  s upportin g  to ols  to  fu l fill   part ic ular  serv ic e  or ie nte d   a ppli cat ion   chal le ng es  li ke  pl at fo rm   ind e pende nce,   com po sa bili t y  an d  a da ptabili ty .  Au t om atic   or  sem ia uto m at ic   synthesis  of  com plica te d  w e b  serv ic es  from   a  colle ct ion   of  basic  w eb   ser vices  is   one   of   SOA’ s   basic  values .  T his  proces s  is  kn own  a s  or c hestrati on. B ased on bu si ne ss obj ect ive s, i t’s v it al  to  org anize t he  coll a borati ve web  s erv ic e in t he  re qu i red  seq uen ce  of int eracti on thro ugh  m essage transfer . T his proc ess is cal le d  c hore ogra ph y  [7 ] . A  l ot of lan gu ages,   too ls  an d  m ult iple  appr oach e s  are  avail able   to  accom plish  these.  Yet,  it   sh oul d  be  no te d  that  to  descri be  a n  SOA  intuit ive  con ce pts,  ve rbal   descr i ption s   are  re quired .  D espite   al l  these ,  f or   a   m or e  in  dep t h  underst and i ng  and  im ple m entat ion   of  S O A   an d  their   pr op e rtie s,  the re   is  a  nee d  for  pr op e r  the or et ic al   / m a them at ic a l   fou nd at io n.   As   an  init ia l  ste p,   this  pap er   discuss es  the  the oret ic al   fr am ew ork  an d  m at he m at ic al  app r oa ch  for   SOA  based  on   ge ner al   syst e m   theor y.   He re ,  the  possibil it y  of   set   the or y   ap proac h  to   m od el   t he  str uct ur es   of  SOA  based sys tem  is d escribe d.     An  S OA - base d  se rv ic e   is  r esp on si ble  f or   m ai ntaini ng   it s  own   sta te   a nd  he nce   te r m ed  as  sel f - con ta ine d.   T he se  serv ic es  li m it  the  interf ace  con tract   to  platf or m - inde pende nt  asser ti on s  an d  al so  SOA   pr es um es  to  dynam ic al ly  locat e  serv ic es,  in voke  an d  rec om bin e  the  servi ces.  Shor tl y  SO A  ca n  be  te r m ed  as   sel f - c on ta ine d, dynam ic  an d p la tfor m - ind e pe nd e nt.     In  a  broa der  s ense,   S OA  is  viewe d  as  a  def ine d  com bin at ion   of   se rv ic e  i m ple m entation   an d  a n  interface .  The   integ rity   of   the serv ic es  is def i ned  b y  the  se r vi ce  interface  al ong  with  their  invocati on  lo gisti cs.  The   se rv ic e  i m ple m entat ion   is  require d  to  im ple m ent  the  w ork  wh i ch  is  de sig na te d  to  the  s e rv ic e.     The  platf orm   ind e pende nt  fe at ur e  of  the  i nterf ace  help s   the  cl ie nt  to  us e  any  platfo rm   fo r  com puta ti on ,    any  op e rati ng  syst e m   and   us e  of   any  la ngua ge  for  pro gram m ing   irres pecti ve  of   wh ic h  co m m un ic at ion   de vice   is  us e d  by  th e  cl ie nt.  T hu s   im ple m entat ion   an d  c onfi gura ti on   of  the   ser vices  a re  descri bed  an d  m anag ed   a s   separ at e  c om po ne nts,  al th ough  they   are  st rong ly   inter relat ed.   T w o  key  as pects  ser vice  r equ e stor  a nd  pr ovid e r   com m un ic at e  t hro ugh  ser vice   request  and   e m ula te s  the  ty pe  of  par ti ci pa tor  in  SOA  [ 8,  9].  This  inter act ion   inco rpor at es  to  f in d  se r vices,  bind them  and  publish  the se r vices.        2.   RELATE D  W ORK   Ser vice  or ie nted  pro gr am m i ng   is  sta ti on e d  on  the  feat ur es  of   lo os el y  cou ple d  an d  prot oco l   ind e pende nt  th at   are  m ade  a vail able  th rou gh  the  net wor k  [1,  10,  11 ] .   In  SOA,   eac h  process   is  trea te d  as    a  ser vice  that  include s  bu si ne ss,  sci entifi c  and  te ch nical   processes .  