DOA下采用OWL-S实现DRC中的数据服务集成研究和初步实现

摘要

随着计算机和网络的发展，企业对信息化的要求越来越高。为了使金融、通信、地理空间信息等行业更具有竞争力，以及企业内部的人力管理、财务等工作效率更高，因此企业建立了相应的信息化系统。这些信息化系统使用了不同的平台和技术来实现，同时每个系统都拥有自己相应数据存储和访问方式。随着企业不断地发展，对实时信息的需求也越来越强，再加上大部分企业内部在设计信息化系统时无法确定未来发展的需求，因此，在不同的发展阶段，企业内部一般都会采用不同的平台和技术开发信息化系统。这些系统在开发平台和技术之间存在很大的差异，它们相互独立，无法实现数据通信和共享，最终形成了“信息孤岛”情况。
　　为了能彻底解决“信息孤岛”的问题，实现资源的共享和充分利用，面向数据的体系架构是一种非常有效的解决方案。DOA(Data-Oriented Architecture)，面向数据的体系架构，是一个系统架构模型，它以数据为核心，以标识为主线，通过基于XML的数据注册机制与数据交换规范，实现多系统间的数据共享和交换。DRC(Data Registration Center)是DOA的核心组件，它作为一个完整系统的客户端与”云”端的中转站，针对分布式存储在“云”端的异构数据源，通过数据交换标准技术将其中存储的数据进行集中管理，并提供统一的数据标识文件访问接口，从而达到数据源的无缝透明整合。同时，使客户端采用Web服务的方式通过数据注册中心可以快捷方便的查询到”云”端各式各样的数据。
　　本文的研究目的是提高DRC的数据访问效率，使DOA更好的解决信息共享问题，通过实现数据注册中心的数据服务集成，使客户端可以更快捷的获取数据，同时为数据注册中心的一体化实现奠定了基础。本文主要研究内容包括DRC中数据服务组合模型设计以及数据服务组合兼容性验证两方面。本文研究内容如下:
　　(1)研究在DRC中基于OWL-S的数据服务组合模型
　　客户端采用Web服务的方式在DRC中查询、获取数据，如何方便、快速的查询多个数据服务是DRC中通信研究的关键。本文对DOA做了深入研究，以及对语义Web服务的研究，基于DOA以数据为中心的特点，设计了基于数据流，用OWL-S描述的服务合成模型，并阐述了模型中的各个角色以及他们的操作功能。
　　(2)研究基于OWL-S的Petri网自动建模方法
　　在DRC中，利用Petri网方法刻画了OWL-S服务进程（特别是复杂进程）的操作。本文主要研究了如何将OWL-S服务进程与Petri网模型进行映射并建立相应的映射规则;如何通过映射规则可使模型进行自动建模。
　　(3)研究DRC中数据服务组合的兼容性
　　将数据注册中心内的数据服务组合后，需验证这些组合服务之间的兼容性，用以判断该组合服务是否成功。本文主要通过研究Petri网可达性和死锁性，来验证数据服务组合是否兼容。
　　主要成果如下:
　　(1)设计了基于数据流，用OWL-S描述的数据服务组合模型。通过对DOA的深入研究，以及对语义服务的研究，设计了基于数据流，用OWL-S描述的数据服务组合模型。
　　(2)设计了基于数据流OWL-S服务进程的Petri网模型。通过对OWL-S服务进程的研究，以及对Petri网相关内容研究，建立了基于OWL-S服务进程的Petri网模型。基于DOA的特点，设计了以数据流为中心建立Petri网模型，体现了原子进程之间的依赖关系，能够更加清晰地描述数据服务的内部逻辑。
　　(3)根据Petri网可达性和死锁性两个特性，设计了DRC中数据服务兼容性的验证方法。
　　(4)通过在DRC中对数据服务组合实例的设计与测试，验证了基于OWL-S的服务集成方法在DRC中的可行性。
　　创新点:提出了一种在DOA核心组件DRC中基于OWL-S的数据服务集成方法。
　　通过DRC中数据服务的组合，客户端可快速、方便的获取数据，更好的使DOA解决数据共享的问题。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 课题来源

1．4 研究内容

1．5 创新点与研究成果

1．6 论文组织结构

第2章 DOA及相关理论技术介绍

2．1 面向数据的体系架构(DOA)

2．1．1 DOA概述

2．1．2 DOA的特性

2．1．3 DOA与SOA对比

2．2 数据注册中心(DRC)

2．3 基于语义的Web服务

2．3．1 本体(Ontology)

2．3．2 本体描述语义(OWL)

2．3．3 本体描述语言(OWL-S)

2．4 服务组合技术分析

2．4．1 服务组合结构

2．4．2 服务组合方式

2．5 Petri网

2．6 本章小结

第3章 DRC中采用OWL-S实现数据服务组合研究

3．1 数据服务本体库模型构建

3．1．1 本体的构建原则

3．1．2 本体的构建方法

3．2 采用OWL-S建立数据流式的服务组合

3．2．1 基于数据流式服务建模

3．2．2 构建数据服务组合模型

3．3 本章小结

第4章 DRC中基于Petri网的数据服务组合验证

4．1 DRC中数据服务兼容性及其相关规则

4．2 基于OWL-S的Petri网自动建模研究

4．2．1 OWL-S模型与Petri网模型的映射规则

4．2．2 基于OWL-S的Petri网自动建模方法

4．3 基于Petri网的数据服务兼容性分析

4．3．1 数据服务兼容性性质研究

4．3．2 基于Petri网的服务可达性分析

4．3．3 基于Petri网的服务流程死锁分析

4．4 本章小结

第5章 DRC下的数据服务集成初步实现

5．1 DRC中实例设计

5．1．1 输入／输出元素建模

5．1．2 数据服务建模

5．1．3 数据服务组合实现

5．1．4 服务组合兼容性验证

5．2 测试

5．2．1 测试环境

5．2．2 测试结果

5．3 本章小结

总结与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果