Web服务的多维度语义模型建立方法技术

本发明专利技术涉及Web服务技术领域，为提出一个Web服务的多维度语义模型，实现Web服务的语义化，提高语义Web服务描述模型的可用性，为此，本发明专利技术采用的技术方案是，1)按照MSDL规范定义Web服务的功能语义；2)按照MSDL规范定义Web服务的上下文语义；3)按照MSDL规范定义Web服务的性能语义，描述服务的质量属性；4)按照MSDL规范定义Web服务的技术语义；5)按照MSDL规范定义Web服务的交互语义。本发明专利技术主要应用于Web服务。

【技术实现步骤摘要】
Web服务的多维度语义模型建立方法
本专利技术涉及Web服务
，具体来说，涉及Web服务的多维度语义模型建立方法。
技术介绍
Web服务是一种基于Web环境的具有自适应、自描述、模块化并具有良好互操作能力的应用程序。随着互联网上Web服务的持续增加，以服务为中心的互联网正在悄然形成。为了使Web服务成为计算机可以理解的实体，结合语义网等技术手段来描述服务功能的语义Web服务随之出现，它旨在使得Web服务的自动发现、选择、组合、验证及执行等成为可能。为了实现语义Web服务，一方面的研究致力于对现有的基于语法的Web服务进行语义扩展，试图从现有的Web服务中提取语义信息，通过使用本体中机器可理解的元数据标注服务资源描述的各种概念。如METEOR-S语义标注框架通过对Web服务描述文档中的XMLSchema和本体进行转化，再对其进行匹配，并选出最优的匹配作为标注结果。但该方法受到领域本体的限制，领域本体的建立需要专家的参与，从而影响了语义扩展的自动化。另一方面的研究致力于提出语义Web服务的描述规范。由于语义Web服务的描述是Web服务有关操作或处理的基础，因此，在服务开发阶段通过本体描述服务，使Web服务在底层就具备语义信息，从根本上消除服务交互处理间的异质或歧义性，为服务的互操作提供语义基础。目前已经提出了多种语义Web服务描述模型，如基于本体的Web语言服务(OWL-S)，Web服务模型本体(WSMO)，轻量级服务语义描述(WSMO-lite),语义Web服务本体(SWSO),SOA参考模型，WSDL语义标注(SAWSDL)和通用语义服务描述语言(USDL)等，其中前五种模型都抛弃了现有的WSDL(WebServicesDescriptionLanguage)架构；而SAWSDL和USDL是在WSDL基础上，使用本体概念对WSDL文档添加语义信息。以上技术对实现语义Web服务提出了不同的解决方案，但是仍然存在如下的问题：1)对于已有的Web服务进行语义扩展的方法，需要依赖于领域本体，仅能实现对少量Web服务的标注。目前语义自动标注研究成果一定程度上提高了服务发现和组合的效率，但随着服务不断增多，由于领域本体的限制，会导致大量服务在进行语义相似度匹配的过程中无法找到合适的标注。2)现有的大部分Web服务语义描述语言都抛弃了传统Web服务语言WSDL的结构，但是目前互联网上发布的Web服务主要是基于WSDL描述，现有的Web服务描述规范尽管提出了一种新的Web服务描述语言，极大地增强了Web服务的语义信息，但是没有提出相应的方法来弥补WSDL语言和语义Web服务语言之间的差异。3)现有的Web服务语义模型各不统一，存在描述方式的差异。如由于服务提供者之间、以及服务提供者与用户之间缺少对Web服务共同的语义约束，妨碍了Web服务之间的互操作以及服务的发现和组合的效率。4)现有的语义Web服务模型都仅仅考虑了Web服务个体的语义，大多数都只考虑到满足用户功能性的需求，没有综合考虑Web服务交互、时空和上下文等语义特征。针对以上问题，有必要提出一个语义Web服务模型来弥补WSDL语言和语义Web服务语言之间的差异，同时，不仅要考虑Web服务简单的功能方面的语义，还应该从多个角度考虑Web服务的语义，如Web服务的时空和上下文等语义信息，以及Web服务的交互语义。
技术实现思路
本专利技术旨在解决克服现有技术的不足，为提出一个Web服务的多维度语义模型，该模型不仅包含Web服务的功能语义，还包含Web服务的时空、上下文、服务关系等语义信息。实现方法方面，本模型能够兼容现有的WSDL基于语法的语言，通过Web服务多维度语义描述语言（MultidimensionalSemanticDescriptionLanguage,MSDL）规范Web服务的定义，本专利技术旨在实现Web服务的语义化，提高语义Web服务描述模型的可用性。本专利技术采用的技术方案是，Web服务的多维度语义模型建立方法，包括如下步骤：1)按照MSDL规范定义Web服务的功能语义，即调用Web服务能够实现的功能，主要包括了四个内容：服务目标(Goal)，服务输入(Input)，服务输出(Output)以及服务约束(Constraint)，由巴克斯范式(1)给出：<FunSem>::＝<Goal><Input><Output><Constraint>{"and"|"or"|"not"}(1)1-1描述Web服务的目标，使用行为(Behavior)和意图(Intention)组成的动宾短语来描述，如巴克斯范式(2)所示，Behavior表示操作针对于某意图进行的行为和动作，用某领域表示意图相关行为的概念集合Bn表示，如式(3)所示，Intention是操作的意图，通过本体概念、属性或者实例来描述Web服务的意图，如式(4)所示；<Goal>::＝<Behaviout><Intention>(2)<Behaviour>::＝B1"or"B2"or"…"or"Bn(3)<Intention>→Concept|Instance|Attribute(4)1-2定义服务的输入和输出，输入和输出作为功能的重要组成部分，由本体概念、属性或者实例进行描述，如式(5)(6)所示；<Input>→Concept|Instance|Attribute(5)<Output>→Concept|Instance|Attribute