[发明专利]Web服务的多维度语义模型建立方法

摘要

本发明涉及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。本发明主要应用于Web服务。

主权项

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(Multidimensional Semantic Description Language,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>∷＝B1orB2or…orBn   (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>∷＝C1andC2and…andCm   (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(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)：<SpTSem>∷＝<Space><Time>   (21)<Space>→Cyberspace|PhysicalLocation    (22)<Time>∷＝<LifeCycle><Status>   (23)<LifeCycle>∷＝<PubDate><DeathDate>   (24)<Status>→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拟地址，如式(22)所示，任何Web服务在空间上都会有相对固定的物理位置(Physical Location)或者虚拟空间(Cyberspace)地址；4‑2描述服务的时态语义，定义如式(23)所示，时态语义说明了Web服务在整个生命周期不同时间点所处的状态(Status)，包括服务调用、匹配和反馈的阶段状态信息，如式(25)所示；同时也表征了Web服务“存活”的周期(Life Cycle)，包括服务的发布时间和死亡时间，如式(24)所示；5)按照MSDL规范定义Web服务的技术语义，从而在技术层面上描述了如何与Web服务进行交互，如式(26)所示：<TecSem>∷＝<Protocol><DataFormat>   (26)<Protocol>→SOAP|RESTful     (27)<DataFormat>→XML|WSDL|Text    (28)5‑1描述服务的通信协议(Protocol)，Web服务的通信协议描述了服务之间进行数据交换应遵守的规则，包括SOAP和RESTful协议，如式(27)所示；5‑2描述服务的数据格式(Data Format)，Web服务的数据格式是用来描述Web服务并说明如何与该Web服务进行通信，包括WSDL和XML文档，如式(28)所示；6)按照MSDL规范定义Web服务的交互语义，从而描述了Web服务之间的动态交互关系，通过服务之间的交互关系可以将众多孤立的服务组织成一个关系网络，交互语义的定义如式(29)所示：<IntSem>∷＝<Competitive>|<Collaborative>|<Others>    (29)<Competitive>→Exact|Plugin|Subsume|Intersection    (30)<Collaborative>→Sequential_total|Sequential_part   (31)<Others>→Community|MemberOf|Alliance   (32)6‑1定义服务的竞争(Competitive)关系，该关系主要是从两个Web服务的功能相似性的角度定义服务间的关联关系，包括了恒等(Exact)关系、插接(Plugin)关系、继承(Subsume)关系和相交(Intersection)关系，如式(30)所示；6‑2定义服务的协作(Collaborative)关系，该关系主要是从两个Web服务间的功能连接的角度定义服务级关联关系，可分为完全后继(Sequential_total)关系和部分后继(Sequential_part)关系，如式(31)所示；6‑3定义服务的社区(Community)关系，该关系是由Web服务之间具有因某种属性相同得到，包括具有相同提供商的服务之间构成的社区关系；6‑4定义服务的成员(MemberOf)关系，该关系是服务之间存在隶属特性，包括抽象服务和具体服务之间的关系；6‑5定义服务的联盟(Alliance)关系，该关系是指提供商之间签订的战略协议，服务提供商之间的联盟关系势必将会影响到服务的选择。