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基于范例推理技术的服务组合研究

成睿星  
【摘要】: 随着互联网技术与应用的迅速发展,Web服务作为一种开放的业务提供方式,已经得到了工业界和学术界的广泛承认。然而,单一的Web服务提供的功能毕竟有限,因此需要把已有的Web服务组合起来创建新的功能,生成满足用户需求的业务。然而,如何根据需要把相关服务动态组合为一个可以完成特定任务的新的服务,以提高服务的即时性、减少服务的开发成本、创造增值服务成为需要解决的关键问题。 本文围绕上述问题,对Web服务组合如何适应用户需求的多样性以及如何利用知识积累在更高的层面开发和重用Web服务组合等方面进行了深入研究,取得了以下成果: 在分析Web服务组合特点及范例推理技术的优点与适用性的基础上,提出了一种基于范例推理的服务组合实现框架。将专家知识和经验封装成服务范例透明地提供给用户,通过设计适当的服务范例抽象化、更新、检索、调整、重用和存储机制获取能够满足用户需求的组合服务逻辑集成或引用,实现服务组合。提高对已有的成功服务组合的可重用性,减少服务组合的代价,提高服务组合准确率。 针对基于范例推理的服务组合过程中,单一服务范例在解决Web服务组合问题的观点、知识及能力的限制,提出了抽象服务范例的概念来决解复杂的服务组合问题。对服务范例的求解部分资源进行整合和组织的服务抽象化问题解决思路,使得服务范例可以在较高层次进行组合、调整和重用,提高了服务范例的自适应性和可重用性,降低了开发和调整的难度。 根据Web服务组合的知识表示特点,在分析范例表示与推理的重要性基础上,通过对本体表示范例的优越性分析,以及语义网对本体特有的组织特性,提出了一种新的适合服务组合的服务范例本体构建方法。并且提供了统一的、基于RDF的、面向Web的范例表示方法,更富含语义,便于范例知识与领域知识本体的集成。将特定的范例知识与一般性的领域知识本体相融合,使得共享不同范例库之问的范例知识成为可能,有效地实现了范例的表示、组织和索引。 在实际的服务组合过程中仅仅依靠基本描述的相似性测量选取出来的服务范例不一定完全满足用户的需求而且往往不易调整。针对这个问题本文将服务范例的相似度算法归纳为“三层次”的服务范例相似度计算模型。此外,针对现有语义相似度测量算法过多依赖于逻辑推理和缺乏匹配灵活性,构造了相似函数度量服务范例相似程度,在降低计算复杂性的同时提高匹配的灵活性和易用性。通过在原型系统上进行的服务范例查询实验,表明本方法具有较高的范例查全率和查准率以及足够的范例匹配效率。 为提高基于范例推理服务组合的灵活性与可扩展性,本文针对Web服务的特点,提出了基于调整运算子的阶层式服务范例的调整方法,在范例抽象化工作的基础上,通过调整运算子对选取出来的最相似的范例进行自适应调整,并且首次提出了基于交互环境建模的调整运算子能力捕述的思想。将动态调整需求和调整运算子的捕述统一在它们共同的环境的基础之上;并建立了调整运算子的交互环境本体,在本体的基础上,从调整运算子交互的环境以及调整导致的环境的改变两个方面描述调整运算子的能力;提出调整运算子能力的资源状态变迁图模型,实现了从调整运算子能力描述到调整运算子的资源状态变迁图模型的转换;还较为系统地提出了与基于范例推理服务组合相关的范例动态调整的验证方法,提高了服务范例调整和验证的自动化程度。


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