(6)1-3描述Web服务约束，对服务功能进行限定和说明，用原子谓词Ci(i＝1,2,…,m)表示一个具体的功能约束，多个原子谓词通过逻辑符“and”连接，如式(7)所示；<Constraint>::＝C1"and"C2"and"…"and"Cm(7)2)按照MSDL规范定义Web服务的上下文语义，上下文信息需要定义服务所属领域(Domain)，服务提供商(Provider)以及服务的标签(Tag)，如式(8)所示，其中，服务所属领域在式(9)中被列举出，服务可能会属于不同的领域，Provider描述了Web服务的提供商信息，如公司或组织名称；<ConSem>::＝<Domain><Provider><Tag>(8)<Domain>→Travel|Education|Medical|Food|Communication|Economy|Weapons|Geography|Simulation|…(9)3)按照MSDL规范定义Web服务的性能语义，描述服务的质量属性，如式(10)所示；<PerSem>::＝<ResponseTine><Price><Availabilitt><Reliability><Throughput><Security>(10)<ResponseTine>::＝<Number>(11)<Price>::＝&本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Web服务的多维度语义模型建立方法，其特征是，包括如下步骤：1)按照MSDL规范定义Web服务的功能语义，即调用Web服务能够实现的功能，主要包括了四个内容：服务目标(Goal)，服务输入(Input)，服务输出(Output)以及服务约束(Constraint)，由巴克斯范式(1)给出：::＝{″and"|"or"|"not"}??(1)1?1描述Web服务的目标，使用行为(Behavior)和意图(Intention)组成的动宾短语来描述，如巴克斯范式(2)所示，Behavior表示操作针对于某意图进行的行为和动作，用某领域表示意图相关行为的概念集合Bn表示，如式(3)所示，Intention是操作的意图，通过本体概念、属性或者实例来描述Web服务的意图，如式(4)所示；::＝?????(2)::＝B1"or"B2"or"…"or"Bn????(3)→Concept|Instance|Attribute????(4)1?2定义服务的输入和输出，输入和输出作为功能的重要组成部分，由本体概念、属性或者实例进行描述，如式(5)(6)所示；→Concept|Instance|Attribute????(5)→Concept|Instance|Sttribute????(6)1?3描述Web服务约束，对服务功能进行限定和说明，用原子谓词Ci(i＝1,2,…,m)表示一个具体的功能约束，多个原子谓词通过逻辑符“and”连接，如式(7)所示；::＝C1"and"C2″and"…"and"Cm????(7)2)按照MSDL规范定义Web服务的上下文语义，上下文信息需要定义服务所属领域(Domain)，服务提供商(Provider)以及服务的标签(Tag)，如式(8)所示，其中，服务所属领域在式(9)中被列举出，服务可能会属于不同的领域，Provider描述了Web服务的提供商信息，如公司或组织名称；::＝????(8)→Trave;|Education|Medical|Food|Communication|Economy|Weapons|Geography|Simulation|…????(9)3)按照MSDL规范定义Web服务的性能语义，描述服务的质量属性，如式(10)所示；::＝????(10)::＝?????(11)::＝?????(12)::＝????(13)::＝?????(14)::＝????(15)::＝????(16)→General|Medium|Advanced????(17)3?1计算服务的响应时间(Response?Time)，由数字表示，如巴克斯范式(11)所示，响应时间等于发送请求到接受响应信息的间隔时间，是服务处理时间和服务传输时间之和，由公式(18)给出：qrt(s,op)＝Tprocess(s,op)+Ttrans(s,op)????(18)3?2计算调用服务的花费(Price)，包括了服务请求者要执行操作的费用，如巴克斯范式(12)所示；3?3计算服务的可访问性(Availability)，如巴克斯范式(13)所示，可访问性是指在一段时间内服务可被访问的概率，由公式(19)给出：qav(s)＝Ta(s)/θ?????(19)其中，Ta(s)是在θ时间段内服务s可以被访问的总的时间；3?4计算服务的可靠性(Reliability)，如巴克斯范式(14)所示，可靠性是指在最大预期时间内，请求被正确响应的概率，由公式(20)给出：qrel(s)＝Nc(s)/K?????(20)其中，Nc(s)是在最大预期时间内服务s被成功交付的次数，K是指总的调用次数；3?5计算吞吐率(Throughput)，是指给定的一段时间内，服务总的调用次数，如巴克斯范式(15)所示，吞吐率增加，则响应时间也将变大；3?6评价服务的安全性(Security)，如巴克斯范式(16)所示，服务的安全性可以用一般(General)、中等(Medium)和高级(Advanced)来描述，如巴克斯范式(17)所示；4)按照MSDL规范定义Web服务的时空语义，记录Web服务在时间和空间上的状态信息，如巴克斯范式(21)；:;＝?????(21)→Cyberspace|PhysicalLocation???(22)::＝????(23)::＝???(24)→Innovation|Offering|Matchmaking|Usage|Feedback???(25)4?1描述服务的空间语义，空间语义说明了Web服务在物理上所处的位置信息或者所部属的虚...

