[发明专利]一种基于语义Web的服务簇构建方法

摘要

本发明公开了一种基于语义Web的服务簇构建方法，包括如下步骤S101、构建基于语义的服务空间；S102、建立Web服务与服务空间的映射关系；S103、构建服务簇及其动态库；S104、逻辑Petri网对服务簇的组织结构描述。本发明生成所有服务簇只需对n个概念进行量化，则查找本体树的次数为n次，在生成服务簇的时间复杂性上有了很大提高；本发明通过语义的概念融合明确了服务端口及服务质量的种类，使服务簇的构建较为合理；本发明服务簇是在服务空间内生成的，面向用户需求的服务簇匹配运算转化为坐标的查询，则服务簇构建依据越多，服务簇的构建精度越高，且系统根据用户需求匹配服务簇的时间复杂性较小，解决了一般服务聚类方法的局限性。

主权项

一种基于语义Web的服务簇构建方法，其特征在于，包括如下步骤：S101、构建基于语义的服务空间定义端口原子Endpoint，端口原子表示为一个两元组，Endpoint＝(Description,Value)；其中，Description是对端口的描述；Value为端口原子的量化值，唯一标识一个端口原子，其值范围为实数域；定义质量原子QoS，质量原子表示为一个三元组，QoS＝(Description,Value,Values)；其中，Description是对质量原子的描述；Value为质量原子的量化值，其值范围为实数域；Values为质量原子的修饰概念量化集；端口原子和质量原子的产生流程为：在语义Web中，给定本体E，对Web服务进行语义标注后，经过信息提取，获取服务的端口概念集和质量概念集，经过基于语义的概念融合后，得到端口原子集和质量原子集；定义服务空间Space，设Space为N维向量的非空集合，N为端口原子集与质量原子总数之和，F是一个实数域，且Space对于向量的加法及数乘封闭，即：若a,b∈Space，则a+b∈Space；若a∈Space，c∈F，则c*a∈Space，则称Space为一个服务空间，其中：取定N维全1向量(1,1,..1)为空间坐标基；服务空间Space对应的N维坐标系中，N个坐标轴依次命名为Endpoint′,QoS1,QoS2,…,QoSn‑1；端口原子集的全部Value值与坐标轴Endpoint′构成映射关系，N‑1个质量原子QoS的Values值依次与坐标轴QoS1,QoS2,…,QoSn‑1构成映射关系，映射函数均为乘1运算；S102、建立Web服务与服务空间的映射关系定义Web服务Wservice，Web服务表示为一个七元组，Wservice＝(Descriptions,Id,Endpoints,QoSs,Inputs,Outputs,R)，其中：Descriptions为Web服务的各种描述，包括对质量的描述；Id是对服务的标识，可唯一确定一个Web服务；Endpoints表示服务的端口原子集；QoSs表示服务的质量原子集；Inputs为服务的输入参数集；Outputs为服务的输出参数集；R表示Endpoints与QoSs、Inputs、Outputs及Descriptions与QoSs的映射关系；QoSs属性中质量原子QoS的Value值的确定规则：由Wservice.R(Wservice.Descriptions,Wservice.QoSs)，得到质量原子QoS的修饰概念，根据概念在本体树中的空间位置，得出概念的量化值，并对QoS的Value属性进行赋值；Web服务在服务空间的映射规则：设存在Web服务Wservice1＝(Descriptions,Id,Endpoints,QoSs,Inputs,Outputs,R)；(1)、由Wservice1.R(Wservice1.Endpoints,Wservice1.QoSs)可知，若Wservice1.Endpointi∈Wservice1.Endpoints与QoSe,QoSu,…,QoSk对应，则建立集合X＝{Wservice1.Endpointi,QoSe,QoSu,…,QoSk}，建立原始坐标向量Vi＝(β1,β2,…,βn)，其中对j＝1,...,n，(2)、若Wservice1.Endpoints＝{Endpoint1,Endpoint2,…,Endpointm}，m为自然数，则由公式(1)建立m个N维原始坐标向量V1…Vm；(3)、原始坐标向量向空间坐标转化，转化规则为：设原始坐标向量为(β1,β2,…,βn)，则转化后的空间坐标为(γ1,γ2,…,γn)，其中j＝1..n，即若向量元素为端口原子，则转化为端口原子的Value值；若向量元素为质量原子，则转化为质量原子的Value值；若向量元素为0，则不变；通过映射规则建立起Web服务与服务空间的映射联系，一个Web服务Wservice1能够映射为服务空间中的M个空间坐标Z1…Zm，其中，M＝|Wservice1.Endpoints|；将服务标识Wservice1.Id作为M个空间坐标的旁标Z1(Id)…Zm(Id)，称Z1(Id)…Zm(Id)为Web服务Wservice1的服务原子；定义服务原子Seratomic，服务原子表示为一个两元组，Seratomic＝(Id,Coordinate)；其中：Id为Web服务的Id号；Coordinate为Web服务映射到服务空间坐标系的N维坐标；定义服务原子距离，设服务空间Space内，有两个空间坐标A＝(x1,x2,…xn)，B＝(y1,y2,…,yn),在坐标A、B上映射有两个服务原子A(Id1)和B(Id2)；服务原子距离H(A(Id1),B(Id2))为：H(A(Id1),B(Id2))=(x1-y1)2+(x2-y2)2+...