基于语义的WEB服务发现与匹配的研究

摘要

Web服务作为一种新兴的Web应用模式和分布式计算模型，从根本上解决了企业之间及企业内部异构系统之间的互操作和互通信问题。然而现有的主流Web服务发现方法是采用基于UDDI框架的服务匹配，由于UDDI注册中心只能提供基于关键字的查询，并且缺乏对语义信息的支持，使得服务匹配是基于关键字和语法级的匹配，不能实现基于服务功能的匹配，从而造成服务查准率查全率较低。另一方面，WSDL描述语言是语法级的服务描述语言，主要提供Web服务的物理信息，即调用具体服务所需的技术细节，缺乏对服务功能的语义描述，因此不能很好的提供服务的功能信息。 针对目前Web服务中遇到的问题，研究界提出了将语义Web的技术应用到Web服务领域，为Web服务的描述提供语义信息，即语义Web服务(Semantic WebServices)。本文所作的研究如下： 1、论文比较全面地介绍了Web服务及其现有的服务匹配技术，语义Web等的相关知识背景，以及它们的最新发展状况。 2、设计并实现了基于语义的Web服务发现与匹配模型，主要包括以下功能模块：1)通过查询处理器可抽取查询请求中的服务功能特征信息，并能形成标准的查询请求Profile；2)通过OWL-S/UDDI转换器可扩展UDDI注册中心，使其能够支持服务的语义信息；3)语义Web服务匹配引擎利用服务本体和领域本体提供的语义信息并结合语义推理实现服务的匹配。 3、提出了一种基于语义的Web服务发现匹配算法，该算法采用了分层匹配的思想，首先通过服务分类匹配过滤掉大量无用的服务，在描述性匹配和功能性匹配完成后，进行服务质量匹配，充分地考虑到各匹配参数的语义相似度，根据相似函数计算出匹配度，判断是否与用户要求匹配。最后按服务质量排序显示，提高了用户请求与服务匹配的准确性与高效性。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题研究背景

1.2国内外研究现状与分析

1.3论文研究内容和研究意义

1.3.1研究内容

1.3.2研究意义

1.4论文组织结构

第2章WEB服务及其发现与匹配技术

2.1 WEB服务的概念和体系结构

2.1.1 Web服务的概念

2.1.2 Web服务的体系结构

2.2 WEB服务的核心协议

2.2.1 SOAP(简单对象访问协议)

2.2.2 UDDI(通用描述、发现和集成协议)

2.2.3 WSDL(web服务描述语言)

2.2.4 Web Services的运行机制

2.3基于UDDI框架匹配的特点和不足

2.4本章小结

第3章语义Web

3.1语义Web

3.1.1语义Web概念

3.1.2语义Web体系结构

3.2 Ontology(本体)-语义匹配的基石

3.2.1 Ontology的定义

3.2.2 Ontology的建模元语

3.3本体描述语言-OWL

3.3.1 OWL及其子语言

3.3.2一个用OWL描述Ontology的示例

3.4本章小结

第4章OWL-S

4.1 OWL-S概述

4.2 OWL-S的构成

4.2.1 ServiceProfile(服务概貌)

4.2.2 ServiceModel(服务模型)

4.2.3 ServiceGrounding(服务绑定)

4.3 OWL-S在服务发现与匹配中的应用

4.4本章小结

第5章SWS发现与匹配模型设计

5.1设计思路

5.2模型设计

5.2.1模型层次结构设计

5.2.3 Web服务发布

5.2.4 Web服务查找

5.3查询处理器

5.4 OWL-S/UDDI转换器

5.4.1 OWL-S/UDDI转换方法

5.4.2 tModel类型扩展

5.5语义服务匹配引擎

5.5.1领域本体库

5.5.2 Web服务本体库

5.5.3匹配器

5.5.4语义推理机

5.6模型设计优势总结

5.7本章小节

第6章语义匹配算法设计

6.1现有算法分析

6.2选取匹配依据

6.3匹配策略

6.4基于服务功能的分步匹配算法

6.4.1 ServiceCategory匹配

6.4.2基于服务功能的语义匹配

6.5本章小结

第7章SWS发现与匹配系统的实验验证

7.1实验系统平台

7.2查询处理器的实现

7.3 OWL-S/UDDI转换器的实现

7.4领域本体库的创建

7.5匹配算法实现

7.5.1 ServiceCategory匹配算法实现

7.5.2基于服务功能的语义匹配算法实现

7.6语义推理机的实现

7.7试验与分析

7.7.1服务请求描述

7.7.2所需本体

7.7.3服务广告描述

7.7.4匹配结果

7.7.5结果分析

7.8本章小结

第8章结束语

8.1工作总结

8.2工作展望

参考文献

致谢

作者在攻读学位期间公开发表的论文