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基于Petri网的语义Web服务组合模型研究

作　者: 吴学军
导　师: 何丰
学　校: 北方民族大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: Web服务服务发现 Petri网验证服务组合
分类号: TP393.09
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 27次
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内容摘要

随着计算机网络技术和应用的迅猛发展,人们对互联网的需求也进一步提高,希望互联网能够有效地提供他们所需的各种服务。计算机网络及其应用的研究重心呈现出向应用层延伸的特征。未来的下一代网络将是一个面向用户的、以服务为中心、具有QoS使能的网络,可以提供丰富多样的服务,具备服务定制和管理的功能。Web服务组合可以将多个服务组合为一个新服务,提高了服务的重用性,并可以根据业务流程的变动实现“按需服务”。语义Web服务技术则使用本体描述语言对Web服务描述进行机器可理解的语义标注,以实现对Web服务自动化的发现、调用、组合与监控。服务的自动发现和选择是语义Web服务自动组合的关键,但更重要的是对语义Web服务组合的可达性、安全性及对可能出现的死锁进行检测等分析。目前的Web服务组合事实上存在以下两个问题:1.缺乏验证机制。WSDL、OWL-S或者BPEL4WS对他们的Web服务描述(包括本体)都没有提供验证机制。因此,没有验证的描述就有可能会引起语义的模糊性。2.对开发中的Web服务缺乏整合的应用环境。在Web服务组合中加入验证机制,为用户需求提供一个精确的服务组合规划,不需要过多的人为操作,这是Web服务组合中的一个关键的问题。本文在对Web服务组合相关技术进行较深入的分析研究后,以OWL-S作为Web服务的描述语言,采用Petri网作为形式化的验证工具,提出了基于Petri网的语义Web服务组合。该方案对Web服务引入了语义信息,使用Petri网描述Web服务组合,对服务组合中的安全性以及结构的正确性,使用Petri网的性质加以验证,以获得可行的Web服务组合规划。语义Web服务组合的Petri网描述不仅能够清晰准确的描述服务执行的各个细节,而且能够对语义Web服务的执行情况进行模拟和动态分析,包括定性与定量的分析。当前,关于Web服务描述、验证、组合的相关工具种类繁多,各有侧重。如Jena,OWL-S Editor这些工具可用来生成语义Web服务的描述,而缺乏服务组合的验证、执行等功能。另一方面,普遍适用的验证工具如JCPN、VDM却缺乏服务的描述,以及发现机制。BPEL4WS执行引擎能够执行BPEL和WSDL描述得Web服务,却不能够执行语义描述得Web服务、以及Petri网描述的执行序列。因此,本研究以整合多方面的工具和环境,搭建一个统一的应用模型。另外,在做Web服务匹配的过程中,不可避免的会出现多个概念形成的组合词汇,这类词汇在当前的语义词典如WordNet中缺乏定义,而且组合的方式和结构具有随机性。词汇间的次序缺乏统一的定义。词汇与词汇、或者是多个词汇之间的组合没有统一的规律,其中包含的词义将与各个词汇相关,因此本文提出了一种新的方法计算多个词汇组合的相似度。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 项目研究背景  7
  1.2 Web 服务组合在国内外的研究现状  7-9
  1.3 论文研究目标、内容及结构  9-10
  1.4 本章小结  10-11
第二章语义Web 服务组合基础  11-28
  2.1 语义Web  11-12
  2.2 OWL-S 简介  12-15
  2.3 Web 服务  15-17
  2.4 Web 服务自动组合  17-22
    2.4.1 Web 服务组合方法分类  17-21
    2.4.2 Web 服务组合中的关键问题  21-22
  2.5 基于PETRINET 的语义Web 服务组合框架  22-27
    2.5.1 系统框架设计  23
    2.5.2 JCPN 概述  23-24
    2.5.3 系统类图设计  24-27
  2.6 本章小结  27-28
第三章服务发现引擎的设计与实现  28-44
  3.1 语义相似度计算  28-31
    3.1.1 语义相似度计算技术  28-29
    3.1.2 基于WordNet 的概念相似度计算方法  29-30
    3.1.3 简单词汇的相似度计算  30
    3.1.4 组合词汇的语义相似度计算  30-31
  3.2 Web 服务组合中的依赖关系  31-33
  3.3 Web 服务依赖关系图的生成  33-37
  3.4 服务发现引擎的框架设计  37
  3.5 服务发现引擎的实现  37-43
    3.5.1 OWL-S 解析器的实现  37-40
    3.5.2 语义匹配模块的实现  40-43
  3.6 本章小结  43-44
第四章语义Web 服务组合的PETRINET 描述和分析  44-49
  4.1 PETRINET 的基本概念  44-46
  4.2 PETRINET 的分析方法  46-47
  4.3 PETRI 网模型分析器  47-48
    4.3.1 基于Petri 网的Web 服务组合的特性  47-48
    4.3.2 Petri 网模型分析器的设计与实现  48
  4.4 本章小结  48-49
第五章服务组合引擎的设计及实现  49-58
  5.1 基于PETRI 网的服务组合生成方法  49-50
  5.2 PETRI网到BPEL 的转换  50-51
  5.3 服务组合引擎的框架设计  51-52
  5.4 服务组合引擎的实现  52-57
  5.5 本章小结  57-58
第六章总结与展望  58-59
  6.1 结论  58
  6.2 进一步的工作  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-62
攻读学位期间发表的学术论文  62

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