Eac h  ste p  in  t he  bu si ness  proce ss  is   associat ed  wit h  a  ser vice  re flect ing   s pecific   functi onal it y  [1 2].  Se r vice  is  con si der e d  in  two  diff e re nt  aspects   with  resp ect  t o SO A:    a.   Ser vice  In te rfac e:   It  identifie s  the  ser vi ce,  def i nes  t he  crit erio n  a nd   protoc ol  f or   tra ns m it t ing     the outcom es of the  servic e as  a r es ponse  to  the c us tom er.    b.   Ser vice Exe cut ion /  Im ple m ent at ion : P rovides  business  lo gic  as stat el ess com pu ta ti on .    Ba sic al ly ,  SO A  inter act s  wi th  softwa re  a gen ts  t hro ugh  m essage  exc hange  prot ocol   by  fin ding ,   bindin g  an d  publis hing  ser vi ces  throu gh   a   publishe d  int erf ace  in volvi ng   se rv ic e  requesters  a nd   se rv ic e   pro vid er s. SO A  ide ntifie s t hree f or m s o f ser vice [ 13] :     a.   Infr ast ru ct ur e  s erv ic e:   helps  to  m anag e an d  m on it or i nclu ding ide ntific at ion an d  sec ur it y.     b.   Business - neu tr al  ser vice:   deal s w it h ser vice  bro ker ,   noti fic at ion   detai l an d  sc he du li ng  of se rv ic e.     c.   Business  servi ce:  en com pass bu si ness d om ain  se rv ic e .    SOA  fo ll ows   a  fin d - bi nd  ex ecute  par a digm   con sist ing :  serv ic e   pro vide r,   c ons um er,  and  re gistry .     The  se rv ic e  prov i der   m akes  the  com ponen t s  avail able  f or   co ns um ers  vi a  the  inter net  by  re gisterin g  an d  publishi ng   th e m   in  serv ic e  reg ist ers  t hrough   se r vice  brok e rs.   Eac h  s erv ic e  ha s  a  s epar at e  c on tra ct   an d  functi onal it y  i nterf ace .  T he  serv ic e  c onsum ers  will   m ake  us e  of   t he  s erv ic e  publish ed  by  se rv ic e  pro vid e r   dep e ndin g on their  nee ds   by a ccessi ng contra ct  d et ai l an d  e ndpoint a ddres s.     In s pire d  by  th e  internet  an d  web ,  S OAs'   arch it ect ural   sty le   enab le s  extensi ble  interop e ra bili ty .     The  sp li tt ing   up  of  ser vice   inter faces  fro m   i ts  i m ple m entat ion  hel ps  in  bette r  pla nn i ng,  de velo pm ent,     and  inte gr at io n  of  ente rprise   ap plica ti on s.   SOA  base d  se rv ic e  is   sel f  c on ta ine d  an d  platfo rm   ind ep end e nt   wh ic h  are  dynam ic ally  dep loye d,   in voke d,   locat e d,   organ iz e d  or  c om bin ed.   I n  order   t o  at ta in  this,     SOA  ev olv es  as  serv ic e - bas ed  m ult i ti er  arch it ect ure  with  va riegate  te chn ic al   im ple m entat ion   cap abili ty .     The  be nef it s  of  i m ple m enting  SOA  in  ente rprise  arch it ect ur e  are  discusse d  in  [14].  A  l ot  of   rese arc he rs  are  con t rib uting  to   the  sta nda rd i zat ion   of  SOA  inte rf aces   a nd  prot oc ols  us in g  wh ic h  guideli nes   of  pract ic al  desig n  a nd   im plem entat ion   of   S O A  ba sed   syst e m s  are  dev el op e d.   [ 15 - 17]   discuss   so m e  well   design e d  con ce ptu al   m od el s  f or   dif fere nt  le vels  of   us e  of   t he  S O A  pa ra dig m .  These  e ffor ts  hav e   al lowe d  a  wide   pr act ic al   us e  of  an  S OA   a ppro a c h  to  busin ess  and   desig n  of   com plex  s of t war e  syst em .   Ho we ve r,   there  i s   certai n  dif ficu lt y,  con sist ing  of   the  nee d  fo r  sel f - sel e ct ion   m e tho do log ie s  of  anal ysi s,  design i ng  an d  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p   En g     IS S N:  20 88 - 8708       Formaliz ation  of SOA  Co nce pts wit h  M ath e ma ti cal  Fo undati on   ( Asha  H V )   3885   i m ple m enting  SOA  base d  sy stem s  [1 8].  