基于语义WEB的动态服务组合技术研究

本文描述了我们对动态服务组合技术的研究成果。本文首先对Web服务组合进行介绍;然后对Web服务组合给出形式化的定义,并对语义Web和OWL-S进行了分析;接着给出了一个基于语义Web的动态服务组合模型;最后讨论了存在的问题。     

语义Web服务组合中的服务建模及规划算法

Web服务的语义建模是指对Web服务的属性、功能和结构等进行语义描述,使用户能够对服务自动地定位、选择、使用和组合.本文以动作理论和描述逻辑为基础对服务的逻辑层信息(控制流和数据流)进行语义建模,用带前提和结果的原子动作描述简单服务,复杂动作描述组合服务的控制流,服务间的依赖关系描述数据流,并提出一个基本的Web服务自动组合框架.在该框架中,Web服务自动组合被划分为逻辑层和实现层2部分,于是服务的自动组合问题在逻辑上归结为一个动作规划问题,在实现上归结为一个根据动作选择具体服务的服务选择问题.最后给出一种新的自动组合规划算法,该算法充分考虑了语义推理和智能规划的结合,在对问题的描述能力和运行效率上做了较好的平衡.     

语义Web服务的形式化与满足性研究

描述逻辑是语义网的理论基础,首先通过对语义Web服务中的输入/输出参数进行抽象描述,依据描述逻辑理论得到语义Web服务的形式化定义。从描述逻辑的角度把语义Web服务映射成某一领域中的概念,把语义Web服务的组合看成是一个新的语义Web服务的形成,新服务形成后是否有意义其实就是描述逻辑中新概念的满足性问题。通过引入Tableau算法,证明了新语义Web服务的可终止性,并给出了语义Web服务满足性的可判定过程。这一工作为具体语义下的Web服务的发现、组合等问题的解决提供了理论基础,具有十分重要的指导作用。     

用描述逻辑进行语义Web服务组合

针对面向服务功能的语义Web服务组合问题,特别是经典的人工智能规划方法无法有效地处理Web服务执行过程中动态产生的新个体,以及基于服务匹配的方法则无法充分利用服务I/O参数类型之间大量的语义关联等关键问题,通过动态逻辑和描述逻辑之间的对比研究,采用描述逻辑公理来刻画Web服务的IOPR(inputs,outputs, preconditions and results),扩展了基于动态逻辑的人工智能规划方法,提出了把语义Web服务组合问题转化为描述逻辑推理问题的方法,克服了经典的人工智能规划方法中的困难和基于服务匹配的服务组合方法的缺点.     

基于Pi演算的OWl-s的Web服务的自动组合

Web服务组合研究领域的一个重要的问题是如何形式化描述Web服务组合,如何验证服务组合的正确性。Web服务组合的形式化模型可以用来检查、验证Web服务组合以保证组合的正确性。针对目前最主要的一种语义Web服务组合的规范WEB本体论语言(Ontology Web Langage-Semantic,简称OWL-S),给出基于Pi演算的形式化描述,定义了Pi演算和OWl-S之间的概念映射,并给出了OWl-S的基于Pi演算的形式化模型,最后通过一个案例给出了模型验证的方法。     

基于OWL-S和HTN的Web服务组合原型系统的研究

Web服务是近年发展的一种分布式技术,引起了越来越多研究者的关注.随着网络上Web服务技术描述的信息系统数量的不断增加,将现有的业务流程进行组合以满足较为复杂的业务系统成为当前发展的主要趋势.此外,由于Web服务所处环境的复杂性和动态性,使得Web服务组合任务变得非常困难.因此,Web服务组合逐渐成为语义Web服务领域研究的热点和难点.描述了一个基于OWL-S和HTN的Web服务组合框架,并详细介绍了如何利用HTN规划解决Web服务组合问题的算法思想.通过学生选课服务实验,验证了该方法的可行性.     

