目标Web服务描述本体和服务发现模型
语义Web服务发现的三层匹配模型的开题报告
语义Web服务发现的三层匹配模型的开题报告一、研究背景随着Web的迅速发展，各类Web服务迅猛增长。
在这些Web服务中，语义Web服务是一类具有语义描述信息的服务，它们通过定义服务本体的形式来提高服务的交互性和重用性。
语义Web服务的实现为服务的自动化发现、组合和调用提供了技术保障。
在语义Web服务中，服务描述信息是实现服务发现和服务组合的重要基础。
因此，如何准确地描述语义Web服务，是语义Web服务的研究中需要解决的一个重要问题。
在语义Web服务的描述中，服务概念和语义概念是重要组成部分。
其中，服务概念是描述服务的基本信息，如服务接口、服务操作和输入输出等；语义概念是描述服务所涉及的领域知识和领域概念。
这些概念的描述需要用到本体语言，如OWL (Web Ontology Language)。
本体语言提供了一种丰富的约束机制，使得概念的描述更加精确、明确和可操作。
服务发现是语义Web服务的基本功能之一，它是指在众多Web服务中，找到符合用户需求的服务。
服务发现的过程涉及到服务描述信息的比较和匹配，因此需要开发实现服务发现的算法模型。
当前，根据服务描述信息的描述方式，服务发现的匹配模型分为两类：一类是基于语法匹配的模型，另一类是基于语义匹配的模型。
前者主要采用“服务接口”描述方式，而后者利用本体语言描述语义概念。
二、研究内容基于上述背景和研究现状，本研究拟探索语义Web服务发现的三层匹配模型，该模型分别进行了语法、本体和语法-本体相结合的匹配，以提高服务发现效率和准确性。
1. 语法匹配层语法匹配层针对服务接口进行匹配。
服务接口描述了服务的输入输出，以及调用服务所需的参数等信息。
具体实现中，可以采用符号匹配技术、字符集合匹配等技术实现对服务接口的比对。
该层主要是实现对语法特征的匹配，以确定服务的基本逻辑关系。
2. 本体匹配层本体匹配层针对本体知识进行匹配。
本体知识描述了服务所涉及的领域概念和知识，利用本体可以使服务描述更加准确，也方便服务发现与组合等智能化的处理。
Web服务的分析、测试与验证
Web服务的分析、测试与验证摘要：如何有效地保证Web服务及其组合的质量是面向服务计算的一个重要内容。
面向服务计算倡导以服务及其组合为基础构造应用的开发模式，以提高应用系统的互操作能力、敏捷性及集成能力。
介绍了软件分析、测试与验证和Web服务、面向服务计算的工作原理和方式，并概述了Web服务的分析、测试与验证。
关键词：Web服务；面向服务计算；服务组合；软件分析；软件测试；形式化验证0引言面向服务计算（Service Oriented Computing,SOC）是当前备受工业界与学术界关注的主题，也是未来的发展趋势。
作为软件领域最热门的话题之一，面向服务计算技术是标识分布式系统与软件集成等方向技术进步的一个新的里程碑。
面向服务计算倡导以服务及其组合为基础构造应用的开发模式，标准化、松耦合及透明的应用集成方式是其重要特征。
这些特征有助于提高应用系统的互操作能力、敏捷性及集成能力。
同时它也带来了新的不确定性，并且对系统的部署、性能、事务、监控、访问控制、语义基础设施与元数据管理、生命周期管理的方式提出了诸多挑战。
Web服务是SOC中所强调的服务概念的一种具体表现形式和功能载体。
基于Web服务所构建的软件质量的技术、方法、原理，对Web服务及其组合进行有效的分析、测试与验证，并解决SOC 应用过程中出现的问题，都具有十分重要的意义。
1Web服务Web服务是面向服务计算（SOC）与面向服务的体系结构（SOA）中所强调的服务概念的一种具体表现形式和功能载体，它是一种基于Web环境的具有自适应、自描述、模块化、良好互操作能力的应用程序。
Web服务的最大特点在于其互操作性和重用性，其互操作能力使得Web服务成为一种最有吸引力的用于异质异构应用和系统无缝集成的粘合剂，而重用性使得Web 服务成为软件服务化的最佳载体。
图1展示了Web服务的工作模型，Web服务作为应用组件，可以被其它程序调用，服务之间使用一些开放协议进行通信。