Also ,  t he  sp eci ficat ion s  a nd   st and a r ds   are  m ai nly  expresse d  wit h   the h el p of dia gr am s an d ve r bal d e scripti ons [7].     On e   of  the   m ajor  ca us es   of   the  f ai lure  of   the  s of t war e  pro j ect s  is  la c k  of   discipli ne   [19 ,  20] .     As  sta te d  by  [ 3]  it   is  acce pte d  that  t her e  is  a  nee d  to  de ve lop   m at he m at i cal   fr am ewo r ks   to  descr i be  t he  m ai n   pro per ti es  an d  relat ion s hip   of  SOA  com pone nts.  T o  create   m at he m at ic a l  fou nd at io ns   of  SOA  base d  sy stem s  it   is   necessary  to  us e  the  ap propriat e  m at hem at ic al  too ls,  wh ic h  ref le ct   the  struct ur al   pr op e rtie s  of   S O A  base d  syst e m s  to  des cribe   the  be ha vior  of   w eb  se rv ic es.  I n  [ 21]   obj ect - or ie nted   par adi gm   based   on  a  m at hem at ica l   fou nd at io n  is  di scusse d  an d  [ 22 ]   highli gh ts  about  s of twa re   requirem ent  appr oach.  M.B r oy  [ 23 ]   has  pr ov i ded  a  m a the m at ic a l  con ce pt  f or  com po ne nt  usa ge  a nd  in  [24]  ref i nem ent  of   syst e m s  in  interact ive  m od el   is   discusse d.  G.D.  A bow d  et .al  in  [2 5]  hav e   hig hlig hted  th e  need   f or   a  se m antic   do m a i n  w her ei n  the y  ha ve   exp la ine d  the  m at he m at ic a l  m od el  f or   def i ning the s ty le  o f  a rch it ect ure,  ax iom s co ns tr ai nin g  t he  str uc ture  an d  m at h e m at ic a l  pro of s  f or   the   sa m e.  Alexan de r  et .al  [26 ]   hav e  con t rib uted  to  a  bette r  unde rstan di ng   of  arch it ect ural   sty le s.  [27]  ha ve   pr e sente d  a n  over view  a bo ut  the  nee d  of  form ulati on   f or   bette r  res ults  with   resp ect  t o  S O A .        3.   MA T HEM AT ICA L  FO R M ULATIO N F OR SO A   Accor ding  to  [ 7],  at   a  giv en  m o m ent  T,  the  nu m ber   of   dy nam ic ally  acce ssible  serv ic e  determ ines     the capa bili ty  o f  servic e  or ie ntati on  a nd t he  conv e ntio n of  so ft war e  d esi gn. T hus,  it  can be stat ed  that:       SOA =  Pr inci pl e + Plat form  + Tech nolo gy       Each  desig n  w il l  be  hav i ng  the  re quirem ents  of   it s  own  wh ic h  will   be   diff e re nt  from   oth e rs.   E ve n  t hough  pro vid in g  a  unive rsal  platf orm   that  fits  al l  the  ta sk s  w ou l d  be  im possible  [3 ]   it   ensures  desig ni ng   a n  assor tm ent o f   pro du ct s  with  po te ntial  integra ti o n viabil it y.    Accor ding  to   [ 18 ] ,   it   is  bette r   to  def i ne  t he  syst e m   in  te rm s  of  obser ve d  featur e s  a nd  re la ti on sh i ps.   These  feature s   can  be  us e d  f or   t he  cl assifi c at ion   of  organ i zat ion   an d  i nter - relat ion s hip s  of   c om po ne nts   into     a syst e m . A cco rd i ng ly , a   W e b S er vice ca n be  d esc ribe d  as:     Defi niti on   1:   A  fam ily  of   a  set   of   we b  se rv ic e  pr op e rtie s  is  V=  {Vi  :i   ∈   I},  w her e  I   is  finite   or   infin it e in de x  s et . A   we b  se rv i ce is a relat io n on these  set o f pro per ti es     S  ⊂   x  { Vi : i  ∈ I}   ( 1 )     Th us ,  a  we b  serv ic e  is  a  relat ion   on  the  s et s  of   it s  ob se rv e d  pro pe rtie s  and   ap pea ra nces,  a bs tract ing   f r om   the  dom ai n  wh e re  we b  s erv ic e  is  us e d,   a nd   the  t echnolo gy  wi th  wh ic h  it   is  i m ple m ent e d,   b ut   the  represe ntati on   of  ( 1 )  is  to o  ge ner al   to  ex plore  the  s peci fic  char act erist ic s  of   we b  ser vice  as  par t  of  SOA .     