專利名稱：一種面向組合的語義web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計算機處理技術(shù)的服務(wù)發(fā)現(xiàn)與組合領(lǐng)域，具體涉及一種面向組合的語義web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
面向服務(wù)的計算(Service oriented computing，S0C)是當前備受關(guān)注的主題，以標準的方式支持系統(tǒng)的開發(fā)性，進而使相關(guān)技術(shù)與系統(tǒng)具有長久的生命力是面向服務(wù)的計算研究的重點。面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(Service oriented architecture，S0A)和面向服務(wù)的計算技術(shù)是標識分布式系統(tǒng)和軟件集成領(lǐng)域技術(shù)進步的一個里程碑。服務(wù)作為一種自治、開放以及與平臺無關(guān)的網(wǎng)絡(luò)化構(gòu)件，可使分布式應(yīng)用具有更好的復(fù)用性、靈活性和可增長性?；诜?wù)組織計算資源所具有的松耦合特征會給企業(yè)帶來許多好處遵從SOA的企業(yè)IT架構(gòu)不僅可以有效保護企業(yè)投資，促進遺留系統(tǒng)的復(fù)用，而且可以支持企業(yè)隨需應(yīng)變的敏捷性和先進的軟件外包管理模式。企業(yè)在把其關(guān)鍵功能服務(wù)化后，可以使企業(yè)間的電子商務(wù)以更高效、靈活的方式開展。Web服務(wù)技術(shù)是當前SOA的主流實現(xiàn)方式。當前服務(wù)計算所面臨的主要挑戰(zhàn)是如何發(fā)現(xiàn)和組合web服務(wù)來建立一個復(fù)合的應(yīng)用，在開發(fā)軟件應(yīng)用的過程中，服務(wù)作為一個基本元素來對待，作為服務(wù)計算 (service-oriented computing SOC)的一個新的有前途的計算領(lǐng)域，服務(wù)的組合發(fā)現(xiàn)極具研究價值。當前的web服務(wù)框架是以WSDL (w3c 2001c)——基于xml描述的關(guān)于服務(wù)是什么以及該如何調(diào)用服務(wù)；SOAP (w3c 2001a)——通過HTTP在應(yīng)用層交換消息的標準協(xié)議； UDDI (UDDI 2000)——提供了一個機制，以一種有效的方式來瀏覽，發(fā)現(xiàn)web服務(wù)；以及它們之間的相互作用為基礎(chǔ)的。但這樣的服務(wù)框架有兩個限制不支持服務(wù)組合，不包含語義信息。一方面，假定對請求的單個的存在的服務(wù)，當前框架是能很好的滿足，但在很多情況下，不存在滿足用戶請求的單個服務(wù)，因此由不同的服務(wù)提供的功能組合或許才能更好的滿足一個用戶的請求。另一方面，語義信息也必須包含在服務(wù)發(fā)現(xiàn)和組合中去，從而使得web服務(wù)能夠更好的自動化推理、發(fā)現(xiàn)與組合，但遺憾的是，WSDL不包括語義信息來描述服務(wù)的功能也不包括行為信息來表達服務(wù)間的相互關(guān)系。目前，web服務(wù)發(fā)現(xiàn)的研究主要集中于如何在服務(wù)注冊中心發(fā)現(xiàn)滿足用戶請求的服務(wù)，其共同的局限性事僅發(fā)現(xiàn)單一完全滿足要求的服務(wù)，而沒有對服務(wù)組合提供支持，并且語義web服務(wù)發(fā)現(xiàn)更多是純語義的發(fā)現(xiàn)，缺乏對服務(wù)行為過程的支持；而對于web的服務(wù)組合的研究主要集中于對已有的服務(wù)進行組合，對組合方法的研究，忽略了服務(wù)發(fā)現(xiàn)在服務(wù)組合中的作用，而且組合多是根據(jù)服務(wù)的行為過程信息來進行組合，缺乏對語義的支持。 但在語義web服務(wù)中，服務(wù)的發(fā)現(xiàn)和組合是密不可分的
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的提供一種將組合思想融入到服務(wù)發(fā)現(xiàn)中的面向組合的語義web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法。本發(fā)明的發(fā)現(xiàn)所形成的候選服務(wù)鏈集，能夠作為服務(wù)組合研究的數(shù)據(jù)集，具有很好的通用性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為
