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1、湖北工业大学 硕士学位论文 基于语义的Web服务自动组合的研究 姓名：徐完平 申请学位级别：硕士 专业：计算机应用技术 指导教师：熊健民 20100501 湖 北 工 业 大 学 硕 士 学 位 论 文 I 摘 要 Web 服务由于其良好的异构性，能解决不同系统的数据的交互与重组，自问 世之始，就受到了学术界和工业界的欢迎，成为了人们研究的热点。但由服务提 供者发布的服务的功能是特定的，故单个的 Web 服务无法满足用户业务需求的复 杂性和多变性，因此，怎样把不同领域和不同实体开发的众多的 Web 服务按照一 定的技术组合在一起就显得尤为重要。目前 Web 服务的手工组合和半自动组合技 术已趋
2、成熟，而自动组合由于缺少统一的规范和标准，人们只是从各自的领域出 发提出了不同的组合方案和设想。但由于其良好的前景性和广阔的发展空间，业 界对自动组合的研究日趋热心。本文所做的研究工作正迎合了这一潮流，对 Web 服务自动组合及其相关技术的研究作了一些工作。 首先，介绍了本体及本体构建的关键技术，探讨了 W3C 推荐的最新的语义标 注规范 SAWSDL，在此基础上，研究了 Web 服务的描述文档的语义标注方法，然 后对 Web 服务的匹配从 I/O 接口匹配、服务质量匹配和功能匹配等几个方面提出 了基于匹配度的匹配算法。其次，提出一种基于输入输出参数与规则关联映射自 动构建 Web 服务组合路
3、径的模型，该模型首先给出产生式规则库，并对输入输出 参数本体建模，然后从用户给定的输入出发，建立输入输出参数与规则相关联的 映射表，在映射表中由用户期望的输出开始回溯找出所有满足条件的组合路径。 最后根据服务质量描述，选取最优的组合方案返回给用户，并对传统的服务质量 属性的获取方式及计算方法作了改进，使它更符合实际情况。质量属性值的获取 兼顾了服务提供者的初始值和消费者的反馈数据并不断进行调整和校正。而在计 算全局质量属性值时充分考虑了消费者对某个特定属性值的关注，服务最优组合 方案的选取在一定程度上取决于消费者的偏爱属性。最后，阐述了所做工作的不 足之处及进一步的研究方向。 本文主要研究基于
4、语义的 Web 服务自动组合，涉及 Web 服务的语义标注、匹 配和自动组合，并探讨了质量驱动的最优组合方案的选取问题。对 Web 服务自动 组合及相关理论研究充满了挑战，激励着人们作更深入的研究。 关键词： Web 服务，服务自动组合，本体，语义标注，服务质量 湖 北 工 业 大 学 硕 士 学 位 论 文 II Abstract Web services, because of its excellent heterogeneity, and solving the interaction data from different systems and reorganization, si
5、nce the advent of the beginning, it has been welcomed by academics and industry and become a hot issue that people study. However, the service function published by provider the service function is specific, so a single Web service can not meet customer business needs of the complexity and variabili
6、ty, therefore, how to combine a large number of services of the different areas and different entities with a certain technology becomes particularly important. Manual and semi- automatic composition technology has now matured, whereas the automatic composition lack uniform norms and standards, peop
7、le only put forward different composition programs and ideas from their respective areas. However, because of its good prospects and broad space for development, research on the automatic combination has been become increasingly enthusiastic. This research work is being done to meet this trend, Auto
8、matic Composition of Web services and related technologies have been made some work. First, introduces ontology and the critical technology of ontology building, discusses the latest W3C recommendation semantic annotation specification SAWSDL, on this basis, study documents of description of Web ser
9、vices, semantic annotation method, and then puts forward a matching algorithm based on matching degree from I/O interface matching, quality of service matching and function matching. Second, approaches of automatically building a Web services composition path based on input and output parameters ass
10、ociated with the rules mapping is put forward. This method firstly gives production rule bases, and models ontology according to input and output parameters, then from the user s inputs established mapping table which associated input and output parameters with rules and find out all combination of
11、path meet conditions. Finally judging by quality of service the optimal schema is selected to return to users. And traditional service quality attributes and access mode and method of calculation has been improved, to make it more in line with the actual situation. We obtain QoS both from the servic
12、e provider s initial value and consumer feedback data and continuously adjust and correct, and give full consideration to consumer concern about a particular attribute value when calculating the overall quality attribute value. The selection of the optimal combination of service programs to some ext
13、ent depends on the consumers preference for attributes. Finally, this paper describes shortcomings of the work and pointes out the direction of further study. This paper studies automatic Web service composition based on semantic, involving semantic annotation, matching and automatic composition, an
14、d explore the 湖 北 工 业 大 学 硕 士 学 位 论 文 III optimal combination of quality- driven program selection problem. Automatic Composition of Web services and related theory is full of challenges and inspires people to make more in- depth study. Keywords: Web services, automatic web services composition, ont
15、ology, semantic Annotation, quality of service 学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取 得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经 发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论
16、文被查阅和借阅。本人授 权湖北工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 湖 北 工 业 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 第 1 章 引 言 1.1 课题背景、研究目的及意义 自 2 0 0 4 年始，W e b 服务（s e r v i c e ）得到了迅速的发展，且伴随着 W e b 技术的 不断成熟，人们对 W e b 应用提出了不同的需求，智能化、个性化和多样化成为 W e b 应用的发展趋向。而网络应用的弊端日呈显著。多种 W e b技术的融合早已是目前 W e b 开发的趋向。为了消除业已存在的弊端和适应新走向，人们提出了企业应用集 成的方法，即将面向服务的体系结构（S e r v i c e O r i e n