SOA  base d  sy stem s  m a y  hav e  sta ke ho l ders  who  play   the  ro le   of  the  ow ne r,   br ok e r,  delegate  of  a ny  of   the  pa rtic ipant s,  pro vid e r  of   te le com m un ic a ti on s  et c  as  it s  par ti ci pa nts.  Hen ce ,  each  of   the  sai d  par ti c ipants  can see  only  th ei r  interest e d o r  in  an y  way  prov i ded to it a ppeara nces  of  w eb  se rv ic es  [15 ,  28] .   Con si der i ng   th e  three  m a in  pa rtic ipants  in  SOA:  consum er,  pro vid e r,   a nd   reg ist ry,  th e  app ea ran ce   that ca n be  obs erv e d by eac h partic ipa nt for  the  ( 1 )  is  def in ed  as:     Defi niti on   2 :   Con s um er’ s  V ie w  (S C) ,  P r ovide r’ s  V ie w  (S P )  an d  R egi stry’s  V ie w  ( SR)  of  we b  se rv ic e a s  giv e n  in  ( 1 )  h a ve  t he  foll ow i ng r el at ion s,  r es pecti vely :     SC  ⊂   x  { Vi : i  ∈   IC}   ( 2 )     SP  ⊂   x {Vi :  i  ∈   IP }   ( 3 )     SR  ⊂   x  { Vi : i  ∈   IR}   ( 4 )     wh e re,  I C  ⊂   I  ,  I P  ⊂   I  ,  I R  ⊂   I  ;     IC  ∪   IP  ∪   IR = I  a nd I C  ∩ IP  ∩  IR  ≠  ∅       No te ,  IC,  IP   and   IR  are  not  par ti ti on   of  I,   beca us e  s om e  el e m ents  of   the  set   Vi  can  be  c ommon   for     the  co nsum er,  pro vid e r,  an d  reg ist ry.   Se rv ic e  or ie ntati on s   a gili ty   and   dynam ic ity  e nab le   to  desi gn  of     the  pro duct s  with  pote ntial   integrati on  a bili ty .  In di vidual  ser vices,  it s  work i ng   e nvir on m ents,  and   it s   app li cat io ns   (c om po sed  servi ces) m us t be  gi ven eq ual im po rta nce to m ake th e m os t of S OA capa bili ti es.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  4 ,  A ugus t   2020   :   3883   -   3888   3886   3.1.    Servi ce  orient ed lo gical   de fi nition   An  S OA   is   ass um ed  to  be   co ns ist ing  of  n  processes  a nd  se rv ic es.   A   ser vi ce  i  is  de plo ye d  to   pro vide   the  functi onal it y  fi  sy m bo li z ed  as  pro gr am m at ic  interface   Ii  .  Serv ic e  is  capab le   of  dy nam ic ally  interact ing   with  oth er   enti ti es  in  the  giv e n  e nv ir onm ent.  As  a  c onse qu e nce,  l og ic al   se r vice  is  the  im ple m entat ion   of  a  set  of sync hro nized  a nd interact i ng pr ocesses:       Si = < P 1  i,  P 2i ,  … …. Pni,  ^  >   ( 5 )     wh e re,  S i   is  lo gical   serv ic e  e xem plar,   P k   i   -   k th   exem plar  of  i m ple m enting  log ic al   ser vi ces  functi onal it y  f i   vi a   the pr ogram m a ti c interface  I i , a nd ^  -   net wor k  c omm un ic at i on fu nction am ong discrete   pr ocesses .     3.2.    Service  orient ed en vironm e nt  de finiti on   At an y  giv e n  i ns ta nt  of ti m e  T, e nv ir onm ent serv i ces  inclu de finit e set  of   acce ssible l ogi cal  ser vices       Env T = <  S 1 ; S 2 ;  :   : : ; S n   >;   (6 )     wh e re,   n  -   re presents the  lo gi cal  ser vice  av a il able.    By  an d l arg e , se rv ic e e nvir onm ents are  cl ass ifie d based  on:   a.   Com m un ic at io n protoc ol  us e d  s uc h  as  HTT P/S, S MT P.   b.   Ser vice Co nten t.      3.3.    Service  orient ed appli ca tion definiti on   Lo gical   serv ic es  of   the  co rr e sp on ding  ap plica ti on   at   a  giv en  m o m ent  T  determ ines  the  fu ncti on al it y  F of  se rv ic e  oriente d  a ppli cat ion  A.       