+(xn-yn)2---(3)]]>S103、构建服务簇及其动态库定义服务粒度，以服务空间内一点为基准，向各坐标轴方向上的延伸半径；定义服务簇Sercluster，服务簇表示为一个三元组，Sercluster＝(Id,ρ,Seratomics)，其中：Id唯一表征了一个服务簇；ρ为服务粒度；Seratomics为服务原子集；设存在服务空间Space,给定服务粒度为ρ，则以坐标系内各坐标轴有界范围内的任意坐标点为中心，以服务粒度ρ为半径，在坐标系内形成一个轴对称空间体Ω；所有映射到轴对称空间体Ω内的服务原子构成一个服务簇的服务原子集，服务原子集按照服务原子与中心坐标的距离为关键字升序排列，把Ω的中心坐标作为服务簇的标识Id号；定义服务簇动态库Serclustdl，设存在服务空间Space,给定服务粒度为ρ，则依次以坐标系内各坐标轴有界范围内的全部坐标点为中心，以服务粒度ρ为半径生成服务簇，把所有生成的服务簇归纳为一个有序集合，称这个有序集合为服务簇的动态库；服务簇动态库表示为一个五元组，Serclustdl＝(Version,ρ,Rule,Range,Serclusters)；其中：Version表示服务簇动态库的版本信息；ρ为服务粒度；Rule为服务簇动态库内服务簇集的排序规则；Range为服务空间坐标轴的边界；Serclusters为服务簇动态库内服务簇集合；S104、逻辑Petri网对服务簇的组织结构描述(1)、服务簇动态库联动更新机制的逻辑Petri网描述设逻辑Petri网∑1＝(P；TD,TI,TO；F,I,O,M0)，其中P＝{p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7,p8,p9,p10}；t1∈TI；fI(t1)＝(p1∨p2)；t2∈TI；fI(t2)＝(p3∨p4)；t3∈TI；fI(t3)＝(p5∨p6∨p7)；t4∈TI；fI(t4)＝(p8∨p9)；若库所中有拖肯，则p1代表服务端口集有更新；p2代表质量原子集有更新；p3代表服务空间有更新；p4代表Web服务描述有更新；p5代表服务原子集有更新；p6代表服务粒度有更新；p7代表服务动态库的Range属性有更新；p8代表服务动态库的Rule属性有变化，即服务动态库内的服务簇集合排序规则有变化；p9代表服务簇有更新；p10代表服务簇动态库有更新；t1表示对服务空间进行更新；t2表示对服务原子集进行更新；t3表示对服务簇进行更新，t4表示对服务簇动态库进行更新；(2)、服务簇产生的逻辑Petri网描述设服务端口集存在n个元素，质量原子集存在m个元素，Web服务k+1个，服务原子L+1个，服务簇w+1个，其中n+m+1＝q，q+k+1＝v，v+L+3＝z；设逻辑Petri网∑2＝(P；TD,TI,TO；F,I,O,M0)，其中P＝{p1,p2,…,pb+x+1}；t1∈TI；fI(t1)＝((p1∨p2∨…∨pn)∧(pn+1∨pn+2∨…∨pn+m∨.T.))；.T.表示逻辑真；t2,t3,...,tk+5∈TD；p1至pn代表n个服务端口；pn+1至pn+m代表m个质量原子；pq至pq+k代表k+1个Web服务；pv至pv+L代表L+1个服务原子；pv+L+1代表服务粒度；pv+L+2代表有界服务空间的坐标集；pz至pz+w代表w+1个服务簇；t1表示映射Web服务动作；t2至t2+k表示分别对k+1个Web服务进行服务空间的坐标映射动作；t3+k表示构建服务簇动作；t4+k表示构建服务簇动态库动作；(3)、服务簇的逻辑Petri网描述服务簇是一个服务原子集，服务原子与Web服务的功能端口关联，功能端口与输入、输出关联，服务簇的逻辑Petri网模型称为服务簇网元；定义服务簇网元为一个逻辑Petri网∑3＝(P；TD,TI,TO；F,I,O,M0)，其中：P＝{p1,…,pn+m+k,pz,…,pz+w}；t1∈TI&TO；fI(t2)＝(p1∨p2∨…∨pn)；fO(t2)＝(pn+1∨pn+2∨…∨pn+m)；t1∈TI&TO；fI(t1)＝(pn+1∨pn+2∨…∨pn+m)；fO(t1)＝(pz∨pz+1∨…∨pz+w)；t3∈TI&TO；fI(t3)＝(pn+1∨pn+2∨…∨pn+m)；fO(t3)＝(pn+m+1∨pn+m+2∨…∨pn+m+k)；p1至pn代表n个输入；pn+1至pn+m代表m个服务端口；pn+m+1至pn+m+k代表k个输出；pz至pz+w代表w+1个Web服务；t2表示输入与服务端口的触发动作；t1表示服务端口与Web服务的映射动作；t3表示服务端口与输出的触发动作。