基于功能語義的web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法

1、<p>　　基于功能語義的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法</p><p>　　【摘要】隨著Web技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)技術(shù)已不能滿足使用者的需求了，隨著科學(xué)家的積極鉆研和探索，基于功能語義的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法緩解了使用者的需要。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】Web技術(shù)；功能語義；服務(wù)發(fā)現(xiàn)；方法 </p><p>　　中圖分類號： H13 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

2、 文章編號： </p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　文章介紹了Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法的現(xiàn)狀，分析了現(xiàn)在主要的Web服務(wù)方式的不足之處，并對基于功能語義的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法的運(yùn)行機(jī)制加以分析，證明其合理性。 </p><p>　　二、Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法現(xiàn)狀 </p><p>　　服務(wù)發(fā)現(xiàn)是服務(wù)計算研

3、究領(lǐng)域的核心問題之一，其研究目標(biāo)主要關(guān)注如何實(shí)現(xiàn)服務(wù)提供者和使用者間的互操作，從而使服務(wù)發(fā)揮最大效能，更好地滿足用戶需求．現(xiàn)有的服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法主要分為以下兩類： </p><p><b>　　句法級的服務(wù)發(fā)現(xiàn) </b></p><p>　　大多采用WSDL標(biāo)準(zhǔn)描述服務(wù)，通過關(guān)鍵字匹配進(jìn)行服務(wù)搜索，如UDDIEJ和ebXMLregistry就都提供了基于預(yù)定義分類的服務(wù)發(fā)

4、現(xiàn)機(jī)制．這種發(fā)現(xiàn)機(jī)制著重定義服務(wù)的接口和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，而忽略了對服務(wù)功能與行為的語義描述．所以其實(shí)現(xiàn)簡單，但查全率和查準(zhǔn)率較低，且不能有效地支持用戶基于功能語義進(jìn)行服務(wù)發(fā)現(xiàn)。 </p><p><b>　　語義級的服務(wù)發(fā)現(xiàn) </b></p><p>　　大多基于描述服務(wù)的上層本體，實(shí)現(xiàn)服務(wù)的自動語義匹配和搜索．這種方法增強(qiáng)了對Web服務(wù)的語義描述，實(shí)現(xiàn)上主要是基于本體通過

5、邏輯推理進(jìn)行服務(wù)匹配，這種服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法可以滿足用戶基于語義進(jìn)行服務(wù)發(fā)現(xiàn)的目的，且具有查準(zhǔn)率高的優(yōu)點(diǎn)．但其web服務(wù)描述語言，卻并不全面．首先，它們對Web服務(wù)功能的概要描述過于籠統(tǒng)、簡單，其次，雖然分別通過輸入／輸出多數(shù)、前置／后置條件(即lOPE)來完善對服務(wù)能力的刻畫，但通常情況下，用戶的服務(wù)發(fā)現(xiàn)請求很難如此完整地指定服務(wù)的lOPE．同時這種服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法大都是基于語義Web的，而語義Web真正投入實(shí)際應(yīng)用還存在距離．因此這種Web服

6、務(wù)發(fā)現(xiàn)方法的靈活性較差、匹配效率較低，且實(shí)用性不強(qiáng)。 </p><p>　　在實(shí)際應(yīng)用中，用戶迫切需要的是輕量級的、可以靈活有效的支持基于功能語義服務(wù)搜索的服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法．通過上述分析可以看出，現(xiàn)有的web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法并不能很好滿足用戶的實(shí)際需要。 </p><p>　　三、Web服務(wù)的功能語義描述 </p><p>　　Web服務(wù)包含了一系列操作和方法，在一定程度上