基于动态描述逻辑的语义Web服务推理

语义Web服务的提出是为了解决Web服务资源在语义Web中的自动发现、组合和执行等问题,基本思路是将本体承载的静态知识与对Web服务动态功能的描述有机地结合起来.动态描述逻辑是描述逻辑的一种动态扩展,支持面向语义Web的对动作的描述和推理.文中利用动态描述逻辑DDL(SHOIN(D))的描述和推理功能,提出对语义Web服务进行建模和推理的一种有效途径.从OWL-S中的Process Model出发,将语义Web服务建模为基于DDL(SHOIN(D))的动作理论,其中,对应于Process Model中的原子过程,可以对输入、输出、局部变量、前提条件、结果等多个方面进行建模;对应于Process Model中的复合过程,可以相应地对数据流以及顺序、选择、乱序、条件、迭代、循环等控制结构进行刻画.以建模后得到的动作理论为基础,应用动态描述逻辑的推理机制,可以分别对语义Web服务的可实现性、可执行性、投影、规划等问题进行推理.这些推理功能为语义Web服务的自动发现和自动组合提供了有效的支持.     

语义Web服务安全研究

随着语义Web技术的出现和发展,在大规模、开放、异构的分布式环境中实现Web服务的自动发现、选择,组合、调用和监控成为可能。语义Web服务解决了Web服务的语义描述问题,但也面临着与Web服务一样的安全、隐私和信任等问题。本文分析了Web服务当前面临的主要安全威胁及现有业界安全标准存在的局限性,介绍了安全本体概念并给出了一个基于OWL表示的安全本体例子,最后阐述了语义Web服务应用安全框架中安全服务的语义描述问题,对OWL-S服务本体语言进行扩展,以实现语义安全本体和策略注释。     

支持Web服务组合与验证的形式化模型

针对Web服务的组合与验证问题,在范畴理论描述框架的基础上,引入进程代数描述服务组件的外部行为,为Web服务系统的架构描述建立了一种形式化的语义模型。Web服务作为范畴理论中的对象节点,服务间的交互和组合关系作为态射,从而以范畴图表的形式来描述服务网络。在形式化定义服务接口、Web服务、服务组合等概念的基础上,进一步分析讨论了服务组合和交互过程中的语义特性,给出了Web服务可替代性和服务请求可满足性的形式化定义。实例研究表明,该框架增强了Web服务架构的语义描述能力。     

一种基于BPEL4WS的语义Web服务组合框架

针对Web服务的组合问题,给出了一种基于BPEL4WS(Business Process Execution Language for Web Services)语言的语义Web服务动态组合框架.该框架把一些具有相似性的商业流程定义成一个抽象流程模板APT,每个活动节点所需服务的语义信息用PPC模型描述,并引入一个OWL-S/UDDI转换器使Web服务在UDDI上的注册信息与该服务的语义信息之间进行转换,实现UDDI注册信息与语义信息的关联,以便于语义匹配及服务绑定.通过语义匹配组件匹配选择合适的Web服务,并通过APT绑定组件把所选Web服务的相关信息动态绑定到APT模板中,从而实现Web服务的动态组合.该框架增强了Web服务组合的灵活性和动态性.     

基于语义的Web service组合技术研究

随着Web服务的发展,Web服务组合越来越显示出其必要性。文章分析了语义Web服务组合的特点,着重阐述了基于AI规划的语义Web服务组合方案。     

基于领域本体的可信服务组合

针对现有Web服务组合方法缺乏对服务自身属性信任问题的深入考虑,服务组合过程可信需求无法得到保障,提出了一种基于领域本体的可信Web服务组合方法。将服务的非功能属性分为服务质量、服务信任和服务上下文三个主要方面,并采用本体构建工具Protégé构建原子服务本体,利用推理机FaCT++对原始服务集进行本体推理过滤;引入了融合本体推理过滤的Web服务架构;提出了基于层次任务网络(hierarchical tasknetwork,HTN)规划法的可信服务组合算法。仿真实验表明:与传统的组合方法相比,该方法可有效提高服务组合的效率和成功率。     

