《基于owls需求驱动的web服务组合研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于owls需求驱动的web服务组合研究（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于O W L S 需求驱动的W E B 服务组合研究宰 赵芸司华友 浙江林学院信息工程学院，浙江临安3 1 1 3 0 0 摘要：随着面向服务的体系结构广泛部署，服务组合已经成为面向服务的计算模式下应用构造的 主要方式，得到了学术界和工业界的普遍关注。本文提出了一种基于O W L S 的需求驱动的W E B 服务 应用集成方法，该方法通过设计领域数据流图任务本体，对领域数据逻辑进行建模，在此基础上系统 原型根据用户需求数据描述，推理数据流图任务本体，以实现基于服务的应用构造，即服务组合的自 动生成，为领域用户按需即时构造和调整业务应用提供了可能。 。 关键字：数据流图本体服务服务组合 1 引
2、言 S O A 是一个1 1 策略，它将企业应用中的分散功能编排成具有互操作性的标准服务，机构可以快速组 合重用这些服务，以满足业务需要。由于能够重复利用现有企业逻辑和数据模型，将构造新的业务流程或 企业应用的成本、资源和时间开销降至最底，为企业提供永久的敏捷性，大大提高了1 1 r 基础结构的灵活性。 在基于S O A 的应用环境中，服务组合已经成为应用构造的主要方式，得到了学术界和工业界的普遍关 注【l 】。然而现行的几种服务组合技术大多侧重于软件层面，是为软件专业人士设计的，完全通过手工或半 手工的方式完成，应用系统的建设周期长、开发成本高，应用的动态、即时集成仍旧是一个挑战性问题【2
3、J 。 如何给用户提供一种自动化程度较高、易于理解和使用的面向服务的应用构造方法已经成为服务组合领域 的一个重要的研究问题。 为此，本文提出一种基于O W L S 的需求驱动的W E B 服务应用集成方法，该方法通过设计领域数据流 图任务本体，对领域数据逻辑进行建模，在此基础上系统原型根据用户需求数据描述，推理数据流图任务 本体，以实现基于服务的应用构造，即服务组合的自动生成，即为领域用户按需即时构造和调整业务应用。 2 系统原型体系结构 基于本文提出的需求驱动的W E B 服务应用集成方法，所设计的原型系统工作原理及体系结构如图1 。 服务组合构造及运行监护应用 竺! 兰竺! 领域D F D
4、 本体 O W L - 8 A P I ( O W L 语言描述) I 原子服务本体( O W L - S 语言描述) W E B 服务群 ( N E T 或A X I S 等服务部署平台) 图l 系统原型体系结构 基金项目t 浙江林学院青年教师资助计划 作者介绍。赵芸( 1 9 7 4 - ) ，女，四川成都人，硕士，讲师，主要研究方向为计算机体系结构、网格计算；司华友( 1 9 7 8 ) ，男，安徽 太和人，硕士，讲师，主要研究方向为软件工程、网格计算 承载业务逻辑和数据模型的W E B 服务群可以通过N E T 或A X I S 等服务部署技术平台进行W E B 服务 部署，然后通过服
5、务部署平台所提供的工具，为W E B 服务自动生成W S D L 服务描述。使用O W L SA P I 中相应工具，把每个W E B 服务的W S D L 描述转换为原子服务本体，即采用O W L S 语言描述的W E B 服务。 该部分为服务组合提供了基础平台。 其次使用O W L 语言对领域数据流进行建模，构造领域数据流图本体，这是本文研究的核心内容之一。 在保持原子服务本体输入输出语义与数据流图本体中数据流语义一致性的基础上，并保证数据流图本体中 原子加工与原子服务本体的对应关系，采用相应的数据流图本体模型和有效的推理算法，以及O W L A P I 和O W L S A P I 推理
6、接口，本文着重设计了服务组合构造应用程序，该程序能够根据用户需求的数据描述， 自动生成基于O W L S 语言描述的可执行的复合服务组合过程，该应用验证了该服务自动组合方法的可行 性、原型的可靠性。 3 数据流图本体构造 数据流图( D F D ) 是需求分析阶段最常用的一种技术，是一种描述领域数据处理的语义技术，它能够 在任意层次上以任意详细程度描述任何领域内系统的数据处理过程。 数据流图是从数据流向的角度描述一个系统的业务过程和功能，是一种系统分析的有效工具，它使用 极其简单的符号系统提供一种描述领域数据处理的技术。软件开发人员运用这一工具，由抽象到具体、逐 层分解，绘制出所开发的软件系统
7、的分层D F D 。D F D 采用四种基本的图形元素( 数据流、加工、数据存储、 外部实体) 可以将所要开发系统的主要功能、处理过程、数据来源、数据流向和系统的外部环境表示出来。 鉴于本体化建模以及在服务组合上的应用，本文对数据流图进行特别的、简要的规约，有别于或兼容 于系统分析阶段的数据流图的规约： + ( 1 ) 数据流图是一个加工，是一个原子加工，或者是一个复合加工。 ( 2 ) 加工是一个数据流图，加工由与其相关的输入、输出构成。 ( 3 ) 原子加工根据其输入、输出构成，通过服务发现，与一原子服务本体绑定( O W L - S 服务语言描述) 。 ( 4 ) 复合加工由输入、输出构
8、成，复合加工内部由若干复合加工或原子加工构成。 ( 5 ) 输入、输出为数据流、为一领域类。 ( 6 ) 数据流至少与一加工绑定。 ( 7 ) 对于一个加工的两个或两个以上的输出数据流，往往是“与”或“或”的关系，不确定，数据流图的 规约中，应通过输出与其相应的条件绑定来明确输出关系，采用S W R L ( S e m a n t i cW e bR u l eL a n g u a g e ) 规则描述语言标注数据流输出前提。 为探讨服务组合的可行性，本文采用如上规则，仅对数据流图的数据流和加工进行本体构造。 图2 数据流本体结构图 如图2 ，数据流通过d a t a D i c t i o
