基于功能語義的web服務發(fā)現方法

1、<p>　　基于功能語義的Web服務發(fā)現方法</p><p>　　【摘要】隨著Web技術的發(fā)展，現有的Web服務發(fā)現技術已不能滿足使用者的需求了，隨著科學家的積極鉆研和探索，基于功能語義的Web服務發(fā)現方法緩解了使用者的需要。 </p><p>　　【關鍵詞】Web技術；功能語義；服務發(fā)現；方法 </p><p>　　中圖分類號： H13 文獻標識碼： A

2、 文章編號： </p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　文章介紹了Web服務發(fā)現方法的現狀，分析了現在主要的Web服務方式的不足之處，并對基于功能語義的Web服務發(fā)現方法的運行機制加以分析，證明其合理性。 </p><p>　　二、Web服務發(fā)現方法現狀 </p><p>　　服務發(fā)現是服務計算研

3、究領域的核心問題之一，其研究目標主要關注如何實現服務提供者和使用者間的互操作，從而使服務發(fā)揮最大效能，更好地滿足用戶需求．現有的服務發(fā)現方法主要分為以下兩類： </p><p><b>　　句法級的服務發(fā)現 </b></p><p>　　大多采用WSDL標準描述服務，通過關鍵字匹配進行服務搜索，如UDDIEJ和ebXMLregistry就都提供了基于預定義分類的服務發(fā)

4、現機制．這種發(fā)現機制著重定義服務的接口和實現細節(jié)，而忽略了對服務功能與行為的語義描述．所以其實現簡單，但查全率和查準率較低，且不能有效地支持用戶基于功能語義進行服務發(fā)現。 </p><p><b>　　語義級的服務發(fā)現 </b></p><p>　　大多基于描述服務的上層本體，實現服務的自動語義匹配和搜索．這種方法增強了對Web服務的語義描述，實現上主要是基于本體通過

5、邏輯推理進行服務匹配，這種服務發(fā)現方法可以滿足用戶基于語義進行服務發(fā)現的目的，且具有查準率高的優(yōu)點．但其web服務描述語言，卻并不全面．首先，它們對Web服務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、前置／后置條件(即lOPE)來完善對服務能力的刻畫，但通常情況下，用戶的服務發(fā)現請求很難如此完整地指定服務的lOPE．同時這種服務發(fā)現方法大都是基于語義Web的，而語義Web真正投入實際應用還存在距離．因此這種Web服

6、務發(fā)現方法的靈活性較差、匹配效率較低，且實用性不強。 </p><p>　　在實際應用中，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搜索的服務發(fā)現方法．通過上述分析可以看出，現有的web服務發(fā)現方法并不能很好滿足用戶的實際需要。 </p><p>　　三、Web服務的功能語義描述 </p><p>　　Web服務包含了一系列操作和方法，在一定程度上

7、可以認為Web服務是面向特定領域完成一系列工作的復雜應用程序。所以，Web服務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。例如一個實現酒店預定功能的Web服務，包含兩個操作：酒店查詢和酒店預定?？梢圆捎谩癶otelbook”來描述服務的功能，采用“hotelquery”和“hotelbook”來描述服務的兩個操作。在實際應用中，Web服務實現的功能可能更為復雜，如：五星級酒店預定系統(tǒng)。所以在使用動賓短語對服務進行基本功能描述

8、的基礎上，還要進一步加入具體的約束對服務的功能進行限定與說明。例如：可以將操作“預定五星級酒店”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行的動作和行為，其中c1，為某領域表示客體相關動作的概念集合，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語作為變量加上相應的運算符(算術運算符或比較運算符)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雜表達式。如(1O0<money<200)(star=3)是操作預定酒店的約束，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，實現五星

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

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服務功能語義描述的定義，服務提供者可以更加全面的基于功能語義描述Web服務。同時也在服務提供者和用戶之間建立起服務功能描述方式的約定。 </p>

13、<p>　　四、基于功能語義的Web服務發(fā)現方法的相關機制 </p><p>　　為了可以基于功能語義進行Web服務發(fā)現，同時在進行服務發(fā)現時有效地避免語義異構問題，本文提出了一種功能語義標注機制，從而利用領域功能本體定義的知識，讓服務提供者和用戶對Web服務的功能描述具有共同的語義理解，避免語義沖突． </p><p>　　1.功能語義標注機制 </p><

14、;p>　　功能語義標注機制是要利用領域功能本體定義的概念完全地或部分地替換服務功能語義描述所使用的相關術語和概念，從而生成一種用來注釋服務功能的語義標簽．語義標注并不能代替Web服務的功能語義描述，它只是對Web服務功能的進一步解釋和說明．其目的是要以一種全局描述對服務的功能進行標識． </p><p>　　服務的語義標注采用半自動的方式實現．服務發(fā)現系統(tǒng)首先將服務的功能描述進行分詞處理，得到一系列服務功能

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

16、分為兩個階段(如圖3所示)：發(fā)布階段和發(fā)現階段．發(fā)布階段主要是Web服務進行預處理，為服務發(fā)現進行前期準備；發(fā)現階段則是對用戶功能需求進行處理，將用戶需求與服務進行匹配，發(fā)現滿足用戶需要的Web服務，并將發(fā)現結果反饋給用戶．其中： </p><p>　?。ㄒ唬┌l(fā)布階段負責對Web服務進行功能語義擴充和標注處理． </p><p>　　功能語義擴充是為Web服務增加功能語義描述信息，為服務提

17、供者提供描述服務功能的接口． </p><p>　　功能語義抽取是對Web服務的描述文檔進行解析．從中抽取出服務及其操作的功能語義描述信息，按照Web服務功能描述模型，生成描述服務及其操作功能的一系列三元組． </p><p>　　標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描述術語對應的本體概念，并根據服務提供者的選擇，生

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

19、gt;<p>　　[1]葉蕾，張斌．基于功能語義的Web服務發(fā)現方法[J].計算機研究與發(fā)展,2007(4). </p><p>　　[2]劉奎,王一賓.基于語義的Web服務發(fā)現方法的研究[J].計算機工程與設計,2008(10). </p><p>　　[3]鄧水光,尹建偉,李瑩.基于二分圖匹配的語義Web服務發(fā)現方法[J]．計算機學報，2008. </p>