基于本体聚类的面向业务用户服务发现模型
第３ ３卷 第 ４ 期
１ｏ． ３ １１ ３
・
计
算
机
工
程
ห้องสมุดไป่ตู้２０ ０ ７年 ２月
Ｆｅ ｕａｒ ０ ｂｒ ｙ ２ ０７
Ｎｏ ４ ．
Ｃｏ ｐ ｔ ｒＥｎ ｉ ｅ ｒ ｎ ｍ ｕ ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｇ
人工 智 能及识 别技 术 ・
摘
要： 现有的基于语义 的服务发现机制都存在着 缺陷和不足 ， 该文提出一种面向业务用户的、基于本体聚类 的 Ｗｅ 服务 发现模 型 ， ｂ 应用
本体聚类算法对领域本体和 Ｗｅ ｂ服务进行分层管理 ，实现 了以业务 用户为中心的设计思想。
关健 词 ： 向业务 用户；本体 聚类 ； ｂ 面 Ｗｅ 服务 ；服务发现
ｉ ｔｏ ｃ ｄ ｎ ｎ ｒ ｄｕ ｅ ｉ ｗｈ ｃ ｏ ｉ ｏ ｔ ｌ ｇ ｅ ｎ ｅ ｉ ｅ ａ ｅ ｍ ａ ａ ｅ ｎ ｄ ｆｅ ｅ ｔ ｌ ｙ ｒ ｐ ｌ ｉ ｇ ｏ ｔ ｌ ｙ ｌ ｓｅ ｎ ｍｅ ｈ ｄ ．Ｔ ｅ ｂ ｓｎ ｓ ｉ ｈ ｄ ｍａ ｎ ｎ ｏ ｏ ｉ ｓ ａ ｄ ｓ ｒ ｃ ｓ ｒ ｎ ｇ ｄ ｉ ｉ ｒ ｎ ａ ｅ ｓ ｂｙ ａ ｐ ｙ ｎ ｎ ｏ ｏｇ ｃｕ ｔ ｒ ｇ ｖ ｉ ｔｏ ｓ ｈ ｕ ｉｅ ｓ ｕ ｅ － ｉ ｎ ｅ ｄ ａ ｉ ｐ ｅ ｎ ｅ ｓ ｒｏｒ ｔ ｄ ｉ ｅ ｓ ｍ ｌ ｍｅ ｔ ｄ． ｅ ｉ
［ ｙｗｏ ｄ ］Ｂｕｉｅｓ ｓｒｏ ｅｔｄ Ｏｎｏｏ ｙｃｕｔｒ ｇ Ｗ ｅ ｒｉ ｓＳ ｒｉｅ ｉｃ ｖｒ Ｋｅ ｒ ｓ ｓ ｓ ｕｅ－ｒ ｎｅ ； ｔｌｇ ｌｓ ｉ ； ｂｓｖ ｃ ； ｅ ｃ ｓｏｅ ｎ ｉ ｅｎ ｅ ｅ ｖ ｄ ｙ
目前基于 语义 的服务发现机 制中 ，无论是基于过程本体 论…、服务语义匹配 ， Ｊ 还是语义支持技术”都存在着缺 陷和 不足 。 它们依赖于业务用户给 出精确和规范的服务语义描 述， 导致业务 用户 的服务发现过程往往需要领域专家 的参与才能 有效地 完成 。 我们在 分析 了语 义 网技术和 相关 服务 发现机 制 的特点
一种基于QoS的Web服务发现模型
１ 引 言
目前 ， ｂ服 务应用越来越 广泛 ， Ｗｅ 受到广泛 关注。
ａ ｇ ｎ Ｕ Ｄ 语 义 Ｗｅ ｕ ｍｅ ｔ Ｄ Ｉ ｂ服 务 注 册 系 统 基 础 之 上 ， 引入
ＱＳ ｏ 模块 ， 达到基于 Ｑ Ｓ 束的服 务发现 目的。 ｏ约 Ａ ｇ ｅｔ Ｄ Ｉ ｕ ｍ ｎ Ｕ Ｄ 语义 Ｗｅ ｂ服 务注册 系统 的核心部
Ｗｅ 服 务是一种 自我包含 的、 ｂ 自我描述 的、 模块化 的应 用。Ｗｅ ｂ服务可以提 供的功 能包括 简单请求到复杂商
业过 程 ， 旦一 个 Ｗｅ 一 ｂ服务被 部署 了 ， 其他 的应 用就
述信息可 以发布到 Ｕ Ｄ 中。它在 Ｕ Ｄ 的基础上增加 ＤＩ ＤＩ
了一 个语 义匹配模 块 ， 并增加 一个语义 匹配接 口来处
理Ｏ — ＷＬ Ｓ描述的服务信息。 在这里 ， 我们对其进行扩展 ， 将服务质量模块引入 ， 以达到用户的个性化要求。扩展后的框架如下图 １ ：
术主 要从服 务功能 的角度对其进行 描述 ， 缺乏对服 务 质量的刻 画和描 述 ， 满足 不 了实际 的商 务 应 用要 求。 当前 电子商 务的实际应 用 中， 需要提供 非功能属 性 还
请 求者难 以得到最佳服务。针 对此 问题 ， 本文对 Ｏ — 规 范扩展 ， 出一个基 于 Ｑ Ｓ的语 义 Ｗｅ ＷＬ Ｓ 提 ｏ ｂ服务 发现模型 Ｓ Ｄ — ｏ 。该模 型支持 Ｑ Ｓ的服务发布 、 ＷＳ Ｍ Ｑ Ｓ ｏ 查找和反馈 ， 并在此基础 上提 出一种 Ｑ Ｓ约束 的 ｏ
语义Web服务描述框架研究综述
① 提 供全 面 的 Ｗｅ 服务 描述框 架 。 ｂ
② 定 义 ｗｅ ｂ服务发 现框 架 。
③ 提供可扩展的 ｗｅ 服务融合平台。 ｂ