9、 n a r y 关系与一数据字典绑定，数据字典为一领域事物，其结构与语义由 领域本体描述。通过p r o c e s s 关系，数据流至少与一加工绑定，i n P r o c e s s 和o u t P r o c e s s 是p r o c e s s 的子关系， 明确指定数据流所绑定的加工关系为输入输出流。 图3 加工本体结构图 如图3 ，加工通过i n D a t a F l o w 关系与一数据流绑定，i n D a t a F l o w 为i r L P r o c e s s 的逆关系。通过o u t R e s u l t 关系，加工至少与其一个输出结果R e s u l
10、 t 绑定，输出结果R e s u l t 由输出数据以及输出数据的前提条件构成， 构成关系通过o u t D a t a F l o w 与i n C o n d i t i o n 予以实现，其中前提条件通过S W R L 规则描述语言进行描述。采 用O W L 语言的数据流图本体描述部分如下： 1 o w l ：o n P r o p e r t yr d f ：r e s o u r c e = ”# i n D a t a F l o w ”伶 1 l o w l ：R e s t r i c t i o n ) l 1 4 服务组合自动生成算法分析 数据流图( D F D ) 是能
11、够在任意层次上以任意详细程度描述任何领域内系统的数据处理过程。软件开 发人员运用这一技术，由抽象到具体、逐层分解，绘制出所开发的软件系统的分层D F D 。本文采用数据流 图这种级联嵌套属性，进行服务组合自动生成算法设计，设计思路如下： 根据用户输入、输出数据描述( 其中包括输出数据条件描述，即结果描述) ，系统从领域数据流本体中， 匹配符合要求的加工。若该加工为原子加工，生成基于O W L S 的可执行的用户请求处理过程模型( O w L S P R O C E S S 模型) ，即a t o m i c p r o c e s s 。若该加工为非原子加工，构造基于O W L S 的可执行的
12、复合处理过程， 即c o m p o s i t e p r o c e s s ，以该非原子加工的直接子加工构造的O W L - SP R O C E S S 过程元素为复合处理过程的 复合元素，以直接子加工的结构关系( 可简单归纳为顺序、选择和并行，三类关系) 构造复合处理过程的 复合元素结构关系。如此处理每个子加工，构造复合处理过程，直到每个子加工处理到原子加工为止。 服务组合自动生成算法简要的伪代码描述如下： c r e a t e _ o w l s _ p r o c e s s ( d f d _ p r o c e s sm a t c h _ p r o c e s s (
13、i n p u t s ，r e s u l t s ) a Sd f d _ p r o ) 使用m a t c h _ p r o c e s s 函数把用 户请求匹配为领域数据流图本体中的具体加工，作为过程生成参数。 i f ( d f d _ a t o m i c p r o c e s s ( d f d _ p r o ) ) 判断该加工是否为原子加工 c r e a t e _ o w l s _ a t o m i e p r o c e s s ( d f d _ p r o ) ；若是原子加工，直接创建过程 ) e l s e d f d _ p r o c e s s
14、_ _ s e td f dp s e t = g e t s u b p r o c e s s ( d f dp r o ) ；若非原子加工，取所有子加工 o w l s _ p r o c e s s s e to w l sp s e t ；声明o w l s 过程模型集合变量 o w l s _ p r o c e s so w l sp r o ；声明o w l s 过程模型变量 d f d _ p r o c e s sd f d _ p r o ；声明加工模型变量 d f d _ p r o = d f d _ p s e t f i r s t ( ) ；从子加工集合中取出第
15、一个力D - r _ f o r ( i n ti - - O ；i o w l s _ p s e t n u m b e r 0 ；i + + ) 从子加工集合中取出每一个子加工，分别生成其o w l s 过程模型，存入o w l s 过程模型集合变量 ( o w l s _ p r o = c r e a t e _ o w l s _ p r o c e s s ( d f d _ p r o ) ； o w l s _ p s e t a d d i n ( o w l sp r o ) ； d f d _ p r o = d f dp s e t n e x t ( ) l e o
16、 m p o s e _ o w l s _ p r o c e s s ( d f d _ p r o 。o w l s _ p s e t ) ；o w l s 过程模型集合，和子加工结构关系， 生成复合o w l s 过程模型 ) 本算法根据数据流图由抽象到具体、逐层分解的特性，设计递归求解的方法，能够完成根据用户请求 的可执行的O W L - SP R O C E S S 过程模型的生成，即服务组合自动生成。 5 结束语 在基于服务的应用构造建模方面，当前研究主要在组合模型和建模方法两个方面。模型方面比较有影 响的是阿隆索( A l o n s o ) 等人提出的由六维子模型组成的服务组合模型f 6 。建模方法方面主要有基于状态 图、基于活动图和基于P e t r i 网等几种形式。本文采用一种基于领域数据流图本体建模的方法，提出了一种 基于O W L S 的需求驱动的W E B 服务应用集成方法，并设计相应算法、开发实例，验证了该方法的可行性
