基于Bootstrap技术的Web服务组合QoS置信区间估计与预测的研究

摘要

Web服务组合的QoS不仅是判断Web服务组合性能的综合性指标，还是Web服务选择的重要依据。Web服务组合的功能属性和非功能属性的QoS在Web服务组合选择和推荐中具有同等重要的作用，未满足功能属性或非功能属性的QoS的Web服务组合均不能较好地符合用户需求，因此对Web服务组合的QoS属性值做出估计和预测是服务选择和推荐的关键。目前对Web服务、Web服务组合QoS属性值进行估计和预测的研究采用了统计学中的点估计方法，但是受网络拥塞程度、服务器负载变化等因素的影响，服务组合的QoS属性值具有随机动态性，相同的Web服务组合的QoS属性值在同一地点的不同时间段的点估计值通常会在一定范围内变化，因此现有点估计方法估计和预测的QoS属性值，不能真实反映QoS属性值的这种随机动态变化规律。　　本文在本课题组之前提出的Web服务QoS置信区间估计和预测的基础上，利用非参数统计学的Bootstrap技术，进一步提出了Web服务组合QoS属性值的置信区间估计和预测方法。论文主要创新点如下：　　(1)为了利用Bootstrap方法计算各种结构的Web服务组合QoS的属性值，提出使用类似Lisp语言的嵌套列表(list)结构表示Web服务组合，列表的首元素表示Web服务组合的结构类型(如sequence、loop、parallel、choose)、列表的后续元素既可以是构成该Web服务组合的Web服务节点，也可以是一个新的嵌套列表，用于表示嵌套的Web服务组合。　　(2)利用用户调用Web服务的历史QoS属性值，借助非参数统计学的Bootstrap技术，提出了Web服务组合QoS置信区间的估计方法。　　(3)利用非参数统计学Bootstrap技术和协同过滤算法，提出了Web服务组合QoS置信区间的预测方法，该方法在分析用户之间相似性的基础上，根据相似用户调用Web服务的历史QoS属性值，预测用户调用Web服务组合QoS的置信区间。　　通过WSDream数据集中用户调用Web服务历史QoS属性值对Web服务组合QoS置信区间估计和预测方法进行实验。实验估计了数据集中每一用户调用Web服务组合QoS置信区间并对实验结果进行简要分析，且实验将数据集中的用户按10%到40%的比例随机划分作为测试集，数据集中剩余的用户作为训练集，通过训练集用户预测测试集用户调用Web服务组合QoS置信区间，实验结果表明，将测试集用户实际调用QoS属性值与预测的QoS置信区间比较，预测方法的准确率均在85%以上。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究意义

1.4 研究内容

1.5 论文结构

1.6 本章小节

第2章 Web服务组合QoS研究综述

2.1 Web服务组合概述

2.2 Web服务组合结构化流程

2.3 Web服务组合QoS研究

2.3.1 Web服务QoS概述

2.3.2 Web服务QoS模型

2.3.3 Web服务组合QoS计算

2.4 Web服务组合QoS预测方法

2.4.1 基于工作流预测

2.4.2 基于状态图预测

2.4.3 基于协同过滤的QoS预测方法

2.5 本章小节

第3章 基于Bootstrap技术的Web服务组合QoS置信区间估计和预测

3.1 Bootstrap技术

3.1.1 Bootstrap技术概述

3.1.2 Bootstrap技术思路

3.2 Web服务组合QoS置信区间估计

3.2.1 Web服务组合可用性置信区间估计

3.2.2 Web服务组合可靠性置信区间估计

3.2.3 Web服务组合响应时间置信区间估计

3.2.4 Web服务组合服务费用置信区间估计

3.2.5 Web服务组合信誉度置信区间估计

3.2.6 Web服务组合QoS置信区间估计

3.3 Web服务组合QoS置信区间预测

3.4 基于嵌套列表结构的Web服务组合表达方法

3.4.1 Web服务组合基本结构表达方法

3.4.2 嵌套Web服务组合表达方法

3.5 本章小节

第4章 实验结果分析

4.1 实验准备

4.2 实验过程及实验结果分析

4.2.1 Web服务组合QoS置信区间估计实验分析

4.2.2 Web服务组合QoS置信区间预测实验分析

4.3 本章小节

第5章 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 工作展望

参考文献

致谢

在读期间发表论文(著)及科研情况