[发明专利]一种基于语义的自动服务组合系统及方法

摘要

本发明涉及一种基于语义的自动服务组合系统及方法，系统包括服务器端和客户端，其中服务器端包括数据库构建模块、自动生成工作流模块、服务发现模块和服务组合模块；客户端包括需求语义输入模块和展示模块；方法包括根据输入需求语义、领域库和行为库自动生成工作流；对生成的工作流进行细微调整；根据工作流和服务的语义信息，通过语义相似度计算获得候选服务集；根据服务的QoS信息选择一条既能满足用户QoS约束，同时QoS属性最优的执行路径。本发明可以实现大规模复杂软件的真正自动演化生长，不需要人工干预提供工作流，极大提高了服务组合效率。

主权项

一种基于语义的自动服务组合系统，其特征在于包括：服务器端和客户端，其中服务器端包括：数据库构建模块、自动生成工作流模块、服务发现模块和服务组合模块；客户端包括：需求语义输入模块和展示模块，其中：数据库构建模块包括构建领域库、行为库和服务资产库；所述领域库是指用户提出的需求所在的业务领域，领域库包括领域名以及该领域名所对应的特征性词库；所述行为库是指用户提出的需求所要完成的操作，行为库首先按业务领域来区分，对每一个具体业务领域，都有一组行为集合构成这个业务领域的所有行为，行为库包括行为名、对应的领域名、能描述该行为的特征性词库，以及该行为对应的工作流；所述服务资产库是指注册了的所有可用服务组成的服务集，服务资产库中的每一个服务均包括服务功能描述和QoS属性；所述服务功能描述指语义短语，表明这个服务所能完成的功能；所述QoS属性必须包含常用的5类属性：执行价格、执行时间、可靠性、可用性和信誉度；所述领域库和行为库为自动生成工作流模块提供分析数据；所述服务资产库为服务发现模块和服务组合模块提供数据；自动生成工作流模块，对用户给出的需求语义进行分析，构建依存树；根据依存树，提取出需求语义中描述领域相关部分的词汇作为领域词，描述行为相关部分的词汇作为行为词；通过领域词和领域库中的领域名进行语义相似度匹配，找到与领域词最相近的领域名作为领域；通过行为词和行为库中该领域的行为集的行为名进行语义相似度匹配，找到与行为词最相近的行为名作为行为；根据领域和行为从行为库中找到对应的工作流，调整所获得的工作流，对工作流中的领域用领域词进行替换，行为用行为词进行替换，获得最终的工作流，并将工作流送至服务发现模块；服务发现模块，根据自动生成工作流模块得到的工作流，为工作流中的每个任务从服务资产库中选择出一个能够完成该任务的候选服务集，根据任务和服务功能进行语义相似度匹配，把相似度值高于某一给定阈值的都列入候选服务集中，并将得到的每个任务对应的候选服务集送至服务组合模块；服务组合模块，首先通过工作流聚合方法将工作流中并发、选择、循环结构都归并成只有顺序结构的工作流，接着采用回溯算法为每个任务从服务发现模块提供的候选服务集中选择一个具体服务，使得整个工作流在满足用户提出的QoS约束下，还能使用户关注的QoS属性达到最优；其中服务QoS是通过查询数据库构建模块中的服务资产库得到的；所述服务组合模块具体实现如下：(1)QoS归一化，指将单个服务的各个QoS属性值归一化为0到1的值，使不同QoS属性之间具有可比性；(2)相似度计算，在服务发现阶段求得的，它表示的是两个服务之间的相关程度；(3)工作流聚合，利用步骤(1)中归一化的QoS和步骤(2)中的相似度值将工作流中的选择结构，并发结构，循环结构都转化成顺序结构；(4)计算单个服务总QoS，指将步骤(1)中归一化后的QoS的各个属性值按照一定权重比例相加作为服务的总QoS值；(5)计算单个服务总得分，指将步骤(4)中计算得到的总QoS值和步骤(2)中的相似度按照一定权重比例相加作为服务的总得分；(6)回溯算法，指根据步骤(5)计算得到的单个服务总得分和步骤(3)中工作流聚合之后的工作流，利用回溯算法，选择一条最优执行路径。