基于OWL-S和HTN的语义Web服务组合技术研究 ——服务组合器原型系统设计与实现

论文摘要

由于Web服务的良好封装性、高度松耦合性和可集成性的优点,越来越多的企业开始采用面向服务SOA （Service Oriented Architecture）架构,借此来满足业务的需要。随着Web服务技术的日益成熟,共享在网络上且稳定易用的Web服务数量不断增加。但单个的Web服务能够提供的功能有限,为了更加充分地利用共享的Web服务,有必要将共享的Web服务动态地组合起来,以提供更为强大的服务功能,加快系统开发的速度,快速满足用户需求。因此,如何利用Web服务组合技术准确地向用户提供合乎功能需求的组合服务是当今研究的热点。自动组合任务的高度复杂性在于可用Web服务的数量庞大和所处环境的不断变化,远远超过了人工处理的能力。为了增强Web服务组合应用的自动化和智能化水平,研究者势必开始把人工智能领域的规划方法引入到Web服务组合领域,从而形成了新的服务规划研究领域,与此同时这还需要语义的支持。本论文采用了一个JSHOP2规划器,它是一个独立于领域的HTN规划系统,故课题解决思想就是通过将一个语义Web服务组合问题转化为JSHOP2可处理的规划问题,从而获得一个可执行的服务规划序列,以实现服务组合的自动化和智能化。本文主要提出了一个基于OWL-S和HTN的Web服务组合框架,并描述了其各个组成部分的功能以及相互间是如何协同工作的。具体来说,该框架主要包括两部分:客户端和服务器端。而客户端又由服务发现模块、组合模块和服务执行模块组成。此外,还详细介绍了如何利用HTN规划解决Web服务组合问题的算法思想。最后通过学生选课组合服务对本文设计的语义Web服务组合器原型系统进行了实验测试,以验证了该方法的可行性。同时,还将此原型系统与本领域国外设计开发的试验系统进行了对比。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 关于语义Web 服务的相关研究工作
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.3 课题所要解决的问题
• 1.4 课题的解决方案
• 1.5 课题的意义
• 1.6 文章的组织结构
• 2 语义Web 服务组合关键技术
• 2.1 语义Web 技术
• 2.1.1 本体（Ontology）
• 2.1.2 RDF
• 2.1.3 描述逻辑
• 2.1.4 OWL（Web 本体语言）
• 2.2 Web 服务技术
• 2.2.1 SOAP（Simple Object Access Protocol）
• 2.2.2 WSDL
• 2.2.3 UDDI
• 2.3 OWL-S（Web Ontology Language for Services）
• 2.3.1 服务的概要（Profile）
• 2.3.2 服务的过程模型（Model）
• 2.3.3 服务的基础（Grounding）
• 3 构建语义Web 服务实例
• 3.1 用Axis2 创建Web 服务
• 3.1.1 Axis2 的体系结构
• 3.1.2 用Axis2 创建Web 服务
• 3.1.3 由 WSDL2OWLS 转化为语义 Web 服务
• 3.2 用OWL-S Editor 构建语义Web 服务本体
• 3.2.1 创建原子过程（Atomic Process）
• 3.2.2 创建复合过程（Composite Process）
• 4 基于HTN 的语义Web 服务组合算法的设计
• 4.1 JSHOP2 规划
• 4.2 问题描述
• 4.3 语义Web 服务组合算法
• 4.3.1 将OWL-S 转化为JSHOP2 的领域D
• 4.3.2 将OWL-S 描述的Web 服务组合问题转化为JSHOP2 规划问题
• 5 语义Web 服务组合器原型系统的设计与实现
• 5.1 系统综述
• 5.2 客户端Agent 的设计与实现
• 5.2.1 服务发现模块的设计与实现
• 5.2.2 服务组合模块的设计与实现
• 5.2.3 服务执行模块的设计与实现
• 5.2.4 模块的整合
• 5.3 注册服务器的设计与实现
• 5.3.1 服务接口类型匹配的实现
• 5.3.2 匹配度的计算
• 5.4 系统界面
• 5.5 开发环境
• 5.6 系统比较
• 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