一種面向組合的語義web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法，包括以下步驟
A、解析原子服務(wù)；接收來自外部的語義Web服務(wù)匹配請求文件，所述語義Web服務(wù)為原子服務(wù)，所述語義Web服務(wù)匹配請求文件為owls服務(wù)文件，解析該owls服務(wù)文件，獲取該原子服務(wù)的輸入/輸出信息；
B、在服務(wù)注冊中心中獲取與原子服務(wù)相對應(yīng)的復(fù)合服務(wù)的控制信息；C、根據(jù)獲取的復(fù)合服務(wù)控制信息，對從服務(wù)注冊中心獲得的每個原子服務(wù)過程進行剖析，形成一系列原子服務(wù)單次執(zhí)行的可用服務(wù)集，所述可用服務(wù)集中包含原子服務(wù)每個單次執(zhí)行所必須的輸入和輸出信息；
D、在I/O匹配器中，通過本體概念樹，運用I/O匹配算法，對任意兩個單次執(zhí)行的輸入 /輸出信息完成匹配操作；
E、構(gòu)建網(wǎng)狀圖根據(jù)I/O匹配結(jié)果和構(gòu)圖算法將匹配獲得的服務(wù)添加到圖結(jié)構(gòu)中，形成完整的網(wǎng)狀F、獲取候選服務(wù)鏈集根據(jù)構(gòu)建的網(wǎng)狀圖，遍歷該圖，從遍歷軌跡中獲取候選服務(wù)鏈集作為服務(wù)組合的數(shù)據(jù)。所述原子服務(wù)就是由原子過程形成的服務(wù)，原子過程連接輸入和輸出信息，是服務(wù)中的唯一過程，可以被用戶直接調(diào)用使用。復(fù)合服務(wù)就是由復(fù)合過程形成的服務(wù)，主要是通過如下控制結(jié)構(gòu)連接原子過程 sequence, choice,split,split+join,if—then—else, any—order, iterate, repeat-while, repeat-until.這些結(jié)構(gòu)的具體含義如下
Sequence 過程處理序列，順序執(zhí)行所有的過程； Choice 對過程處理集，只有一個過程被選擇做處理； Split 對過程處理集，過程可以同時發(fā)生； split+join 對過程處理集，過程同時發(fā)生然后合并 if-then-else 兩個過程，其中一個會被執(zhí)行 any-order 對包含的過程處理集，任意順序執(zhí)行； iterate 對過程處理集，順序執(zhí)行，不需要執(zhí)行所有過程； repeat-while 一個過程將循環(huán)執(zhí)行，直到執(zhí)行條件變?yōu)榧伲?repeat-until 一個過程循環(huán)執(zhí)行至少一次，直到條件變真。本發(fā)明通過基于語義本體概念的1/0匹配、owls服務(wù)文件解析和owls服務(wù)控制過程分析的語義web服務(wù)數(shù)據(jù)流關(guān)聯(lián)關(guān)系，提取服務(wù)請求中服務(wù)的單次執(zhí)行過程形成可用服務(wù)集，針對服務(wù)的某此執(zhí)行，自動構(gòu)造面相服務(wù)組合的服務(wù)發(fā)現(xiàn)的候選服務(wù)集組成的網(wǎng)狀圖以及從網(wǎng)狀圖中自動獲取候選服務(wù)鏈集，來實現(xiàn)面向組合的服務(wù)片段發(fā)現(xiàn)，這樣就為后續(xù)的服務(wù)組合操作提供滿足功能需求的候選服務(wù)鏈集，避免服務(wù)組合過程中重復(fù)選擇候選服務(wù)的繁瑣操作。上述方案中，步驟B具體為Bi、將語義Web服務(wù)的輸入/輸出信息傳送至服務(wù)注冊中心；
B2、從服務(wù)注冊中心中讀取所有服務(wù)；
B3、利用owls規(guī)則對服務(wù)注冊中心的所有服務(wù)進行分析；
B4、獲取與原子服務(wù)相對應(yīng)的復(fù)合服務(wù)的控制信息，所述復(fù)合服務(wù)的信息包括復(fù)合服務(wù)的原子過程信息、該原子過程中的輸入/輸出信息和復(fù)合服務(wù)的控制過程信息。上述方案中，所述步驟D具體為
D1、根據(jù)可用服務(wù)集中任意兩個單次執(zhí)行的輸入/輸出信息從本體庫中讀取對應(yīng)的 owl本體文件；
本體庫是由一系列的本體數(shù)據(jù)，也就是一系列的本體文件構(gòu)成的集合；本體文件就是本體概念以語義網(wǎng)標準格式寫成的文本信息，在該文本中對本體概念以及這些概念之間的關(guān)系進行描述，通常將同一類型的本體概念放入一個本體文件中。D2、獲取owl本體文件中的本體概念以及本體概念之間的關(guān)系，根
