《基于有向图的语义web服务组合的研究》

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1、http://www.paper.edu.cn基于有向图的语义Web服务组合的研究高俊河海大学计算机及信息工程学院，南京（210098）E-mail：gaojun_1982@hhu.edu.cn摘要：现有的语义Web服务组合方法中通过创建有向图来表达服务库中服务之间的关系，并在图中进行遍历，寻找从输入到输出或者输出到输入之间的可达路径的方法，缺少语义信息且未考虑服务的非功能需求，对于Web服务存在具有相似或者相同功能的多个Web服务不能保证得到服务就是用户需要的服务功能。本文在前人研究的基础之上，对服务组合建立阶段中组合服务的形式化模型及

2、服务组合方法进行研究，建立语义Web服务组合框架，实现语义Web服务组合建立阶段中涉及的服务组合算法。关键字：语义Web服务，OWL-S，服务组合，有向图中图分类号：TP3911.引言WWW自上个世纪90年代发明以来，经过10余年的发展，已经在Internet中占据了主导地位，随着Web迅速发展，基于Web的应用也由最初的简单应用延伸到复杂的应用和计算。然而，传统的Web体系结构越来越不能满足新的发展需求。传统基于XML的Web服务技术（SOAP/UDDI/WSDL）[2]，目的就是要解决异构平台上的数据和应用的整合与共享问题，Web服务

3、是一些自包含、自描述、模块化的程序，可以在Web上发布，并被发现和调用。越来越多的服务提供商开始向用户提供基于Web的服务。WWW空间发展导致了Web页面信息的爆炸。在Web页面中寻找需要的信息已经是人无法手工完成的任务。语义Web[1]就是在这种现实需求中发展起来，其研究的主要目的，在于扩展当前的WWW，使得网络中多数信息都具有语义，并使计算机能够理解和处理，便于人和计算机，计算机和计算机之间的交互。其研究重点就是通过创建机器可处理的Web资源来建立语义互操作性，并提供自动推理能力。现有的语义Web服务描述语言有OWL-S等。OWL-S

4、[3]早期的原型是DAML-S，作为语义Web服务描述语言，使用OWL本体来描述服务，于2004年11月W3C采纳OWL-S为MemberSubmission。OWL-S的动机和目标是使得服务具有机器可理解性和易用性。以Service顶层本体来描述Web服务，Service顶层本体有三个类：分别是服务的轮廓（Serviceprofile），服务的模型（ServiceModel），服务的基点（ServiceGrounding）。单个简单的服务往往无法满足实际的应用需求，人们常常需要组合多个Web服务以完成一个较复杂的任务。这就是服务组合的问

5、题，它包括服务的选择和执行。传统方式下服务的选择和执行通常是由用户来完成的，在语义Web环境下，计算机如何根据必要的信息选取和组合服务，即Web服务自动组合问题是本文研究的主要问题。2.当前技术现状目前，Web服务自动化组合的主要方法可以被归类为以下几个大类：基于工作流组合、基于人工智能规划以及基于图搜索等数学建模的方法。2.1基于工作流的Web服务组合基于工作流组合的方法可以分为静态和动态工作流生成两种，它是基于流程而提出来的，要求事先知道流程的具体结构和流程中的每个活动要求实现的功能和达到的目标。静态工作流生成是指请求者在组合规划开始

6、之前创建一个抽象过程模型。这个抽象过程模型包含-3-http://www.paper.edu.cn一组任务以及任务的数据依赖性。每个任务又包含了一个查询语句，用来搜索具体的原子服务来完成任务，因而仅仅是对选择和绑定原子服务实现了自动化。动态方法不仅实现了自动化原子服务选择，还实现了自动化过程模型创建。此时就需要请求者规定一些约束。EFLow[6]是一种描述、制定和管理组合服务平台。使用静态工作流生成方法，即用工作流图来定义组合服务。工作流图是人工创建，但是可以动态更新。并且使用一种查询语言，图中的结点可以自动化绑定到具体的Web服务。服务

7、代理基于服务选择规则选择最佳服务，进而动态调用最佳服务。PMP(PolymorphicProcessModel)[8]是一种静态和动态服务组合相结合的方法。使用多态过程模型来静态描述组合服务。其中，过程是由许多的具有功能描述但是缺少实现的抽象子过程组成。这些抽象子过程将在运行时刻通过绑定到具体服务而得以实现，这一点与EFIow类似。PPM的动态部分则由基于服务的过程所支持。WebBIS[14]则提出了一种所谓的服务社区(push-community)的概念以解决集成动态服务问题。服务社区描述了一个预期服务的功能，而没有涉及具体的服务，也就

8、是说，一个社区只是定义了一个服务请求。具体的服务可以全部或者部分地注册到服务社区上以提供要求的操作。而且具体服务可以同时注册到多个服务社区土，也可以随时从某个服务社区上注销。其服务合成系统主要