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随着基于Internet的应用的延伸,面向服务的计算(Service-Oriented Com-puting,SOC)应运而生,其目的是有效解决在分布、动态和异构环境下,数据、应用和系统集成的问题。Web服务是面向服务的计算的一个重要支撑技术,它将万维网(World Wide Web,WWW)上静态的、无结构的Web页面扩展到拥有自主行为的、具备执行任务能力的Web服务。Web服务的语义描述和发现是Web服务技术的一个重要研究领域。
本文提出了基于环境本体的Web服务功能描述和发现。其特点是,在Web服务功能描述中引入基于环境建模的思想,认为软件能力可以体现为软件所处于的环境在软件作用下将展现出来的状态的变化。也就是说,软件行为的结果将映射到其所处的环境之上,反过来环境的变化是由环境中软件的作用引起的。从这个意思上说,Web服务的功能可以用环境在它的作用下可以发生的变化来刻画。根据这一思想,本文提出构建环境本体刻画Web服务可操作的环境实体的静态结构和可发生的状态变化,提出基于环境本体的Web服务描述框架,将Web服务的功能刻画为Web服务可施加在环境实体上作用的效果,即环境实体状态变迁,最后提出基于环境实体状态变迁的Web服务发现方法。
本文的主要工作可以总结为以下四个方面:
1.定义了Web服务的上层环境本体。
提出了环境实体动态模型的概念,构建含状态和状态变化特性的环境实体模型,形成Web服务的环境本体。环境本体是领域相关的,这些领域相关的本体构成可供Web服务共享的领域知识。此外,开发了环境本体建模工具Protege-EnvOnto原型,用于辅助领域专家构建领域环境本体。
2.提出了基于环境本体进行Web服务功能语义描述的方法。
在环境本体的基础上,从Web服务的环境,Web服务与环境的交互以及环境实体在交互过程中的状态变化三个方面,描述Web服务的功能。根据Web服务的这个功能描述,可以从环境本体中推导出Web服务的环境变迁图。相比于传统的基于输入输出描述的方法,该方法能更好地描述Web服务的功能。并且,通过环境实体及其状态变化关系的桥梁作用,不同的Web服务功能可以进行比较。
3.提出了需求描述和Web服务功能描述之间的匹配过程,以支挣Web服务的发现。
从基于环境建模的思想出发,对服务的请求描述的是期望的环境以及期望环境发生的变化,这样可以实现对需求和Web服务功能的统一描述。在Web服务发现过程中,需求和Web服务首先通过它们共同的环境实体建立起了联系。其次,对这些共同环境实体的作用可以在环境本体的基础上获得环境变迁图,然后对环境变迁图进行匹配,判断Web服务是否能满足需求。环境本体作为共享的知识源,在需求与Web服务的匹配过程中承担了桥梁的角色。
4.设计了Web服务功能语义描述和发现的原型系统框架。
设计了一个基于环境本体获得Web服务功能的语义描述,以及支持Web服务发现的原型系统框架。并以一个简单的提供在线教学课程的Web服务为例,展示基于环境建模方法对于Web服务功能描述和发现的可行性。