基于形式化的语义web服务自动组合方法研究

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1、太原理工大学硕士学位论文基于形式化的语义Web服务自动组合方法研究姓名：王永连申请学位级别：硕士专业：@指导教师：余雪丽@太原理工大学硕士研究生学位论文基于形式化的语义Web服务自动组合方法研究摘要语义Web和Web服务是WWW发展的两个重要趋势，这两种技术的结合产生了另一个新兴的研究课题——语义Web服务。语义Web服务是指用语义Web标记语言来描述服务的语义，使Web服务成为计算机可以理解的实体，从而支持服务的自动发现、执行和组合等。基于语义Web的服务自动组合技术，目标是使软件Agent能根据用户的需求将各种已有的Web服务自动地组合

2、起来、协同工作完成用户的任务，使服务可以灵活地满足用户的需求，实现“按需服务”。语义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语义Web服务组合，如何验证服务组合的正确性。语义Web服务组合涉及多个Web服务通信协作，以及推理，这些特点使得语义Web服务组合的验证更加困难。而且，语义Web服务的组合语言作为一种基于本体标记语言OWL的服务组合方法，建模理论基础比较薄弱，组合正确性的保证较弱。而错误的模型会导致运行的失败，运行失败就会给开发带来不必要的损失，因此模型的正确性、无死锁性等问题，在它正式被实施前必须得到形式上的模拟与检

3、验。本文针对上述问题，研究AI规划、有色Petri网如何形式化及其验证语义Web服务的自动组合，并提出了一种基于Pi演算的语义Web服务组合的建模方法，利用Pi演算的并发计算操作符，将语义Web服务组合建模为一组并发执行的服务组合，在此基础上验证Web服务组合的正确性。主要研究内容包括以下五个方面：（1）研究AI规划、有色Petri网如何实现对语义Web服务的形式化描I太原理工大学硕士研究生学位论文述及其验证方法，得出利用有色Petri网验证语义Web服务组合的优点和缺点。（2）在对语义Web服务组合的模型及其描述语言OWL-S和Pi演算研

4、究的基础上，提出了一种基于Pi演算形式化、验证语义Web服务的自动组合的方法。该方法可以保证语义Web服务自动组合的正确性以降低由于Web服务执行的失败带来的开销。（3）对于用Pi演算形式化描述和建模的语义Web服务组合进行正确性的验证，对于验证后的Web服务组合给出反馈意见。（4）本文对语义Web服务组合的验证不是停留在架构层面上，而是直接对语义Web服务组合语言编写的程序代码进行验证，因此更具有可行性和实用性。（5）利用Pi演算形式化、验证语义Web服务组合，解决了语义Web服务中基于语义的不同组合序列的模型也能匹配的问题，不仅证明了组

5、合模型的正确性，还证明了需求模型的正确性。关键词：Pi演算，语义Web服务，服务组合，形式化，验证II太原理工大学硕士研究生学位论文RESEARCHOFAUTOMATICCOMPOSITIONBASEDONFORMALIZATIONFORSEMANTICWEBSERVICEABSTRACTSemanticWebandWebservicearetwoimportanttrendsofWWWdevelopment,thecombinationofthesetwotechnologiesresultsinanothernewresearchtop

6、ic,whichisSemanticWebservice.SemanticWebserviceusessemanticWebmarkuplanguagetodescribethesemanticsofWebservice,andmakescomputerunderstandtheentitytosupportautomaticdiscovery,executionandcombination.ThegoalofsemanticWeb-basedautomaticservicecompositionistomakethesoftwareage

7、ntautomaticallycombineandcompletethetaskoftheuseraccordingtotheneedsofusersofvariousexistingWebservice,sothatservicecanbeflexibletomeettheneedsofusers,toachieve“on-demandservice”.OneimportantissueinsemanticwebservicecompositionresearchingareaishowtodescribesemanticWebservi

8、cecompositionformallyandverifythecorrectnessofWebservicecomposition.Aformalmodelofsemanti