基于图规划的启发式Web服务组合算法研究

摘要

随着计算机技术的发展，Web服务作为一种分布式业务提供解决方案，得到业界的广泛认可。但是，往往Web服务的功能单一，难以满足日益复杂的用户需求，因此，如何重用已有的细粒度服务，利用Web服务组合方法，构建出符合用户功能需求及性能需求的复合服务成为服务组合问题的研究热点。
　　随着语义网与Web服务的结合，语义Web服务应运而生。语义Web服务使得发布机器可理解的服务成为可能，为服务的自动组合技术提供了良好的支持。本文以语义服务为研究对象，提出了基于图规划的启发式Web服务组合方法。服务组合问题本质上是智能规划问题，因此智能规划算法被广泛应用于该问题，但是基于智能规划理论的服务组合方法需要对服务和任务进行预处理和形式化转化，方法复杂度较高，如果应用于海量服务集合时，服务组合的搜索过程和推理过程将变得非常困难。本文以基于图规划的服务组合方法为研究对象，在规划效率与求解质量方面分别提出算法进行改进，研究内容如下:
　　(1)通过对基于图规划的服务组合算法的研究，发现其在规划图的扩展过程中添加了许多与目标不相关的服务。本文提出图规划框架下基于状态距离的Web服务组合算法，通过状态距离评估服务与目标状态的可达性，对规划图剪枝从而提高规划效率。并且，通过实验验证了该方法在不影响求解成功率的基础上，拥有更低的空间消耗和更高的求解效率。
　　(2)通过对基于图规划的服务组合算法的研究，发现算法在解提取阶段存在盲目性，规划解质量较低。本文提出图规划框架下基于QoS的服务组合算法，提出基于状态质量的评估函数，指导规划图的解提取过程，从而得到更高质量的复合服务。最后通过实验验证了，该方法具有更高的求解质量和求解效率。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 Web服务的发展现状

1．2．2 Web服务组合的研究现状

1．3 论文的研究内容与组织结构

1．3．1 论文的研究内容

1．3．2 论文的组织结构

第2章 相关知识及理论

2．1 Web服务

2．1．1 概述

2．1．2 Web服务协议栈

2．1．3 体系结构

2．2 Web服务描述

2．2．1 Web服务的语法级描述

2．2．2 Web服务的语义级描述

2．3 图规划算法

2．4 Web服务组合方法

2．4．1 流程驱动的Web服务组合

2．4．2 实时任务求解的Web服务组合

2．5 AI规划与Web服务组合的结合

2．5．1 情景演算

2．5．2 层次化任务网络

2．5．3 图规划算法

2．6 本章小结

第3章 图规划框架下基于状态距离的Web服务组合算法研究

3．1 服务组合的规划建模

3．2 状态距离矩阵的构建

3．3．1 状态距离矩阵定义

3．3．2 语义状态距离矩阵构建算法描述

3．3 图规划框架下基于状态距离的服务组合算法

3．3．1 启发函数的设计

3．3．2 算法描述

3．3．3 有效性证明

3．4 实验及分析

3．4．1 实验环境

3．4．2 实验结果与分析

3．5 本章小结

第4章 图规划框架下基于QoS的服务组合算法研究

4．1 基本服务的QoS模型

4．2 QoS模型的计算与评价

4．3 图规划框架下基于QoS的服务组合算法

4．3．1 相关定义

4．3．2 规划图的扩展阶段

4．3．3 启发函数的设计

4．3．4 解提取阶段算法

4．4 实验及分析

4．4．1 实验环境

4．4．2 实验结果与分析

4．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