可 见 ， 供一 个 全 面 的 Ｗｅ 提 ｂ服 务描 述 框 架 标 准 是 进 行语 义 Ｗｅ ｂ服务 研 究 的基 础 。关 于 语 义 Ｗｅ ｂ服 务 的 椭 述框 架 。 目前 主要 有 两 大标 准 ： ＭＯ 和 Ｏ ， ． ＷＳ Ｗｌ 一ｓ
的使 用提 供 开放灵 活 的方法 ， Ｗｃ 服 务 和 语义 ｗ ｃ 两 是 ｂ ｝ 】 大研 究领域 的综 合 ｌ 。 ３ Ｊ
缺少灵活性， 难以满足用户多种多样 的需求 ， Ｗｃ 服务 而 ｂ 可以动态按需协同工作， 完成任务 ， 提供信息 ， 满足了用户
Ｈ Ｐ实验室的 Ｓ ＷＷＳ 研究小组将语义 Ｗｅ ｂ服务研究
Ｓｕ ｖ ｙ ０１Ｆｒ ｍ ｅ ｒ ｆＳ Ｗ Ｓ ｒ ｅ １ ａ ｗｏ ｋ ｏ Ｗ
Ｓ ＩＩ ｉ． ＨＥＮ ａ ２ Ｈ ｊＳ ｅ Ｃｈ ｏ
语义网服务中的本体综述_史一民
1 语义网服务中的本体
1.1 本 体 本体(Ontology)的概念最早源于古希腊哲学家亚里士多德
收稿日期：2007-12-08 E-mail：Shiyimin1966@ 基金项目：国家自然科学基金项目 (60672031)。 作者简介：史一民 (1966－)，女，辽宁大连人，硕士，副教授，研究方向为智能信息处理、本体工程、语义网服务； 李冠宇 (1963－)，男，辽 宁丹东人，硕士，教授，研究方向为智能信息处理、信息系统集成、本体集成； 刘宁 (1957－)，女，四川人，硕士，副教授，研究方向为智能 信息处理、面向智能主体的软件工程。
第 29 卷 第 23 期 Vol. 29 No. 23
计算机工程与设计
Computer Engineering and Design
2008 年 12 月 Dec. 2008
语义网服务中的本体综述
史一 民 ， 1,3 李 冠宇 ， 2,3 刘 宁 3 (1. 大连理工大学 电子与信息工程学院，辽宁 大连 116023；2. 大连理工大学 管理学院，辽宁 大连 116023；
面向Web服务的服务发现与组合技术研究
面向Web服务的服务发现与组合技术研究随着互联网的不断发展，各种消费者应用和企业应用的数量与种类不断增加，为更好地提供各种服务，Web服务技术逐渐被提上日程。
而在Web服务技术中，服务发现与服务组合则是比较重要的研究方向之一。
服务发现是指在服务提供者众多的情况下，如何找到满足自己需求的服务。
服务组合则是指如何将多个服务组合起来，形成更加复杂和完善的服务。
这两个方向都是面向大规模分布式系统的技术，其研究成果将为我们提供更加高效、便捷和智能的服务。
一、服务发现技术服务发现技术主要有两种：基于目录的服务发现和基于引擎的服务发现。
基于目录的服务发现是指将服务提供者的信息通过一个目录进行登记，并提供查找和查询功能。
这种技术需要服务提供者首先向目录提交信息，服务请求者则通过目录查询满足自己需求的服务提供者。
基于引擎的服务发现是指通过注册中心或其他方式将服务提供者的信息注册到一个服务引擎中，服务请求者则在运行时向引擎查询符合自己需求的服务提供者的信息。
在实际应用中，基于引擎的服务发现技术更加普遍和高效，因为它避免了服务提供者在提供服务前需要先向目录注册的繁琐过程，并提高了服务的实时性和灵活性。
二、服务组合技术服务组合技术主要有两种：面向目标的服务组合和基于规则的服务组合。
面向目标的服务组合是指通过任务分解的方式，将一个大的服务分解成多个小的服务，并将它们组合实现目标。
这种技术需要考虑服务之间的依赖关系和相互协作，属于比较高级和复杂的技术方向。
基于规则的服务组合则是指通过对服务提供者、服务消费者和服务的特征进行规则匹配和约束，选择和组合符合特定规则的服务。
在实际应用中，基于规则的服务组合技术更加易于实现和维护。
其应用场景主要是在业务流程的自动化中，通过对流程各环节的服务约束和规则指定，实现流程的自动化处理和优化。
三、服务发现与组合的挑战与发展服务发现和组合技术在实际应用中面临着许多挑战。
其中比较重要的包括服务的语义描述与发现、服务的动态变化和安全性等方面。
一种新的语义Web服务描述模型
摘