7、可以認(rèn)為Web服務(wù)是面向特定領(lǐng)域完成一系列工作的復(fù)雜應(yīng)用程序。所以，Web服務(wù)及其操作的功能都可以用由名詞和動詞組成的動賓短語來描述。例如一個實(shí)現(xiàn)酒店預(yù)定功能的Web服務(wù)，包含兩個操作：酒店查詢和酒店預(yù)定?？梢圆捎谩癶otelbook”來描述服務(wù)的功能，采用“hotelquery”和“hotelbook”來描述服務(wù)的兩個操作。在實(shí)際應(yīng)用中，Web服務(wù)實(shí)現(xiàn)的功能可能更為復(fù)雜，如：五星級酒店預(yù)定系統(tǒng)。所以在使用動賓短語對服務(wù)進(jìn)行基本功能描述

8、的基礎(chǔ)上，還要進(jìn)一步加入具體的約束對服務(wù)的功能進(jìn)行限定與說明。例如：可以將操作“預(yù)定五星級酒店”的功能描述為“hotelbook”，同時加入“star=5”的約束。 </p><p>　　定義1：Web服務(wù)操作的功能語義描述： </p><p>　　F=(object，action，constraint)(1) </p><p>　　object={CIC∈C}，表

9、示操作所針對的對象或客體，其中C為某領(lǐng)域描述客體的概念的集合，如hotel，airline，car等。 </p><p>　　action={ClC∈C1，}，表示操作針對某一具體客體進(jìn)行的動作和行為，其中c1，為某領(lǐng)域表示客體相關(guān)動作的概念集合，如book，query、buy等。constraint表示操作針對某一具體客體進(jìn)行某種動作和行為時要遵守的規(guī)范和約束，其中(i=l，…，n)為原子謂詞，表示一個具體的約

10、束，由具有一定語義的約束術(shù)語作為變量加上相應(yīng)的運(yùn)算符(算術(shù)運(yùn)算符或比較運(yùn)算符)和字面量組成。由于操作可能具有零個以上的多個約束，所以這里將約束定義為由邏輯操作符and連接起來的多個原子謂詞所組成的復(fù)雜表達(dá)式。如(1O0<money<200)(star=3)是操作預(yù)定酒店的約束，它包含兩方面含義：1．定義酒店的價格在100~200之間；2．定義酒店為3星級。 </p><p>　　按照上述定義，實(shí)現(xiàn)五星

11、級酒店預(yù)定功能的操作可以用三元組(hotel，book，star=5)來描述。根據(jù)上述分析，采用定義1所示的三元組可以描述Web服務(wù)的功能。但這種描述方式不夠全面，這是由于Web服務(wù)包含著多個操作，具有相似功能語義描述的Web服務(wù)可能提供了不同的操作。Web服務(wù)的功能語義描述應(yīng)該在描述服務(wù)自身功能的同時，表現(xiàn)出服務(wù)由多個操作組成的特性。定義2：設(shè)Web服務(wù)包含n個操作，且n≥1，其中表示W(wǎng)eb服務(wù)的基本功能語義描述，為Web服務(wù)包含的所

12、有操作的功能語義描述集合。 </p><p>　　從上面的定義可以看出，Web服務(wù)功能語義描述是一系列的三元組，且三元組的核心是object，action是對object進(jìn)行的動作和行為，constraint是對object范圍和屬性的限定與規(guī)范。通過Web服務(wù)功能語義描述的定義，服務(wù)提供者可以更加全面的基于功能語義描述Web服務(wù)。同時也在服務(wù)提供者和用戶之間建立起服務(wù)功能描述方式的約定。 </p>

13、<p>　　四、基于功能語義的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法的相關(guān)機(jī)制 </p><p>　　為了可以基于功能語義進(jìn)行Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)，同時在進(jìn)行服務(wù)發(fā)現(xiàn)時有效地避免語義異構(gòu)問題，本文提出了一種功能語義標(biāo)注機(jī)制，從而利用領(lǐng)域功能本體定義的知識，讓服務(wù)提供者和用戶對Web服務(wù)的功能描述具有共同的語義理解，避免語義沖突． </p><p>　　1.功能語義標(biāo)注機(jī)制 </p><

