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基于语义Web服务的多层次匹配模型的研究与实现

2020-12-08阅读(188)

基于语义Web服务的多层次匹配模型的研究与实现

论文摘要

以Web服务为代表的软件服务及软件服务协同已成为开放网络环境下一种典型的应用,实现服务按需发现,以保证服务有效复用、相容组合,对提高网络软件生产效率,实现跨组织的业务集成具有极其重要的意义。服务的发现和组合是在Web服务协同中两个关键的问题,语义Web服务的提出为之提供了一种有效的解决方案,本文基于语义Web服务描述语言OWL-S,对服务发现及匹配进行了深入研究。在OWL-S描述语言中,一个语义Web服务由三个部分来表示,ServiceProfile,描述服务能做什么;ServiceModel,描述服务的内部流程;ServiceGrounding,描述怎样来访问服务。目前关于语义Web服务匹配的研究主要是基于Web服务的功能性匹配,即OWL-S的ServiceProfie部分,针对ServiceModel和ServiceGrounding的研究较少。在服务组合中,两个具有相同输入/输出参数的服务不一定是兼容的,仅仅通过功能性匹配来查找服务是不够的,还需考虑其过程行为。另外,在不同的Web服务执行环境中,具有同一个概念的两个属性其对应的XML数据结构也可能存在差异,所以,在服务发现和匹配中整合三个层次的匹配是很有必要的,以实现Web服务从功能、行为和数据结构三维的精确匹配,为后续服务的组合、监控和执行提供可靠的信息保障。针对OWL-S描述的三个方面,本文提出了一种多层次的服务匹配模型。在服务协同方面,在OWL-S对服务过程缺乏完备的形式化支持的情况下,引入确定有限自动机（DFA）和工作流网（WF-net）对复合服务的过程模型进行建模,分析复合服务的动态行为,以实现服务的过程匹配;针对原子服务,除了功能性（I/O）匹配之外,引入ServiceGrounding的兼容性匹配,为后续操作提供支撑。在此基础上,设计与实现了基于语义Web服务的多层次匹配模型的原型系统。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景和意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.3 主要研究内容
  • 1.4 论文结构
  • 1.5 本章小结
  • 第二章 服务匹配的关键技术研究
  • 2.1 本体
  • 2.1.1 本体的定义
  • 2.1.2 本体的分类
  • 2.2 概念匹配算法
  • 2.2.1 基于关系推理
  • 2.2.2 基于相似度
  • 2.3 OWL-S
  • 2.3.1 服务概要
  • 2.3.2 服务模型
  • 2.3.3 ServiceGrounding
  • 2.4 过程匹配的形式化方法
  • 2.4.1 确定有限状态自动机（DFA）
  • 2.4.2 Petri 网
  • 2.4.3 基于进程代数的形式化方法
  • 2.5 推理机
  • 2.6 本章小结
  • 第三章 基于过程的语义Web 服务匹配
  • 3.1 基于有限状态机的形式化方法
  • 3.1.1 EDFA 的定义
  • 3.1.2 EDFA 模型的匹配
  • 3.2 自动机模型的研究与改进
  • 3.2.1 EDFA 的不足
  • 3.2.2 改进后的自动机模型
  • 3.2.3 OWL-S 与自动机的映射
  • 3.2.4 自动机运算操作的实现
  • 3.2.5 定义自动机的大小关系
  • 3.2.6 模型的运行和验证
  • 3.3 基于Petri 网的形式化方法
  • 3.3.1 互模拟（Bisimulation）理论
  • 3.3.2 行为继承理论
  • 3.4 基于WF-net 的过程匹配方法的提出
  • 3.4.1 过程匹配方法的提出
  • 3.4.2 WF-net 基本定义
  • 3.4.3 发现一致性
  • 3.4.4 过程匹配相似度
  • 3.4.5 匹配相似度计算
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 过程匹配模型的设计与实现
  • 4.1 工作流网转换器
  • 4.1.1 工作流网转换步骤
  • 4.1.2 工作流网模型
  • 4.1.3 OWL-S 控制结构到工作流网的映射机制
  • 4.1.4 OWL-S 数据流的映射
  • 4.1.5 服务注册
  • 4.2 I/O 匹配器
  • 4.2.1 I/O 匹配步骤
  • 4.2.2 服务候选集
  • 4.2.3 I/O 匹配算法的实现
  • 4.3 Grounding 匹配器
  • 4.3.1 匹配步骤
  • 4.3.2 类型匹配
  • 4.3.3 输入/输出参数之间的映射
  • 4.4 过程匹配器
  • 4.4.1 发现一致性算法
  • 4.4.2 匹配相似度
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 系统运行与测试
  • 5.1 测试环境
  • 5.2 测试说明
  • 5.3 测试流程
  • 5.3.1 工作流网的构建
  • 5.3.2 I/O 匹配器
  • 5.3.3 Grounding 匹配器
  • 5.3.4 发现一致性和匹配相似度
  • 5.4 测试比较
  • 5.4.1 结构比较
  • 5.4.2 性能比较
  • 5.5 测试分析
  • 5.6 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间取得的研究成果
  • 致谢

    • 相关论文文献

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