要 ：在 已有 的语 义 Ｗ ｅ ｂ服 务 描 述框 架基 础 上 ．定 义 了一 种 新 的语 义 Ｗｅ ｂ服 务 描 述 模 型
ｗ ＦＥ ， 功 能、 口、 行和 Ｑｏ ＩＱ 从 接 执 ｓ ４个层 面描述 服务 资 源的语 义信 息 ， 并给 出此描 述 模型 和其 他 语义 ｗｅ ｂ服务 描 述模 型的 比较 ． 工作对 基 于语 义信 息进 行 服 务 的发现 、 该 组合和 调 用 具有 一 定 的参考作 用． 关 键词 ： 义 Ｗ ｅ 语 ｂ服务 ： 体 ： 义 ｗ ｅ 本 语 ｂ服 务模 型
Ｋ ｅ ｒ ｓ：ｔ ｅ ｓ ｍａ ｔｃ Ｗ ｅ ｅ ｉｅ；ｏ ｏ ｏ ｙ；ｔ ｅ ｓ ｍａ ｔｃ Ｗ ｅ ｅ ｉ ｅ ｍｏ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ｈ ｅ ｎ ｉ ｂ ｓ ｒ ｃ ｖ ｎｔｌｇ ｈ ｅ ｎ ｉ ｂ ｓ ｒ ｃ ｄ ｌ ｖ
０ 引 言
语 义 Ｗｅ ｂ服 务 是 语 义 Ｗｅ ｂ技 术 与 Ｗｅ ｂ服 务 技 术 的有机结 合 ． 中 Ｗｅ 其 ｂ服务 的语 义 描述 以及 自
２ ０１ ０年 １ 月 ０
文章 编号 ：０ ７ １２ （０ ０ ０ — ０ ７ ０ １０ — ２ ９ ２ １ ）５ ０ ５ — ３
一
种新的语义 西 理 Ｔ 大 学应 用 科 学 学 院 ， 西 赣 州 ３ １０ ） 江 江 ４ ０ ０
个 本体 来 描 述 ｗｅ ｂ服务 的 属性 和 功 能 ， 以实 现 可 Ｗｅ ｂ服务 的 自动 发现 、 调用 、 组合 和互操 作 ， 没 有 但
考 虑服 务 的 Ｑ ｓ ｏ 问题 ： ＭＯ也 通 过创 建 一个 本 体 ＷＳ
来描 述语 义 Ｗｅ ｂ服务 ， 本体 、 用 服务 、 目标 和 中介 器 动发 现 一 直 是 人 们 关 注 的热 点 ．国 内外 已在 语 义 等 ４个 要素 来 描 述 服务 ， 其抽 象 程 度 过 高 ， 以 但 难 Ｗｅ ｂ服务 的许 多方 面 开 展 了研 究 ， 多 公 司 、 究 在 工 业 界 推 广 ：Ａ Ｄ 许 研 Ｓ ＷＳ Ｌ在 Ｗｅ ｂ服 务 描 述 语 言 院所 和高校都 参 与到语 义 ｗｅ ｂ服务 的研究 中， 出 提 ＷＳ Ｌ的基 础上 添加 了语义标 注信 息 ，实现 机制 简 Ｄ 并 制定 了许 多相 关标 准 和提 案 ． 得 了丰 富 的成果 ． 单 ． 取 但其 添加 的语义 标 注信息 仅 从功 能 和语 法 层来
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—187—2007年9月September 2007计 算 机 工 程Computer Engineering 第33 第18期Vol 卷.33 No.18 ·人工智能及识别技术·文章编号：1000—3428(2007)18—0187—03文献标识码：A中图分类号：TP18目标Web 服务描述本体和服务发现模型刘传昌，陈俊亮(北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室，北京 100876)摘 要：目标Web 服务描述语言和服务匹配算法是解决Web 服务发现问题的方法。
在分析现有Web 服务描述语言的基础上，该文设计了一个目标Web 服务描述本体，该本体从功能、性能和语义特征 3个方面描述Web 服务，以提高服务发现的效率和质量为原则，提出了一个基于Web 服务特征元素的服务发现模型，并结合旅游领域，实现了一个原型系统。