【技术特征摘要】
1.一种Web服务的多维度语义模型建立方法，其特征是，包括如下步骤：1)MSDL为服务多维度语义描述语言(MultidimensionalSemanticDescriptionLanguage,MSDL)，按照MSDL规范定义Web服务的功能语义，即调用Web服务能够实现的功能，主要包括了四个内容：服务目标(Goal)，服务输入(Input)，服务输出(Output)以及服务约束(Constraint)，由巴克斯范式(1)给出：<FunSem>∷＝<Goal><Input><Output><Constraint>{"and"|"or"|"not"}(1)1-1描述Web服务的目标，使用行为(Behaviour)和意图(Intention)组成的动宾短语来描述，如巴克斯范式(2)所示，Behavior表示操作针对于某意图进行的行为和动作，用某领域表示意图相关行为的概念集合Bn表示，如式(3)所示，Intention是操作的意图，通过本体概念、属性或者实例来描述Web服务的意图，如式(4)所示：<Goal>∷＝<Behaviour><Intention>(2)<Behaviour>∷＝B1"or"B2"or"…"or"Bn(3)<Intention>→Concept|Instance|Attribute(4)1-2定义服务的输入和输出，输入和输出作为功能的重要组成部分，由本体概念、属性或者实例进行描述，如式(5)(6)所示：<Input>→Concept|Instance|Attribute(5)<Output>→Concept|Instance|Attribute(6)1-3描述Web服务约束，对服务功能进行限定和说明，用原子谓词Ci(i＝1,2,…,m)表示一个具体的功能约束，多个原子谓词通过逻辑符“and”连接，如式(7)所示：<Constraint>∷＝C1"and"C2"and"…"and"Cm(7)2)按照MSDL规范定义Web服务的上下文语义，上下文信息需要定义服务所属领域(Domain)，服务提供商(Provider)以及服务的标签(Tag)，如式(8)所示，其中，服务所属领域在式(9)中被列举出，服务可能会属于不同的领域，Provider描述了Web服务的提供商信息，包括公司或组织名称：<ConSem>∷＝<Domain><Provider><Tag>(8)<Domain>→Travel|Education|Medical|Food|Communication|Economy|Weapons|Geography|Simulation|…(9)3)按照MSDL规范定义Web服务的性能语义，描述服务的质量属性，如式(10)所示：<PerSem>∷＝<ResponseTime><Price><Availability><Reliability><Throughput><Security>(10)<ResponseTime>∷＝<Number>(11)<Price>∷＝<Number>(12)<Availability>∷＝<Number>(13)<Reliability>∷＝<Number>(14)<Throughput>∷＝<Number>(15)<Security>∷＝<Degree>(16)<Degree>→General|Medium|Advanced(17)3-1计算服务的响应时间(ResponseTime)，由数字表示，如巴克斯范式(11)所示，响应时间等于发送请求到接受响应信息的间隔时间，是服务处理时间和服务传输时间之和，由公式(18)给出：qrt(s,op)＝Tprocess(s,op)+Ttrans(s,op)(18)3-2计算调用服务的花费(Price)，包括了服务请求者要执行操作的费用，如巴克斯范式(12)所示；3-3计算服务的可访问性(Availability)，如巴克斯范式(13)所示，可访问性是指在一段时间内服务可被访问的概率，由公式(19)给出：qav(s)＝Ta(s)/θ(19)其中，Ta(s)是在θ时间段内服务s可以被访问的总的时间；3-4计算服务的可靠性(Reliability)，如巴克...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祯，冯志勇，陈世展，胡小草，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：