服务组合中面向端到端用户QoS需求的QoS聚合机制研究

服务组合基于多种基本的组合结构,组合多个已有的服务来满足用户的功能性和非功能性(即QoS)需求。通常,用户的需求直接是端到端的需求,而服务描述本身具有自身的QoS描述。由于所处的层次不同,端到端的QoS需求描述和单个服务的QoS描述存在一定的语义鸿沟。基于层次化本体模型建立QoS本体模型,建立了用户QoS和服务QoS之间的映射关系。并针对基本的服务组合结构,研究了异构QoS本体环境下服务的QoS聚合机制。基于基本组合结构的QoS聚合,提出了完整的服务组合中的QoS聚合算法和QoS转换算法,以满足端到端的QoS需求。     

基于用户请求服务的QoS评价模型

进行SOA系统构建时,在选择同一功能服务不同物理实现的过程中,需要考虑用户适合度。提出根据用户需求确定服务QoS属性集的方法,该方法用扩展的WSDL协议描述服务QoS,量化服务QoS和用户QoS需求。构建基于用户请求的服务质量模型和相应算法,完成对最佳用户适合度服务物理实现的选择。     

一种满足马尔可夫性质的不完全信息下的 Web服务组合方法

针对满足马尔可夫性质的服务组合过程给出了按照用户服务质量(QoS)要求的服务组合方法．首先,提出了一种支持QoS属性描述的Web服务描述模型,并实现了对组合服务整个生命周期的QoS信息描述．在此基础上提出了基于多目标决策理论和k臂赌博机理论的服务选择算法,与同类方法相比,该方法可以在不完全信息下根据用户对QoS属性的偏好来选择合适的候选服务进行组合．最后,给出了QoS驱动的服务组合框架E-WsFrame和具体实现,并分析了实验结果．实验表明E-WsFrame可以综合考虑服务组合的功能要求和QoS要求,从而根据服务请求实现服务的自动组合．     

一种基于扩展有限自动机验证组合Web服务的方法

为简化并自动化组合Web服务验证,提出一种基于扩展有限自动机(extended deterministic finite automata,简称EDFA)验证组合Web服务的方法.使用EDFA可以准确地描述Web服务:EDFA的状态表达Web服务在与用户交互的过程中维护的状态;EDFA的状态转移及其标注描述Web服务与用户间的消息交换.EDFA给出Web服务交互过程的所有消息交换序列,刻画出Web服务的动态行为.使用基于EDFA的组合Web服务验证方法不但可以验证组合Web服务是否满足系统需求,还可以验证组合Web服务运行过程是否有逻辑错误.与其他方法相比,该方法更适于验证开放式环境下的组合Web服务.     

一种考虑QoS的Web服务组合Petri网建模方法

Petri网是一种适合描述Web服务组合的建模方法,但是它无法对Web服务的服务质量(QoS)进行建模和分析.为此,将用户最为关心的服务时间、价格和概率3种QoS因素引入到Petri网模型中进行建模,提出了概率时间价格Petri网PTCPN,给出了PTCPN的语义及分析求解算法,并进行了实例建模和分析.结果表明,PTCPN可以有效支持服务组合功能和QoS的形式化统一建模和分析.     

基于灰色关联分析的Web服务选择

为方便用户选择最优Web服务,利用灰色系统理论对Web服务质量QoS属性因子进行分析,提出了一种基于用户QoS偏好的Web服务灰色关联分析方法。考虑到Web服务QoS的不确定性,该方法使用区间对Web服务QoS值进行建模。为了确定候选服务的QoS与用户QoS需求的符合程度,先针对服务的每个QoS属性,计算其与用户QoS需求的灰色区间关联系数;然后结合各个QoS属性的关联系数计算候选服务的QoS与用户QoS需求的综合灰色区间关联度,关联度越大的服务越符合用户的要求;最后从满足用户功能需求的Web服务中选择灰色关联度最大的Web服务推荐给用户。与其它Web服务评价模型相比较,该模型更加符合Web服务QoS的实际情况,能够在服务QoS信息不充分、不确定的环境下,对QoS属性进行合乎实际的分析处理,从而得到更加合理有效的QoS评价。     

