本文關(guān)鍵詞：基于工作流模式的語義Web服務(wù)組合信任度模型的研究與實現(xiàn)

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【摘要】：近年來人們對于Web服務(wù)的需求呈現(xiàn)出復(fù)雜化的特點,Web服務(wù)組合開始受到廣大用戶的歡迎,它不僅可以提高組件服務(wù)的復(fù)用率,減少開發(fā)成本,還可以根據(jù)用戶不斷變化的需求靈活的組合。服務(wù)組合快速準確的實現(xiàn)成為了研究者們面臨的巨大挑戰(zhàn)。組件服務(wù)的功能和性能是服務(wù)發(fā)現(xiàn)與組合優(yōu)化的重要參考依據(jù)。語義Web技術(shù)的出現(xiàn)統(tǒng)一了Web組件服務(wù)的功能描述,讓機器可以理解服務(wù)功能的涵義,但是組件服務(wù)功能的有效性卻無法保證。服務(wù)質(zhì)量(Qo S)屬性值的公布使用戶有了評估服務(wù)性能的標準,但是Qo S屬性值的真實性也無法確認。在實際環(huán)境中,出于競爭的壓力,服務(wù)開發(fā)者有可能會夸大Qo S屬性指標值或提供不實的功能描述信息,以提高自身Web服務(wù)被選擇的機率。由此可見虛假的信息直接影響組件服務(wù)的正確選擇,從而令用戶做出錯誤的判斷。為了解決此類問題,建立了一種語義Web服務(wù)組合信任度模型,分別從性能和功能兩個方面量化語義Web服務(wù)組合的可信任程度,為組件服務(wù)的發(fā)現(xiàn)和服務(wù)組合的優(yōu)化提供了方法。語義Web服務(wù)組合信任度主要包括服務(wù)組合的非功能性屬性信任度和功能性屬性信任度兩種類型。在計算語義Web服務(wù)組合非功能性屬性信任度的過程中,改進了以往單一參考客觀運行記錄或主觀用戶評價的計算方法,結(jié)合了兩者的優(yōu)勢進行互補,使用主觀用戶評價來計算不可記錄型非功能性屬性信任度,同時分析客觀運行記錄來計算可記錄型非功能性屬性信任度,提高了非功能性屬性信任度計算的準確性。在語義Web服務(wù)組合功能性屬性信任度的計算過程中,不僅考慮單個候選組件Web服務(wù)與用戶請求序列中服務(wù)組合抽象節(jié)點的功能語義描述相似度,同時還考慮了前驅(qū)組件服務(wù)與后續(xù)組件服務(wù)接口功能屬性的匹配度。橫向和縱向的綜合考慮,確保組件Web服務(wù)功能性屬性信任度可以全面反應(yīng)出該組件服務(wù)功能的可信程度。提出了一種針對信任度的語義Petri網(wǎng)模型,為語義Web服務(wù)組合過程提供了形式化建模工具,實現(xiàn)了基于信任度模型的語義Web組件服務(wù)發(fā)現(xiàn)機制。相較于傳統(tǒng)的Petri網(wǎng)模型,針對信任度的語義Petri網(wǎng)模型增加了變遷集合的語義描述信息,便于計算候選組件服務(wù)與服務(wù)組合抽象節(jié)點間的功能語義描述相似度,同時增加了接口庫所集合的鄰接關(guān)聯(lián)矩陣信息,便于計算候選組件服務(wù)間功能接口屬性的匹配度。通過功能語義描述相似度和功能接口屬性匹配度就可以獲得候選組件服務(wù)功能性屬性信任度,組件服務(wù)發(fā)現(xiàn)器參考候選組件服務(wù)功能性屬性信任度來發(fā)現(xiàn)符合用戶功能需求的候選組件服務(wù)或候選服務(wù)組合流程片段,從而生成了服務(wù)組合抽象節(jié)點的候選組件服務(wù)集合。依據(jù)語義Web服務(wù)組合功能性屬性信任度進行的組件服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法,可以為每一個抽象服務(wù)節(jié)點找到多個功能相似的候選組件服務(wù)組成的服務(wù)集合,因此服務(wù)組合運行過程還需要進行服務(wù)組合優(yōu)化,在這些候選服務(wù)集合中通過服務(wù)組合生成器尋找到服務(wù)信任度最高,服務(wù)性能最優(yōu)的服務(wù)組合方案。在基于語義Web服務(wù)組合信任度模型的服務(wù)組合優(yōu)化過程中,提出并實現(xiàn)了一種適應(yīng)路徑權(quán)值變化的蟻群算法,這種動態(tài)適應(yīng)的蟻群算法在對局部最優(yōu)解進行全局信息素更新前,會重新獲取局部最優(yōu)解各路徑上的權(quán)值,一旦發(fā)現(xiàn)權(quán)值的變化超過一定標準后,會對該路徑的權(quán)值進行更新,這種信息素更新機制提高了算法對于外部環(huán)境變化的自適應(yīng)性,同時該算法還可以根據(jù)路徑權(quán)值變化的幅度動態(tài)的調(diào)整路徑上的信息素揮發(fā)因子,這能有效避免算法出現(xiàn)早熟停滯現(xiàn)象。最后設(shè)計并實現(xiàn)了一個旅行行程制定的服務(wù)組合實例,通過仿真實驗證明了基于語義Web服務(wù)組合信任度模型的組件服務(wù)發(fā)現(xiàn)和服務(wù)組合優(yōu)化方法可以有效的避免帶有虛假信息的不可信組件服務(wù),同時保證候選Web服務(wù)組合方案最大限度的滿足用戶需求。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP393.09

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本文編號：1305285