據(jù)所述本體概念之間的關(guān)系建立本體概念樹，再根據(jù)本體概念樹中本體概念
之間的關(guān)系和幾何距離獲得本體概念的相似度；所述相似度的計算公式為
權(quán)利要求
1.一種面向組合的語義web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟A、解析原子服務(wù)；接收來自外部的語義Web服務(wù)匹配請求文件，所述語義Web服務(wù)為原子服務(wù)，所述語義Web服務(wù)匹配請求文件為owls服務(wù)文件，解析該owls服務(wù)文件，獲取該原子服務(wù)的輸入/輸出信息；B、在服務(wù)注冊中心中獲取與原子服務(wù)相對應(yīng)的復(fù)合服務(wù)的控制信息；C、根據(jù)獲取的復(fù)合服務(wù)控制信息，對從服務(wù)注冊中心獲得的每個原子服務(wù)過程進行剖析，形成一系列原子服務(wù)單次執(zhí)行的可用服務(wù)集，所述可用服務(wù)集中包含原子服務(wù)每個單次執(zhí)行所必須的輸入和輸出信息；D、在I/O匹配器中，通過本體概念樹，運用I/O匹配算法，對任意兩個單次執(zhí)行的輸入 /輸出信息完成匹配操作；E、構(gòu)建網(wǎng)狀圖根據(jù)I/O匹配結(jié)果和構(gòu)圖算法將匹配獲得的服務(wù)添加到圖結(jié)構(gòu)中，形成完整的網(wǎng)狀圖；F、獲取候選服務(wù)鏈根據(jù)構(gòu)建的網(wǎng)狀圖，遍歷該圖，從遍歷軌跡中獲取候選服務(wù)鏈作為服務(wù)組合的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向組合的語義web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法，其特征在于，步驟B具體為Bi、將語義Web服務(wù)的輸入/輸出信息傳送至服務(wù)注冊中心；B2、從服務(wù)注冊中心中讀取所有服務(wù)；B3、利用owls規(guī)則對服務(wù)注冊中心的所有服務(wù)進行分析；B4、獲取與原子服務(wù)相對應(yīng)的復(fù)合服務(wù)的控制信息，所述復(fù)合服務(wù)的信息包括復(fù)合服務(wù)的原子過程信息、該原子過程中的輸入/輸出信息和復(fù)合服務(wù)的控制過程信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向組合的語義web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟D 具體為D1、根據(jù)可用服務(wù)集中任意兩個單次執(zhí)行的輸入/輸出信息從本體庫中讀取對應(yīng)的 owl本體文件；D2、獲取owl本體文件中的本體概念以及本體概念之間的關(guān)系，根據(jù)所述本體概念之間的關(guān)系建立本體概念樹，再根據(jù)本體概念樹中本體概念之間的關(guān)系和幾何距離獲得本體概念的相似度；所述相似度的計算公式為
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向組合的語義web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法，其特征在于，步驟E中的網(wǎng)狀圖包括根節(jié)點部分、葉子節(jié)點部分和服務(wù)節(jié)點部分，根節(jié)點部分中包含有根節(jié)點，根節(jié)點中包含有原子服務(wù)的輸出信息，該輸出信息就是用戶提供的請求條件，葉子節(jié)點部分包含有葉子節(jié)點，葉子節(jié)點中包含有原子服務(wù)的輸入信息，該輸入信息就是用戶的請求結(jié)果， 服務(wù)節(jié)點部分包含有節(jié)點，節(jié)點代表可用服務(wù)集中的一個原子服務(wù)單次執(zhí)行，其包含有該單次執(zhí)行所必須的輸入/輸出信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的面向組合的語義web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法，其特征在于，步驟E具體為E1、初始化當前圖結(jié)果，讀取當前圖中的葉子節(jié)點，根據(jù)葉子節(jié)點獲取初始請求信息， 