一种面向服务体系结构的服务组合方案求解方法*

面向服务体系结构的出现为分布式应用集成提供了一种解决方案,如何快速准确地指定具体服务或求解出服务的组合方案的问题尚待解决。根据对抽象服务的输入/输出等功能性属性的描述,完成了抽象服务组合流程建模,为了对抽象层粗粒度服务的求精,提出了一种基于语义Web服务和图规划技术的服务自动组合机制,该方法将Web服务映射为规划动作的形式化描述,形式化推理得出Web服务的组合方案。在具体的服务或方案选择上,利用服务相似度优化服务或服务组合方案的选取。最后通过模拟实验验证了该方法的有效性。     

一种半自动化Web服务合成的算法

Web服务合成,即将现有的若干服务合成为一个新的服务以获得新的功能,对于B2B、B2C应用和企业应用集成等各个领域都是十分重要的。服务合成必须实现半自动化或自动化。半自动化是比较可行的,它在用户的参与下合成服务。本文提出了一个半自动化服务合成的原型。其要求对服务进行语义描述,合成算法根据服务的语义信息来完成服务的合成。本文提出了基于目标服务的合成算法。其关键问题是如何选择下一个服务,以产生合适的输出作为当前服务的输入参数;需要对待选服务进行语义匹配,提出了精确匹配、一般匹配和语义距离等概念来衡量匹配度,并且用户可以根据其它属性来过滤服务,选择最优的一个。最后开发了一个合成系统,进行实验测试。     

基于OWL—S和HTN的Web服务组合原型系统的研究

Web服务是近年发展的一种分布式技术,引起了越来越多研究者的关注。随着网络上Web服务技术描述的信息系统数量的不断增加,将现有的业务流程进行组合以满足较为复杂的业务系统成为当前发展的主要趋势。此外,由于Web服务所处环境的复杂性和动态性,使得Web服务组合任务变得非常困难。因此,Web服务组合逐渐成为语义Web服务领域研究的热点和难点。描述了一个基于OWL—S和HTN的Web服务组合框架,并详细介绍了如何利用HTN规划解决Web服务组合问题的算法思想。通过学生选课服务实验,验证了该方法的可行性。     

模型驱动架构的语义组合Web服务的验证

针对语义Web服务的组合与验证问题,提出了基于模型驱动架构（MDA）的组合方法与基于语义匹配度的匹配方法。组合方法使用UML类图和用例图对OWL-S进行静态组合建模,使用活动图对OWL-S进行动态组合建模。在建模过程中使用基于语义匹配度的匹配方法,选择可用的子Web服务确定最合适的组合Web服务,并将该组合UML模型转化为可验证的Promela语言,使用SPIN工具进行验证,通过验证的UML模型作为模板保存于本体的知识库中以便使用。该模型提高了开发语义Web服务的效率,保证了组合过程的正确性,还能利用模板与语义匹配度实时发现与选择可用的Web服务。     

基于功能语义的Web服务发现方法

随着Web服务技术的发展与应用,基于功能语义进行Web服务发现已经逐渐成为服务使用者最为迫切的需求.而现有的服务发现机制还不能很好地解决这一问题.所以提出了一种基于功能语义的Web服务发现方法.通过定义Web服务功能描述模型,规范服务提供者和使用者对Web服务功能的描述;同时构建了领域功能本体,提出语义标注的机制,从而让用户可以基于功能语义发现Web服务.并设计了基于功能语义的Web服务描述语言,构建了原型系统,为基于功能语义进行服务发现提供了一种有效可行的方法.     

一种基于语义的服务搜索与匹配方法

Web服务是构建基于面向服务架构(SOA)的应用系统所需的主流分布式计算技术.作者此前提出了一种语义增强服务库,支持基于语义的服务注册、搜索和组装.讨论该服务库中所使用的一种基于语义的服务搜索与匹配方法.该算法不仅考虑了功能性属性而且引入了非功能性属性来进行服务匹配.算法利用所建立的本体对服务进行语义标注,并通过对OWL-S进行扩展,增加了非功能性属性支持.论文给出了服务的定义,详细介绍了服务搜索与匹配的步骤,并以一个服务的搜索为例对算法的使用进行了说明.最后把本文提出的算法与基于关键字匹配的服务搜索算法进行了比较分析,结果表明本文所提出的算法搜索更加准确.论文最后简介了基于该算法的语义库的基本架构及功能.