关键词：Web 服务；服务本体；服务发现Goal Web Services Description Ontology andService Discovery ModelLIU Chuan-chang, CHEN Jun-liang(State Key Laboratory of Networking and Switching Technology, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876) 【Abstract 】Goal Web services description languages and service discovery algorithms are methods of dealing with the Web services discovery problem. Based on the analysis of the current Web services description languages, the paper designs a goal Web service description ontology which can depict the functional features, the performance features and the semantic features of Web services. With the principle of enhancing efficiency and quality of the service discovery, it presents a Web services feature elements-based service discovery model, and implements a prototype system in the tourist domain.【Key words 】Web services; service ontology; service discovery基于Web 的商务应用为客户提供了不同类型的Web 服务，而这些服务可能具有不同的形式，并且复杂程度也不同。
所谓Web 服务发现，就是服务请求者以某种方式在这些不同类型的Web 服务中，找到所需的服务，并完成某些任务。
现有的Web 服务描述语言不能完整地描述功能特征、性能特征和语义特征：(1)WSDL 只描述了Web 服务的功能特征，缺乏对性能特征和语义特征的描述；(2)OWL-S 只描述了Web 服务的功能特征和语义特征，缺乏对性能特征的描述。
Web 服务描述语言的不足导致现有的Web 服务发现方法存在2个方面的问题：(1)采用语法级Web 服务描述语言，由于依赖关键字匹配和语义信息的不足，因此查准率低，影响了服务复用和服务组合的相容性，如IBM,SUN 等公司各类UDDI 系统[1](基于WSDL 描述语言)；(2)采用语义级Web 服务描述语言，由于缺乏服务质量描述和灵活、有效的服务匹配算法，因此难以保证服务组合的性能和质量，如卡内基梅隆大学的augment UDDI Registry 系统[2](基于DAML 本体的非轻量级DAML-S 语言)，乔治亚大学的SpeedR 项目[3](基于OWL 本体的OWL-S 语言)。
1 目标Web 服务描述本体目标Web 服务需求分为功能需求和非功能需求，前者描述目标Web 服务的功能特征，即接口信息，如输入和输出参数、前置条件和后置效果等，后者描述Web 服务的性能特征，即服务质量(QoS)等性能指标，如响应时间、使用费用和可靠性等。
通过把Web 服务抽象成由输入参数、输出参数、前置条件、效果和QoS 组成的实体，Web 服务表示为WS(I,O,P,E,Q)其中，I,O,P,E,Q 分别表示输入参数集、输出参数集、前置条件集、效果集和服务质量参数集。
基于上述抽象设计的目标Web 服务描述本体如图1所示。
图1 目标Web 服务描述本体基金项目：国家自然科学基金资助项目(60432010)作者简介：刘传昌(1976－)，男，博士研究生，主研方向：智能Web 服务；陈俊亮，教授、博士生导师收稿日期：2006-11-21 E-mail ：chuanchang.liu@(1)输入参数，属性由hasName,hasType,hasValue 组成。
其中，hasName 是对参数的语义描述，其值为领域本体中预先定义的概念；hasType 是对参数的数据类型描述；hasValue 是为动态验证发现的Web 服务所设置的参数值。