14、;p>　　功能語義標(biāo)注機(jī)制是要利用領(lǐng)域功能本體定義的概念完全地或部分地替換服務(wù)功能語義描述所使用的相關(guān)術(shù)語和概念，從而生成一種用來注釋服務(wù)功能的語義標(biāo)簽．語義標(biāo)注并不能代替Web服務(wù)的功能語義描述，它只是對Web服務(wù)功能的進(jìn)一步解釋和說明．其目的是要以一種全局描述對服務(wù)的功能進(jìn)行標(biāo)識． </p><p>　　服務(wù)的語義標(biāo)注采用半自動的方式實(shí)現(xiàn)．服務(wù)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)首先將服務(wù)的功能描述進(jìn)行分詞處理，得到一系列服務(wù)功能

15、描述術(shù)語．對于這些描述術(shù)語，依賴同義詞匹配等字符串匹配算法發(fā)現(xiàn)它們在本體中可能對應(yīng)的本體概念．服務(wù)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)為服務(wù)提供者提供了語義標(biāo)注概念選擇接口，服務(wù)提供者可以通過該接口從一個描述術(shù)語可能對應(yīng)的多個本體概念中，選擇出最為適當(dāng)?shù)谋倔w概念作為該描述術(shù)語的標(biāo)注。 </p><p>　　2.基于功能語義的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn) </p><p>　　基于功能語義標(biāo)注機(jī)制，本文將基于功能語義的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)

16、分為兩個階段(如圖3所示)：發(fā)布階段和發(fā)現(xiàn)階段．發(fā)布階段主要是Web服務(wù)進(jìn)行預(yù)處理，為服務(wù)發(fā)現(xiàn)進(jìn)行前期準(zhǔn)備；發(fā)現(xiàn)階段則是對用戶功能需求進(jìn)行處理，將用戶需求與服務(wù)進(jìn)行匹配，發(fā)現(xiàn)滿足用戶需要的Web服務(wù)，并將發(fā)現(xiàn)結(jié)果反饋給用戶．其中： </p><p>　?。ㄒ唬┌l(fā)布階段負(fù)責(zé)對Web服務(wù)進(jìn)行功能語義擴(kuò)充和標(biāo)注處理． </p><p>　　功能語義擴(kuò)充是為Web服務(wù)增加功能語義描述信息，為服務(wù)提

17、供者提供描述服務(wù)功能的接口． </p><p>　　功能語義抽取是對Web服務(wù)的描述文檔進(jìn)行解析．從中抽取出服務(wù)及其操作的功能語義描述信息，按照Web服務(wù)功能描述模型，生成描述服務(wù)及其操作功能的一系列三元組． </p><p>　　標(biāo)注處理將生成由功能語義抽取得到的一系列三元組的語義標(biāo)注．它利用包括分詞、同義詞匹配等字符串匹配算法找到與服務(wù)描述術(shù)語對應(yīng)的本體概念，并根據(jù)服務(wù)提供者的選擇，生

18、成每一三元組對應(yīng)的語義標(biāo)注，最終生成服務(wù)的語義標(biāo)注。 </p><p><b>　　五、結(jié)束語 </b></p><p>　　基于功能語義的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法解決了服務(wù)使用者的一些難題，但其并不完善，如匹配細(xì)節(jié)等方面還需加強(qiáng)，這還需要大家共同的努力加以完善。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p&

19、gt;<p>　　[1]葉蕾，張斌．基于功能語義的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法[J].計算機(jī)研究與發(fā)展,2007(4). </p><p>　　[2]劉奎,王一賓.基于語義的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法的研究[J].計算機(jī)工程與設(shè)計,2008(10). </p><p>　　[3]鄧水光,尹建偉,李瑩.基于二分圖匹配的語義Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法[J]．計算機(jī)學(xué)報，2008. </p>