【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展,越來越多的資源以Web服務(wù)的形式發(fā)布和使用,服務(wù)數(shù)量的爆炸式增長,使得互聯(lián)網(wǎng)上出現(xiàn)了許多功能相似或相同的服務(wù)。如何選擇高性能的服務(wù)來構(gòu)建增值的應(yīng)用已成為國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和商業(yè)界的研究熱點。通常,服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service,QoS)被認(rèn)為是衡量功能相似或相同的Web服務(wù)性能的重要標(biāo)準(zhǔn)�，F(xiàn)有的基于服務(wù)質(zhì)量感知的服務(wù)組合研究方法有整數(shù)線性規(guī)劃、混合線性規(guī)劃和人工智能算法等。然而,這些方法大多只考慮確定性QoS,而忽略現(xiàn)實中互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的動態(tài)變化引起的QoS的不確定性,導(dǎo)致服務(wù)選擇結(jié)果不準(zhǔn)確。如何解決不確定QoS帶來的問題已成為一項極具挑戰(zhàn)的研究課題。一方面,現(xiàn)有的QoS感知服務(wù)組合方法只考慮Web服務(wù)的運行時性能,而忽略服務(wù)組合的成功在很大程度上取決于不同Web服務(wù)組件保持長期穩(wěn)定服務(wù)質(zhì)量的能力,組合時具有最佳QoS性能的服務(wù)在一段時間之后不一定是最佳的。另一方面,現(xiàn)階段,互聯(lián)網(wǎng)處在一個高動態(tài)環(huán)境中,不同時刻訪問服務(wù),其QoS值可能不同,QoS連續(xù)變化會打破原有系統(tǒng)組件的最優(yōu)狀態(tài),需要動態(tài)調(diào)整以追蹤系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)。為此,需要在QoS連續(xù)變化的情況下為用戶尋求最優(yōu)的服務(wù)組合解決方案�；诖�,本文針對不確定QoS感知的服務(wù)組合優(yōu)化問題,從不確定QoS建模、服務(wù)組合建模及算法分析等方面進行了一些研究。本文的主要研究工作如下:(1)提出了一種基于不定長時間序列的服務(wù)組合方法(Uncertain Long Time Series,ULTS)。首先,該方法基于用戶對服務(wù)的訪問規(guī)律,將服務(wù)質(zhì)量的長期變化過程構(gòu)建為不定長時間序列模型,該模型能夠準(zhǔn)確地描述一段時間內(nèi)用戶對服務(wù)的真實QoS訪問記錄。其次,提出一種基于不定長時間序列模型的改進遺傳算法(Genetic Algorithm Based on Tournament Selection Strategy,T-GA),該算法采用錦標(biāo)賽選擇策略從種群中隨機選擇部分個體直接遺傳到子代,接著隨機選擇無重復(fù)的個體進行單點交叉,兩次操作產(chǎn)生的個體組成新的子代種群,然后,從新的種群中選擇部分個體進行變異操作。所提出算法不僅能夠保持種群多樣性,而且加快了種群收斂速度。(2)提出一種基于有向搜索策略的動態(tài)服務(wù)組合方法(Directed Search Strategy,DSS)。該方法認(rèn)為動態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,不同時刻訪問服務(wù)的QoS值不同,提出一種基于有向搜索策略的動態(tài)服務(wù)組合方法。該方法包含兩種機制,第一種機制用于環(huán)境變化后重新初始化種群,另一種機制用在種群進化的每一代。在檢測到環(huán)境(QoS發(fā)生變化)變化后,部分種群在新的非支配解可能位于的預(yù)測區(qū)域被重新初始化;另外,種群中剩余個體是通過沿著預(yù)測的非支配解移動方向的正交方向進行局部搜索來生成的,目的是提高種群的多樣性。相反,第二種機制,旨在提高種群的收斂速度。每一代利用歷史信息在非支配解的區(qū)域周圍生成一些適應(yīng)度好的個體插入到種群中,以加快收斂速度。通過兩種機制的結(jié)合,既保持了種群的多樣性又加快了收斂速度。(3)在真實數(shù)據(jù)集WS-Dream上進行了大量實驗,實驗結(jié)果表明,基于不定長時間序列的服務(wù)組合方法能夠有效地解決不確定QoS感知服務(wù)組合問題,所提算法T-GA在尋優(yōu)結(jié)果和穩(wěn)定性方面均優(yōu)于(Genetic Algorithm Based on Elite Selection Strategy,E-GA)算法,且運行速度提高近一倍�；谟邢蛩阉鞑呗缘膭討B(tài)服務(wù)組合方法能夠及時的響應(yīng)QoS的連續(xù)變化,且獲得的非支配最優(yōu)解具有很好的多樣性。最后,對基于不確定QoS感知的服務(wù)組合方法問題進行了分析總結(jié),并給出了下一步研究方向。
【圖文】：

圖１．１邋ＱｏＳ的變化逡逑Ｆｉｇ．邋Ｉ．邋Ｉ邋Ｔｈｅ邋ｃｈａｎｇｅｓ邋ｏｆ邋ＱｏＳ逡逑，外出旅游需要訂酒店。一般酒店的價格都是不確定的，，旺季、節(jié)假日、周末、團購、連續(xù)入住天數(shù)等多種因素。對

了一種獲得增值應(yīng)用的通用工具，是從架構(gòu)角度支持服務(wù)計算的基礎(chǔ)。三類角色逡逑包括：服務(wù)提供者、服務(wù)注冊中心和服務(wù)請求者。所有角色之間的基本操作包括：逡逑發(fā)布、查找、綁定和調(diào)用。角色之間基本操作關(guān)系如圖２．１所示。逡逑ｙ／邐ｆ服務(wù)描述逡逑／邋服務(wù)注冊中心逡逑查詢布逡逑／邐＼邐綁定和調(diào)用邐／邐＞￣＾逡逑＜邋服務(wù)謂求者邐服務(wù)提供者逡逑＼邋／邋＼逡逑圖２．１面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｓｅｒｖｉｃｅ邋ｏｒｉｅｎｔｅｄ邋ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ逡逑三類角色詳細(xì)描述如下：逡逑（丨）服務(wù)提供者。服務(wù)提供者可以是具有應(yīng)用開發(fā)能力個人、組織和企業(yè)。逡逑一般情況下，其工作是提供應(yīng)川服務(wù)，并將該服務(wù)的地址、功能、價格等詳細(xì)服逡逑務(wù)質(zhì)量信息描述發(fā)布到服務(wù)注冊中心，使服務(wù)詰求者T以通過信息匹配到該服務(wù)逡逑并調(diào)用服務(wù)。逡逑（２）
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP393.09

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本文編號：2707004