F A   = < S 1   A ,  S 2   A ,…… ……  ,  S n   A   >  E nv T    (7)     Re pr ese ntat ion o f  A ppli cat ion Fu nctio nalit y i n  a  directi ng  gr aph is re presen te d  as:     V A   = (   F A ,G )   (8 )     It  re pr ese nts  ve rtic es  from   F A   set   an d  verge  set   G  form alizin g  the  sy nchr oniz at ion   am ong  in div i du al   log ic al  servic e s of the   F A  set .   Last ly , S er vice Or ie nted  appli cat ion   A  is   f or m al iz ed  as:     A  = < F A , V A   >   (9 )     Coordi nation  a bili ty   in  ser vice  ori ented   ap pl ic at ion   is  ex pe ct ed  f or  a  c oh ere nt  im ple m entat ion  of   serv ic e  as  a  s pe ci fic  serv ic e  will   no t  be  fam il ia r  with  oth e r   app li cat ion   i n  wh ic h  it   par ti ci pates  [ 7].  V A  de fine d  in  (8 )  of  ap plica ti on   f un ct i onal it y  directi ng   grap h  re pres ents  su c h  com petence.  In   ta ngible  ap plica ti on,  V A   po s sibly  w il l e xpress  im ple m entat ion   enca psula ti ng servic e proces ses  [29 ,  30] .        4.   DISCU SSI ON A ND FUT U R E WO RK   Ar c hi te ct ur e  pl aces  an  im po rtant  r ole  in  s uccess  of  any  app li cat io n.   F or m al iz ed  concepts  pr ove d  m at he m at ic a lly  gu a ra ntees  t he  resu lt   of  th e  pa rtic ular  c oncept.   T he  c urren t  w ork  has   f ocu se d  on  de fining   serv ic es   th rou gh  m at he m at ic a l  fr am ewo r k  f or  ca pturin g  el e m en ts  of  se rv i ce  ori ente d  paradigm .  It  is  bel ie ved   that  it   enh anc es  the  re qu i re m ents  of   S O A  ap plica ti on .   An y  se rv ic e   in  SOA  ha s   to  be  im ple m ented     without  a ny  knowle dge  of  the  a pp li cat ion  it   par ti ci pates   in  [ 11]   agr ee ing   t o  s pecifie d  Q ualit y  of   Ser vice   Agreem ent  [31].  T he  c oor di nation  capa bi li ty   ensu res   c on te xt  in var ia nt  im ple m enta ti on   of  se rv ic es  as   m entioned in  ( 8 ) . I m ple m entat ion   of S OA m et hodo l og y  f ollow s  the  foll owing st eps:    a.   Re qu irem ents  of the a ppli cat i on are  co ll ect ed.     b.   Functi on al it ie s ar e  def i ned.    c.   De com po se  th e f un ct io nalit ie s into  in div id ua l serv ic es .    d.   Creat e the  func ti on al it y gr a ph.     e.   Re al iz e the appli cat ion .     In   f uture  it   is   plann e d  to  e xp e rim ent  wit h  the  fo ll ow i ng   go al s:  De f ining   the  se rvi ces  of   an   app li cat io n  bas ed  on  the  ab ov e  discuss i on.  Ob se r ving  the  beh a vior  of  th e  syst e m   wh il e  integrati ng  dif fer e nt   serv ic es   of  t he   ap plica ti on ,   Re finem ent  of  the  m od el   if  re qu i rem ent.  Lat er,  t he  fin ding  will   be  e xten di ng  on   how  t o  im pr ov e integ rati on test ing   of ser vice s in  S O A.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p   En g     IS S N:  20 88 - 8708       Formaliz ation  of SOA  Co nce pts wit h  M ath e ma ti cal  Fo undati on   ( Asha  H V )   3887   5.   IMPL EME N TATION  AN D  E X PE CTE D RESULTS   Pr op os e d  struc ture  of  ser vice  or ie nted   m et ho do l ogy  [2 7]  fo ll ows  the  fo ll owin g  ste ps :     first  sp eci ficat ion   c rite ria  for  the  c on ce pt   of   functi onal it ie s  are  colle ct ed;  then ,  th e  functi onal it ie s  of    the  pro gr am   a re  bro ken   dow n  into  in div id ual  resou rces;  thu s  the  a pp li c at ion   featu res  gr a ph  will   be  bu il t;   finall y,  the  ser vice  f unct ion al it y  and   fe at ure   grap h  is   im pl e m ented  f or  r e al iz ing   the   ap plica ti on .   Ba se d  on   the  cu rr e nt  discuss io n  [32]  ha s  create d  an  SOA  relat ed   a rch it ect ural   de sign   f or   def i nin g  ser vices  f or  a n  edu cat io nal  syst e m .  