基于DEC_POMDP的Web服务组合优化算法

面向服务计算（ SOC）和面向服务架构（ SOA）技术共同推动了Web服务及其组合技术的发展。网络环境的动态变化及其对Web服务质量（ QoS）的影响,给服务成功组合带来挑战,为服务组合效果满足用户需求带来难题。为了得到经济、省时且成功率高的服务组合策略,综合考虑网络环境的动态变化、服务质量的可变性、用户需求的多样性,采用分散的部分可观测马尔可夫决策（ DEC_POMDP）模型描述多个服务Agent的自组织服务组合系统,在基本Q学习算法基础上做出改进,求解模型得到组合策略。实验结果表明求解的策略较大地提高了组合服务的成本、时间消耗,且组合成功率较高。采用的DEC_POMDP模型有效地将Web服务组合动态过程描述出来,并自适应地更新了QoS值,采用Q学习算法及时使用了最新的QoS值。     

基于用户认知能力的自助服务终端界面交互设计方法

大众用户认知能力的多样性问题一直是自助服务终端界面交互设计领域的一大挑战。基于分布式认知理论对自助服务终端界面交互活动进行分析和建模, 确定人机交互过程中交互活动和信息呈现之间的关系, 并在此基础上提出基于用户认知能力的自助服务终端界面交互设计方法。采用这种方法, 设计人员首先要进行用户调研, 识别出需要照顾的用户群体, 然后进行认知能力分析, 建立用户认知负荷模型, 接下来描述用户的交互行为, 确定基本的交互框架, 再运用通用可用性设计方法建立交互设计矩阵, 提出交互设计方案。以酒店自助服务终端为实例, 采用该方法制定设计方案, 通过与传统方法形成的设计方案进行对比, 验证所提设计方法的有效性。这种交互设计方法能够帮助设计人员开发易于大众用户理解和使用的自助服务终端界面, 降低用户的认知负荷, 更好地满足自助服务终端用户的认知多样性需求。     

面向服务组合的复杂上下文本体模型

为了有效解决泛在网络环境下Web服务质量上下文描述问题,在OWL_S基础上提出了面向服务组合的复杂上下文本体模型-OWL_S_QoS＋,包括用户上下文本体和服务上下文本体。用户上下文本体描述用户的环境状态、拥有的资源信息、用户需求及用户群组等对服务或组合服务运行产生影响的一系列属性;服务上下文本体在原有OWL_S定义的基础上,增加了服务对客户端与服务端的运行环境需求、不确定性QoS描述方法。通过模型比较验证了OWL_S_QoS＋具有较强的描述能力。     

Web服务计算组合流程QoS验证

在满足功能需求的前提下,Web服务能否赢得市场, 主要取决于其服务质量(Quality of Services,QoS)。采用概率模型检验的方法判断Web服务计算组合流程的服务质量是否满足系统质量需求。依据用户访问Web服务产生的访问日志,采用聚类的方法,构建面向用户群组的Web服务流程的使用行为QoS模型。采用QoS扩展的状态图描述Web服务流程的QoS需求。然后,利用概率模型验证工具PRISM判断Web服务流程的QoS是否满足系统质量需求。验证面向用户群组的Web服务流程的使用行为质量模型是否满足系统质量需求,为服务流程结构的调整提供了依据。     

QoS可信的服务组合技术研究*

现有基于QoS的服务组合方法通常假定QoS数据可信,然而这种假设很难保证,虚假的服务对于服务组合实现的影响常常是致命的。针对该问题,提出一种考虑QoS可信的服务组合方法。分析了QoS来源,建立了相应的系统结构,划分了信任级别,根据社会交往方式量化了直接经验和间接经验在可信判断中的作用,并以此构建QoS的计算模型,设计了相应的算法。最后,通过仿真实验,将考虑可信的服务组合方法与未考虑可信的传统组合方法进行了比较,前者体现出明显的优越性,从而表明提出的方法在性能和执行效率上是可行的。     

一种时效感知的动态加权Web服务QoS监控方法

服务质量（quality of service,简称QoS）是衡量Web服务好坏的重要标准,也是用户选择Web服务的重要依据.能够实时而准确有效地对Web服务进行监控,是Web服务质量保障的重要基础.为此,提出了一种时效感知的动态Web服务QoS监控方法.该方法在传统加权监控方法中融入了滑动窗口机制和信息增益原理,简称IgS-wBSRM（information gain and sliding window based weighted naive Bayes QoS runtime monitoring）.该方法以一定的初始训练样本进行环境因素权值初始化,利用信息熵（information entropy,简称IE）及信息增益（information gain,简称IG）对样本所处混沌状态的确定作用,依次读取样本数据流,计算样本数据单元出现前后各影响因子组合的信息增益,结合TF-IDF（term frequency-inverse document frequency）算法对早期的初始化权值进行动态更新,修正传统算法对监控分类的类间分布偏差问题和参数未更新问题.另外,考虑训练样本数据的时效性,结合滑动窗口机制来对影响因子组合权值进行同步更新,以消解长期累积的历史累赘数据对近期服务QoS的影响.在模拟数据集和开源数据集上的结果表明：利用滑动窗口机制可以有效摒弃历史数据的过期信息,结合滑动窗口机制实现的基于信息增益的动态权值算法能够更加准确地监控Web服务QoS,总体监控效果明显优先于现有方法.     