形成請求集；若請求集為空，則構(gòu)圖成功，否則進入E2; E2、讀取圖中根節(jié)點，獲取根節(jié)點中的輸出信息；E3、根據(jù)I/O匹配結(jié)果，依次判斷每個請求信息是否能從可用服務(wù)集中進行循環(huán)匹配， 如果請求信息能夠從可用服務(wù)集得到與其匹配的服務(wù)則跳入E4 ；否則跳到E7 ； E4、判斷所匹配的服務(wù)是否為根節(jié)點，如果是則執(zhí)行E5、如果不是跳轉(zhuǎn)到E6 ； E5、將該匹配得到的服務(wù)與請求信息連接，在可用服務(wù)集中移走該匹配的服務(wù)，更新可用服務(wù)集；然后查看可用服務(wù)集中是否還有可用匹配服務(wù)，如果有則重復(fù)E4，否則跳到E8 ； E6、將匹配得到的服務(wù)與請求進行在圖中連接，然后在可用服務(wù)集中移走該匹配的服務(wù)，更新可用服務(wù)集；然后查看可用服務(wù)集中是否還有可用匹配服務(wù)，如果有則重復(fù)E4，否則跳到E8 ；E7、查看服務(wù)注冊中心中的服務(wù)，如果還有可用服務(wù)，則跳到E8，否則構(gòu)圖結(jié)束； E8、從服務(wù)注冊中心中得到的服務(wù)數(shù)據(jù)集，將請求信息與服務(wù)數(shù)據(jù)集進行匹配，如果所有服務(wù)數(shù)據(jù)集均不可被匹配則跳到E10，否則進行E9 ；E9、該匹配的服務(wù)作為新的節(jié)點添加到圖結(jié)構(gòu)中，進入E10;E10.將該匹配的服務(wù)從當前過程中刪除，并將該匹配的服務(wù)的輸入信息作為新的請求信息添加到請求集中，將該匹配服務(wù)作為可用服務(wù)添加到可用服務(wù)集中，為后續(xù)其他服務(wù)準備，進入E7，否則返回El中判斷請求集是否為空。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面向組合的語義web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟F 具體為F. 1.從構(gòu)造好的網(wǎng)狀圖中讀取葉子節(jié)點的輸入信息，以葉子節(jié)點的輸入信息作為初始化的請求集，然后進入步驟F. 2；F. 2.當請求集為空時跳到步驟6，當請求集不為空時，從請求集中獲取一個輸入信息， 然后進入步驟F. 3.；F. 3.根據(jù)獲取的輸入信息得到與之連接的下一組節(jié)點，將下一組節(jié)點作為新的輸入請求節(jié)點，分別對下一組節(jié)點中每個節(jié)點對應(yīng)的每個輸入信息查找與每個輸入信息對應(yīng)的節(jié)點，然后進入步驟F. 4；F. 4.根據(jù)查找到到的節(jié)點獲取該節(jié)點的輸入信息，返回F. 3，直到所得到的節(jié)點為根節(jié)點或是沒有下一個節(jié)點才進入步驟F. 5；F. 5.返回F. 2.分別對請求集中的每個輸入做同樣過程操作，得到服務(wù)數(shù)據(jù)集，然后進入步驟F. 6 ；F. 6.對服務(wù)數(shù)據(jù)集進行整理，對服務(wù)數(shù)據(jù)集中的每個輸入信息對應(yīng)的通路，逐個進行檢查，是否可以到達根節(jié)點，如果是則保留該通路，否則丟棄，然后進入步驟F. 7 ；F. 7.所有輸入信息處理完成后，將保留有通路的輸入信息存儲在服務(wù)數(shù)據(jù)集中，并將所保留的通路匯總分組形成候選服務(wù)鏈。
全文摘要
本發(fā)明屬于計算機處理技術(shù)的服務(wù)發(fā)現(xiàn)與組合領(lǐng)域，具體涉及一種面向組合的語義web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法，包括以下步驟A、解析原子服務(wù)；B、在服務(wù)注冊中心中獲取與原子服務(wù)相對應(yīng)的復(fù)合服務(wù)的控制信息；C、根據(jù)獲取的復(fù)合服務(wù)控制信息，形成一系列原子服務(wù)單次執(zhí)行的可用服務(wù)集；D、在I/O匹配器中完成匹配操作；E、構(gòu)建網(wǎng)狀圖；F、獲取候選服務(wù)鏈集。本發(fā)明將組合思想融入到服務(wù)發(fā)現(xiàn)中，其所形成的候選服務(wù)鏈集，能夠作為服務(wù)組合研究的數(shù)據(jù)集，具有很好的通用性。
文檔編號H04L29/08GK102413114SQ20111023045
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者劉發(fā)貴, 張楊, 徐磊, 林躍東 申請人:華南理工大學(xué)