It  con sist s  of   two  views :  Con su m er  and   Prov i der   view.   The  m ai n  ob j ect iv e  of   des ign i ng   this  rch it ect ur e   is  to  i m pr ov e  the  acce ssibil it y,  flexibili ty   a nd   e xtensi bili t y   of   the   app li c at ion   with  the  help  of   appr opriat e  m echan ism ,   appro ac h   a nd   t oo l s.  It  is  possibl e  to  offe r  each   serv ic e  th r ough   si ng le   or   m ulti ple   even ts .  T he  e xpect ed  res ults  are  re us a ble  c om po ne nts  whic h  can   be   use d  to   com po se   equ i pp e d  ser vices  of   the  re quire d  sy stem .  Fo r   reali zi ng   t he  a ppli cat ion ,   G uru nathan  et .al  c on si der e d  t wo  vie ws  durin g  de ve lop e d  of the syst em : learn i ng r es our ces an d researc h resou rce s.    The  syst em   pr opos e d  by Yanchuk  et .al.  was   analy zed  agai ns t  the  ser vice  perform ance  te st  against  10  us ers  c onside ring   it s  ba ndwidt h,   loa d  on  the  CPU,  a nd   tra ffi c  on   the  net w ork.   Accord i ng   to  the  resu lt s  f ound,   16 m s  was  t he  aver a ge  cl ic k  tim e  fo r  t he  us e r s  c onsidere d.  The  i ns ta nce   of  ti m e  ta ken   by   prot oco l  t o  in s ti gate  the  URL   is  re f le ct ed  in  Fi gur e  1.  Sim i la rly ,  Fig ur e  2  dem on st rated  t he  s erv e r  a nd  the  us er   ba ndwi dth   te st.     The det ai le d discussio n ab out  dev el op i ng the  servic e f or ed ucati on al  syst em   is fou nd i n [ 32 ] .               Figure  1. Proto col  tim e  for  al l Ur l ’s     Figure  2.   Ser ve r  a nd  us e r ba ndwidth analy sis       6.   CONCL US I O N   SOA  base d  on  sou nd  pri nci pl es  of  lo os e  co up li ng,  a gili ty ,   dynam icity ,  a nd   platfo rm - ind epe ndent ,   sta nd a rds - base d,   et c  has  em erg e d  as   a  pro m isi ng   te ch no l og y  m eet ing   the  c urren t  i ndus try   need s .  It  aim s  at   dev el op i ng   s ol utions  f or   e nterprise  ap plica ti on s .  It  w orks  on  the  ba sic   pr i nciple  of  ser vi ces.  The  c urre nt  w ork  stresses  the  ne ed  f or   a  m at hem at ic al  fo un da ti on   f or   ca pturing   S O A  co nce pts.  It  exte nds  the  de finiti on  of  SOA  base d  on  the  m at he m at ic a l  fr am ewo rk   a nd  gen e ral  theo r y  syst e m s   as  pr op os ed  by  Ya nchu k  et . al   an d  Ra vi  Kude rm et ov   et.   al .  This  form al iz at ion   exp l ored  the  S O A  s tructu re  an d  pr op e rtie s  of   we b  ser vices  in  S OA.    It  is  belie ved   t hat  it   will   help  in  bette r  desi gnin g  an d  getti ng   the  best  of   S OA   a ppli cat ion s.  Ba se d  on  t he  set   theo ry  ap proa ch,   S O A  with   t he  help  of   web   se r vices  is  discusse d  i n  three  m ai n  per sp ect ive s:  co ns um er,   pro vid er ,  a nd  reg ist ry.  I n  t he  f ut ur e  it   i s  plan ne d  to   exp e rim ent  with  the  fo ll ow i ng  goal s:  De f ining    the  ser vices  of   an   ap plica ti on  base d  on  t he  above   disc us si on ;  O bs er ving   the  be h avi or  of  the  syst e m   wh il e  integrati ng  different  se rv ic es  of   the  a ppli cat ion ;  Re fi nem ent  of   the  m od el   if  requirem ent.  The  fi nd i ng s  of   thi s   work  will   be  e xten ded  in   f ur t her  stu dy  to   im ple m ent  SOA  base d  syst e m s  and   lo ok  f or  im pr ov em ents  with  resp ect  t o func ti on al it y and t est ing .         REFERE NCE S   [1]   R.   Hec ke l  and  M.  