语义Web服务自动组合的Petri网方法研究

【摘要】： 目前Web上的信息仅仅是为了让人们去阅读,而不是让计算机程序去有效地利用,现在迫切需要对Web上海量信息的机器自动处理,如何使Web信息为机器所理解并自动处理成为将来Web发展的趋势,语义Web的出现正是为了满足这一目的,为Web上信息赋予清晰的语义标记,使得Web上信息的处理和集成可以通过机器进行较为容易的自动处理。 当人们创建用户应用程序收集Web上分散资源、处理消息、与其他程序交换信息时,语义Web的能力才会得到真正体现。在所有Web资源中最重要的是那些可以提供服务的资源,即语义Web服务,用户应用程序应该能够对服务进行自动处理,并最终满足用户的需求。 作为语义Web服务研究与应用的一个重要方面,语义Web服务的自动组合是指用户能够通过其应用程序实现对所需Web服务的自动发现、选择、雇用、组合以及监控等操作,并最终满足用户的需求。 OWL-S是W3C推荐的语义Web服务的本体描述语言,目的是为了实现语义Web服务的自动发现,自动调用和自动组合等相关问题。语义Web服务的OWL-S描述对服务的运行细节进行了清晰的描述,规定了用户与服务进行交互的方式。在语义Web服务的OWL-S描述基础上,结合多主体系统的相关技术,本文讨论了语义Web服务的自动组合以及组合语义Web服务动态分析的Petri网方法,主要包括以下几方面的工作: (1)利用动态描述逻辑(Dynamic Description Logic,DDL)的动作理论作为OWL-S进程执行描述的逻辑基础,将OWL-S原子进程的执行作为一个DDL动作进行描述,实现了原子进程的动态执行与相关执行条件静态推理的有机结合,得到OWL-S原子进程操作语义的DDL描述; (2)利用Petri网方法刻画了OWL-S服务进程(特别是复合进程)的操作语义,提出组合语义Web服务的形成是基于其中各个服务的功能的组合,每个服务功能对应服务的某个进程描述,将相应进程的Petri网描述进行合成(基于库所元素的共享合成),得到组合语义Web服务对应的Petri网系统; (3)详细讨论了多主体行为的Petri网描述与分析方法,特别是多主体行为规划问题,多主体行为冲突的检测和避免问题; (4)提出通过组合语义Web服务对应的Petri网系统,实现组合语义Web服务的动态执行分析的方法,包括如何确定组合语义Web服务当中各个服务功能(服务行为)的执行次序;多个不同服务行为执行时其间可能存在的各种关系,如顺序,并发关系;对组合语义Web服务的动态执行情况的分析,如服务的可达性、