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面向数据分析应用的探索式服务组合环境研究

贾淑娟  
【摘要】:随着科学技术的快速发展和业务需求的不断变化,服务计算这一技术方面国内外研究学者已进行了大量的探索,并取得了一些阶段性的有价值的成果。服务科学是一门集相关传统服务学科于一体的学科技术,这一学科技术可提高服务的产业水平,在分布式计算研究领域中,服务计算已经成为服务科学的重要泛型及热门的研究方向,并在城市应急、医疗服务、智能电网等实际应用领域中起着重要且不可替代的作用,而服务组合是构建这些系统领域功能的主要途径。现有的服务组合技术只能解决可预先定义业务流程的情况。然而,在实际问题尤其是日新月异的科学发展研究中,由专业人员预先定义完整业务流程的传统方法已经完全无法满足业务用户的需求情况。这是因为业务用户的需求往往随实际问题的变化而不断发生改变,与此同时,需要专业人员同时进行业务流程的调整才能满足这一需求的变化,然而专业人员很难根据需求做到业务流程的同步调整;而由最终用户直接构建服务组合流程时,需要最终用户对其中的细节进行精确且严格的定义,这一基本要求使不具备专业知识的业务用户难以实施和完成。在服务计算环境下,随着物联网技术的迅猛发展,各个行业领域所产生的实时流数据呈爆炸性的增长,这些数据中隐含了大量的信息,然而这些信息并不是直观的。需要我们对所产生的数据进行深入的分析挖掘,从而得到有价值的知识,能够高效充分的分析数据对于我们做出进一步的决策具有重要的作用。针对这类需求,本文提出了一种面向数据分析应用的探索式服务组合方法。论文的主要工作包括:第一,提出了面向数据分析应用的探索式服务组合系统架构及探索式服务组合模型。探索式服务组合系统架构包括四个模块,分别是用于流数据接入的通讯服务器模块、服务库模块、运行支撑环境模块和探索式服务组合环境模块。探索式服务组合模型中包含扩展时间维电子表格的数据视图、以及表达数据处理逻辑的流程视图。由于本文所针对的服务包括物联网环境下流数据服务,传统的二维电子表格模型已不能满足流数据的处理需求,所以在此基础上扩展了时间维,通过时间窗口及窗口聚合函数完成对数据的聚合计算,以完成对流数据的分析及处理。第二,提出了一种探索式服务组合方法。由于服务组合是面向服务计算最常用的方法,而传统的服务组合技术已不再适用于需求不明确的情况,因此,提供一种支持最终用户探索式的构造服务组合流程是必要的。该探索式服务组合方法包括流数据生成数据视图的构造方法、用户在数据视图上的操作以及对应操作转化为流程视图上流程逻辑的转换规则。为用户提供一种直接操作数据视图的方法,使最终用户无需具有专业编程知识也能实现对数据视图的操作,并且根据转换规则将数据视图转换为流程视图上的服务组合流程结构,使用户更方便的构造服务组合流程,满足了用户的需求。第三,设计并实现了探索式服务组合系统。基于上述服务组合模型和流程视图的转换规则,实现了最终用户可直接操作的服务组合系统,实验表明,本文提出的面向数据分析应用的探索式服务组合方法可有效的降低最终用户构造流程的复杂性,并加强了最终用户的参与程度,从而提高了最终用户构造流数据服务服务组合流程的效率,进而提高了建模的效率。


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