Lohmann,   “ Towa rds  cont ra ct   base d  t esti ng   of  web  servic e s ,”   Theoretical  Computer  Sci en ce ,    vol,   116 ,   pp .   145 - 156,   2005 .     [2]   H.K.   Gus ta vo  A lonso,  Fabio   Ca sati   and  V.   Mac hira ju ,   “ W eb  Se rvic es  Con ce pt ,   Archi tectur es   an d  Applicati ons ,”   Springer ,   pp .   12 3 - 149,   2004 .     [3]   Alia ksei  Yan ch uk,   Alexa nd er  Iva n y u  kov ic h ,   Mauriz io  Mar che se,   “ Towa rd s  a  Mathe m at i c al   Foundati on  f or   Servic e   Orien te d   Applicati ons D e sign ,”   Journal  o f   Soft ware ,   vo l. 1 ,   no .   1 ,   pp .   32 - 3 8,   Jul.   2 006.     [4]   M.  P.  Papaz ogl ou  and  J.  Yang,   “ Design  m et hodolog y   for  we b  servic es  and  business  proc esses,”   in  TES  ’02:  Proce ed - ings  of  the   Thir d  Int ernati onal  Worksho p  on  Technol og i es  for  E - Serv ice s .   London,  UK :  Springer  Verl ag,  pp.   54 - 64 ,   2002 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  4 ,  A ugus t   2020   :   3883   -   3888   3888   [5]   R.   Dijkman  and   M.  Dum as,   “S erv ice - ori ent ed  design:   A  m ult i - vie wpoint  appr oac h ,”   Int ernational  Journal  on  Cooperati v e  Info rm ati on  Syste ms ,   vol .   13 ,   no .   14 ,   pp.   338 - 378 ,   De c .   2004 .     [6]   Quart el,  R.   Dijk m an,   and  M.  Sindere n,   “ Metho dologi c al   support  for  service - oriented  design  with   isdl, ”  in  ICS O C   ’04:  Proceedi ng s  of  th e  2nd  in te rnational   con f ere nce  on  S erv i ce   ori ent ed   co mputing .   New  York,  NY ,   US A:    ACM   Press ,   pp.   1 - 10,   2004 .     [7]   Ravi l  Kuderm etov,  Olga  Pols ka,   “ Towa rds  a  F orm al iz a ti on  of   the   Fundam ent al   Conce pts  of  SO A ,”   TC SET’ ,  Lvi vSl avske ,   Uk rai ne ,   pp .   492 - 4 94,   2016 .     [8]   Burbec k  S. ,   “ Th e  ta o   of  e - busin ess  servic es:   the  evol ut ion  of  W eb  applic at ions  i nto  service - ori e nte d  componen ts   with  W eb  serv ices ,”   IBM   D ev e lo perWorks ,   2000.     [9]   Krafz ig,   D. ,   Ban ke,   K.,   Slama  D.,   “ Ent erp r ise  SO A:  Servic e  Or ie nte d  Archi te c tu re  Best  Prac tice s ,”   Prent i ce Hall ,  Engl ewood  C li ff s,  2005.     [10]   M. P.  Papa zoglou,  “ Service - or ie nt ed  computi ng:  Conc ept s,   cha ra cteri sti cs  and  dir ec t ions, ”  in   WISE   ’0 3:   Proce ed ings  of  t he  Fourth  Int ernati onal  Conf ere nce   on  W eb  Info rm ati on  Syste ms   Engi ne ering .   W ashing - ton,   DC ,   US A:  IEE E  Co m pute r  Societ y ,   pp.   3 - 12 ,   2003 .     [11]   D. K.  Barr y ,   “ W eb  Servic es  and  Servic e - Ori ente d  Archi te c ture :  The   Savv y   Man age r’s  Guide ,”   Morgan  Kaufma nn  Publ ishers ,   2003 .     [12]   Groves,  “ Succe s sfull y   pl anni ng  f or  SO A ,”   B EA S yste ms   Worl dwi de ,   Sep .   2005 .     [13]   Hohpe,   “ Stai rwa y   to  He ave n ,”   So ft ware  De ve lop ment ,   Ma y   2002 .     [14]   Chindove ,   H. ,   Se y m our,   L . ,   a nd  Merwe,   F . ,   “ Servic e - orie n t ed  Archi t ec tur e :  Descri bing  B ene fi ts  from   an   Organi zational  and  Ent erp r ise  Archi tectur e  Per spec ti v e ,”   Proceedi ngs  of  t he  1 9th  Inte rnationa l  Confe renc e  on  Ent erprise  In formation  Syst ems ( ICEIS  2017) ,  vol .   3 ,   pp .   483 - 492 ,   2017 .    [15]   “ Refe ren c e  Mod el   for   Ser vi ce Orie nt ed  Archi tect ure   1. 0 , ”   OASIS   Standard ,  Oct .   2 006.     [16]   “ OMG:  SO A  M odel ing  La ngu a ge  Speci f icati on   for  the  UM L  Profi le  and  Met a  m odel   for  Servi ce s,”   Doc. N o. ad /  2008 - 11 - 01,   OM G,  Nov.   2008 .     [17]   “ SOA  Refe ren ce Arc hitect u re,  T e chni c al   St anda rd ,”   Op en  Gr oup ,   Nov .   2011.     [18]   M. D.  Mesarovi c ,   Y.   Ta k aha r a, “G ene ral  s y st ems   the or y :   m at h ematica l   founda ti on s , ”  New York:   A ca demic ,   1975 .   [19]   M.  Br o y ,   “ Can  pra ctiti on ers  neg le c t  th eor y   &  th eor eticians  negle ct   pra ctice ? ,”   IE EE   Computer ,   v ol.   44 ,   pp.   19 - 24 ,   2011.     [20]   P.  Johns on,   M.  Ekste dt ,   and  I .   Jac obson,  “ W her e’s  the   th eor y   fo r  software   engi n ee ring ? ”  I EE E  s oft ware ,   vo l.   29 ,     no.   5 ,   pp .   94 - 96 ,   2012.     [21]   B.   Rum pe  and  C.   Klei n ,   “ Autom at a  desc rib ing   obje c t  beh avi o r ,”   In:   Specifica ti on  of  Be hav io ral  Semanti cs  i n  Objec t - Or ie n te d   Information  M odel ing ,   H.   Kil ov  W .   Harve y   ( ed. ),  K luwer   Ac ade m ic   Publ ishe rs,   pp.   265 - 286,   1996.     [22]   Crai gen ,   S.  Ge rha rt,   and  R.   T. J. ,   “ An  i nte rna ti on al   surve y  of  industri al   appl i ca t ions  of  form al   m et hods ,”     Nati onal  Te chnical  In formation Servi c e ,   Springfi el d,   VA ,   US A,  T ec h. ,   pp .   1 - 5 ,   19 93 .    [23]   M.  Bro y ,   “ Towa rds  a  m at hemati cal  conc ep t  of  a  component  an d  it s  use ,”   Soft w are  Conce pts  and  Tools ,   vol  18,     no.   3 ,   pp .   1 - 23 ,   1997 .    [24]   M.  Bro y ,   “ Com positi onal   r efi ne m ent   of  int eract i ve  s y stem  m odel ed  b y   re la t ion ,”   Lect ure  Note s  C omputer  Sci ence ,  vol.   1536 ,   no .   3 ,   pp.   130 - 149 ,   19 97 .    [25]   D.  Abow d,   R.   Alle n,   and  D.  Garl an,  “ Form al iz ing  st y l e  to   u nder stand  des criptio ns  of  software   a rch i te c ture, ”    ACM  Tr ansacti o ns on  Soft ware   E ngine ering   and  Me thodol og y ,   vo l.   4 ,   no .   4 ,   pp .   31 9 - 364 ,   1995 .    [26]   Malki s,  Al exa nd er  and   Marm sole r,   “ A Model   of  S erv ice  Ori ent ed   Archi tectur es ,”   SBCA RS ,   pp .   11 0 - 119,   2015 .     [27]   Yanc huk,   Ali ak sei,   Alex and er  Iva n y ukov ic h ,   a nd  Mauriz io  Marc hese .   "A   li g htwei ght  form al  fra m ework  for   servic e - or ie nt ed  appl i ca t ions  desi gn ,”   In te rnation al  Conf ere nce  o n  Serv i ce - Or ie n t ed  Computing .   S pringer ,   Ber li n ,   Heide lb erg ,   pp.   545 - 551,   2005 .     [28]   Kenne th  L aske y ,   et   a l. ,   “ Refe r en ce   Arch it e ct ur e  Foundati on  for  S erv ice  Orien te d  Archi tectur e   Ver sion  1. 0 ,”   OASIS   Comm it te e   Spe cific at ion  01 ,   De c .   2012.     [29]   “ Business  pr oce ss   exe c ut i on  la nguage  for  web   servic es, ”   IBM ,   [Online ] .   Available:    htt p:// www - 106. ibm.c om /de vel o per works /  li br ar y /wsbpel .     [30]   “ Ws - coor dina ti o n  spec i f icati ons, ”  IBM ,   [Onl ine ] .   Available:  h tt p: / /  ww w. ibm.c om / deve lop er  works /l ibrar y .     [31]   J.  W .   P.   Sande ep   Chatterjee ,   “ De vel oping   Enterpr ise  W eb  Serv ic e s: An  Archi t ect G uide ,”   Pren ti c e   Hall PTR ,   2003.     [32]   Gurunat han,   Pr ade ep ,   and  See tha l aksh m i  Pandia n,   “ Design  and  Com positi on  of  e - Le arn in g  and  Resea rc h  Resourc es  using   Servic e   Orien te d   Archi t ec tu re ,”   I nte rnational   Jou rnal  of  Comput e r A pplicati ons ,   p p.   19 - 24 ,   2010 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.