基于多层QoS本体模型的个性化服务选择机制研究

论文摘要

本文研究题目来源于国家“十一五”科技支撑计划课题“勘察设计企业信息化关键技术研究与应用”子课题“基于SOA技术的勘探设计企业应用软件架构系统”。目前,网络中具有相似功能的Web服务数量越来越多,用户在进行服务发现时往往查找到一组功能相似的Web服务集合,需要在该集合中再次发现最适合自身需求的服务,因此基于Web服务的非功能属性——服务质量（Quality of Service,QoS）的服务选择相应而生。目前的研究偏重于对不同的用户采用同样的QoS属性偏好进行服务选择,由于不同用户对同一个QoS属性的重视或者个性化偏好程度不一样,用户可能无法选择出最符合其自身个性化需求的服务。因此,服务选择过程需要具备适应用户个性化需求的能力。随着语义网相关技术的发展,对Web服务语义描述成为可能。本文在语义Web服务描述的前提下利用本体进行QoS属性模型研究,能够较为明确的描述个性化的QoS属性偏好;提出了基于多层QoS本体模型的个性化服务选择方法,并设计了相应的个性化选择机制,能够利用各种不同度量方式的QoS属性进行Web服务个性化选择,在选择过程实现语义支持,为用户提供更精确更个性化的选择结果。在本文中主要完成如下工作:①分析了面向服务和Web服务技术体系,语义网与本体论以及语义Web服务,Web服务的非功能属性——服务质量QoS等相关内容。②研究了传统QoS本体建模和Web服务选择方法的相关内容,通过本体编辑相关工具研究提出了一种Web服务的多层QoS本体模型——ML-QoS本体。③针对目前方法对用户QoS属性个性化权值转换描述的不足,在ML-QoS本体模型中,利用序关系描述法以及相关数学知识进行转化,得到了用户QoS属性偏好的权重系数。④提出了一种基于ML-QoS本体模型的个性化服务选择算法,对传统算法服务查准率与查全率的不足进行了改进。⑤基于提出的算法,设计了一种个性化服务选择机制,通过服务反馈响应模块对服务的用户满意度进行捕捉。⑥通过模拟和实验分析,验证了所提出的个性化服务选择方法及其性能。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题背景与研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 1.4 本章小结
• 2 相关技术分析
• 2.1 面向服务与Web Service 技术
• 2.1.1 面向服务技术
• 2.1.2 Web Service 技术体系
• 2.1.3 Web Service 流程模型
• 2.2 语义网及本体论
• 2.2.1 语义网
• 2.2.2 本体论
• 2.3 语义Web 服务
• 2.4 服务质量QoS
• 2.5 本章小结
• 3 多层 QoS 本体建模及用户个性化偏好
• 3.1 Web 服务中多层QoS 本体建模
• 3.1.1 传统QoS 建模方法分析
• 3.1.2 ML-QoS 本体构建及其特征
• 3.1.3 ML-QoS 本体模型分析
• 3.2 QoS 属性的用户个性化偏好
• 3.2.1 QoS 个性化对服务选择的影响
• 3.2.2 QoS 个性化偏好描述
• 3.3 用户个性化偏好权值转换
• 3.3.1 序关系描述
• 3.3.2 数据预处理
• 3.3.3 个性化偏好权值转换
• 3.4 本章小结
• 4 基于 ML-QoS 本体的个性化服务选择机制
• 4.1 现有Web 服务选择分析
• 4.2 个性化服务选择算法
• 4.2.1 算法流程
• 4.2.2 语义匹配
• 4.2.3 取值约束
• 4.2.4 数值匹配
• 4.2.5 个性化选择
• 4.2.6 算法分析与总结
• 4.3 个性化服务选择机制
• 4.3.1 个性化服务选择框架
• 4.3.2 服务请求响应执行流程
• 4.3.3 服务反馈响应机制
• 4.4 本章小结
• 5 实验及分析
• 5.1 实验环境
• 5.2 实验设计与结果分析
• 5.2.1 试验一：QoS 个性化偏好权值计算
• 5.2.2 实验二：算法实验设计与分析
• 5.2.3 实验三：用户满意度分析
• 5.3 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录