(2)输出参数，属性由hasName,hasType 组成，含义与输入参数的相同。
(3)前置条件，用领域本体中的概念表示。
(4)后置效果，用领域本体中的概念表示。
(5)QoS ，目标Web 服务的非功能指标非常多，笔者只考虑响应时间、使用费用和可靠性。
目标Web 服务的QoS 模型是一个一维向量，可以根据需要进行扩充。
例 要查找机票预定，并取消服务，对目标Web 服务的功能需求如下：输入参数为AirTicket ，输出参数为ResultInfo ，前置条件为HaveAirTicket ，效果为NoAirTicket 。
功能需求描述使用的概念来自旅游领域本体，如图2所示(采用Protégé的Ontoviz 插件绘制)。
目标Web 服务的非功能需求为：响应时间小于5s ，费用为1元/次，可靠性不低于0.8。
图2 旅游领域本体的一个片断 根据目标Web 服务需求描述本体的定义，需求描述为：<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <rdf:RDFxmlns:goal="/goal.owl#" xml:base="/goal1.owl"xml:domain="/touristontology.owl#"> <goal:Goal rdf:ID=""> <goal:hasPrecondition><goal:Precondition rdf:ID="precondition1">HaveAirTicket </goal:Precondition> </goal:hasPrecondition> <goal:hasInput><goal:Input rdf:ID="input1"><goal:hasName>AirTicket</goal:hasName> <goal:hasType>Class</goal:hasType> <goal:hasValue><ticketNumber>200</ticketNumber> <seatClass>Economy</seatClass><hasDateOfIssue>DateInstance</hasDateOfIssue> <hasPersonName>PersonNameInstance</hasPersonName> <hasFormOfPayment>CreditCardInstance </hasFormOfPayment><hasIDCard>IDCardInstance</hasIDCard> <hasFlight>FlightInstance</hasFlight> </goal:hasValue> </goal:Input> </goal:hasInput> <goal:hasOutput><goal:Output rdf:ID="output1"><goal:hasName>OperationResult</goal:hasName> <goal:hasType>boolean</goal:hasType> </goal:Output> </goal:hasOutput> <goal:hasEffect> <goal:Effect rdf:ID="effect1">NoAirTicket</goal:Effect> </goal:hasEffect> <goal:hasQos><goal:hasResponsetime>5</goal:hasResponsetime> <goal:hasCost>1</goal:hasCost><goal:hasReliability>0.8</goal:hasReliability> </goal:hasQos> </goal:Goal> </rdf:RDF>2 目标Web 服务发现模型2.1 Web 服务特征元素数据库设计根据目标Web 服务描述本体和发现算法需要设计的Web服务特征元素数据库见图3，它由5个表构成：WebService, InputParameter,OutputParameter,Precon-dition,Effect 。