基于QoS的P2P网络服务组合的算法

现有的P2P网络服务缺乏服务质量保证,很难应用于商业领域.将服务质量属性引入P2P网络服务,提出了P2P网络中服务组合模型,并且给出一个基于服务质量的P2P服务组合计算方法.然后提出一种拉格朗日松弛法算法,给出了满足用户服务水平协议的服务组合求解步骤.实验结果表明,提出的拉格朗日松弛法求解P2P服务组合计算的模型有良好的时间性能.     

Adaptive Service Composition in Flexible Processes

In advanced service oriented systems, complex applications, described as abstract business processes, can be executed by invoking a number of available Web services. End users can specify different preferences and constraints and service selection can be performed dynamically identifying the best set of services available at runtime. In this paper, we introduce a new modeling approach to the Web service selection problem that is particularly effective for large processes and when QoS constraints are severe. In the model, the Web service selection problem is formalized as a mixed integer linear programming problem, loops peeling is adopted in the optimization, and constraints posed by stateful Web services are considered. Moreover, negotiation techniques are exploited to identify a feasible solution of the problem, if one does not exist. Experimental results compare our method with other solutions proposed in the literature and demonstrate the effectiveness of our approach toward the identification of an optimal solution to the QoS constrained Web service selection problem     

数据流处理中确定性QoS的保证方法

与以往尽最大努力的查询服务提供方式不同,讨论了数据流处理中确定性QoS的保证问题以网络演算为理论基础,提出了一种数据流处理中的QoS建模和QoS保证方法.系统运行前验证所有查询在满足各自的QoS前提下的可调度性.在运行时为通过QoS可调度性验证的每个查询分配代表其QoS需求的服务曲线,从而保证各查询期望的QoS.为了提高查询处理效率,还讨论了保证QoS的批调度和查询共享.实验结果表明,该QoS保证方法能够有效地为数据流上的连续查询提供确定性的QoS保证.     

面向服务遥感图像处理平台中时间感知的服务质量预测

面向服务架构(SOA)通过将遥感图像处理算法抽象成组件化的服务，进一步通过服务选择及组合，满足遥感图像处理的复杂业务需求。为了得到满足用户服务质量(QoS)要求的服务组件进行组合，前提就是获得所有服务的QoS。然而，对于用户未调用过的服务，其QoS是缺失的，因此围绕缺失QoS的预测出现了很多研究工作。针对目前QoS预测没有考虑时效性，进而影响了QoS预测准确度的问题,通过考虑时效性提出基于时间片的QoS模型，进一步基于协同过滤提出时间感知的QoS预测方法。在WS-DREAM真实数据集中的实验结果表明，时间感知的QoS预测方法能够获得较小的均方误差(MAE)和均方根误差(RMSE)。此外，对于可能影响时间感知QoS预测的多个参数，通过设置不同的参数组合进行了多次实验和分析，为参数的选择提供了一定的参考。     

一种带有负载均衡的军事信息服务聚合模型

针对在军事信息栅格体系内, 服务聚合后的部署状态对网络节点性能和服务质量(QoS）产生反馈影响的问题, 提出了一种带有负载均衡的服务聚合模型(load balancing composition model for military information service, LBCMMS), 通过重新构建QoS参数组, 使得对服务的优选评估更符合军事需求; 引入动态削弱矩阵（dynamic weakening watrix, DWM）, 并定义矩阵中的两种负指数削弱因子, 促使聚合的服务流在节点的分布上具有负载均衡效果; 分别基于回溯—贪婪算法（BGA）和遗传算法（GA）设计了服务聚合流程, 解决了模型多条件决策下的NP-complete问题; 通过仿真验证了模型的有效性。     

支持QoS和用户需求的Web服务选择模糊算法*

基于QoS的Web服务选择能为用户提供更好的服务质量,而基于用户对QoS的需求和偏好的模糊性来进行Web服务选择是其中的一种方法。如何通过这种方法合理地获得最优候选服务集,是Web服务架构亟待解决的一个问题。本文提出了一种支持QoS和用户需求的Web服务选择模糊算法,该算法将用户对QoS的需求及偏好的语言描述进行去模糊化,然后选择出最符合用户需求的服务集。通过对模拟的服务质量数据进行实验,验证了该算法的优越性和有效性。