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本文针对Web服务自动集成问题的几个关键技术进行了研究,主要内容包括以下几个方面:
1、设计面向语义Web服务自动集成的目标描述语言GDL4WSAC:主要解决Web服务自动集成问题中的目标定义问题。目标描述语言GDL4WSAC定义在Web服务协议栈中的顶层。它向用户提供了一种标识语言来准确无二义地描述用户的功能和非功能的需求,从而为规划期执行计划的产生提供依据。GDL4WSAC的功能需求描述与OWL-s的条件描述兼容,而非功能需求描述则反映实现目标的执行计划所需满足的约束。基于Web本体语言OWL的语法定义使GDL4WSAC可以被机器分析和处理,并具备语义推理能力。目标描述的内部可能存在相互矛盾的效果而导致目标不可实现,因此,GDL4WSAC提供了发现目标效果不一致性的方法,从而在目标定义阶段而不是在规划阶段尽可能发现不可实现的目标。GDL4WSAC还定义了目标间蕴涵关系的判定方法,它是重用历史的执行计划的基础。
2、设计目标驱动的语义Web服务自动集成规划算法POP4WSAC:根据目标描述以及当前的可用服务状态为每个原子目标产生相应的Web服务执行计划集合。偏序规划由于其产生执行计划的并发性而被本文选择用来解决Web服务自动集成问题。但是,传统的偏序规划算法并不能直接用来解决Web服务自动集成问题,本文在此基础上提出了面向Web服务自动集成的偏序规划算法POP4WSAC,它解决了以下问题:1)在Web服务自动集成问题中,执行计划的长度与它的QOS并不存在必然的反比关系;同时,用户所关心的执行计划QOS也是多方面的,并存在一定的折中关系。通过利用目标描述中的QOS约束以及现有Web服务过程的QOS聚集算法,POP4WSAC可以保证产生的执行计划满足用户的需求。2)在Web服务自动集成问题中,许多服务拥有相同或类似功能和接口;同时,对特定问题域通常存在一些通用的处理过程,这些过程相当于领域专家的经验。针对上述两点,POP4WSAC通过在规划中引入抽象过程和组合过程,并利用向前约束检查技术根据QOS进行剪枝,有效地减少了搜索空间。3)Web服务的自治性使所有的服务描述不可能采用相同的词汇表。OWL-S使用描述逻辑表示条件解决了服务描述的语义问题。POP4WSAC则是基于描述逻辑条件的规划,它在规划过程中可以进行知识推理。4)在Web服务自动集成问题中,Agent只能拥有关于世界部分的知识。POP4WSAC通过在规划中引入信息收集过程解决了信息不完全问题,而通过使用“本地封闭世界”解决了局部信息完全问题。
3、提出了QOS驱动的Web服务执行计划的选择算法QD-WSEPS,从整体过程QOS最优考虑为目标描述中的原子过程选择适当的执行计划。目前的线性规划方法存在约束表示脆弱、对QOS属性限制过大、用户难以设置QOS约束和目标等缺陷。QD-WSEPS通过把基于QOS的Web服务执行计划选择问题转化为模糊约束满足问题,然后利用状态空间搜索的分支界限法产生解决方案。同时,QD-WSEPS还提出了一种面向Web服务执行计划选择问题的松弛的向前约束检查算法FCC4WSEPS,根据已经选择执行计划的目标限制未选择执行计划的目标的取值域,从而加快模糊约束满足问题的解决。使用FCC4WSEPS使QD-WSEPS在时间限制内产生的解决方案更加接近最优解,然而,获得最优解所需付出的时间代价是巨大的。
4、提出了目标驱动的语义Web服务自动集成体系结构:分析实现Web服务自动集成需要的功能组件及各个组件间的联系。上述的三部分研究内容互相联系,POP4WSAC以基于GDL4WSAC的目标描述中的原子目标作为输入,从而为每个原子目标产生相应的候选执行计划集合;而目标描述及各个原子目标的候选执行计划集合则作为QD-WSEPS的输入,为每个原子目标选择执行计划以达到整体QOS的最优。