[發明專利]Web服務的多維度語義模型建立方法

有效

• 申請號: 201310742781.7
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103699667B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 張禎;馮志勇;陳世展;胡小草
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 劉國威

1.一種Web服務的多維度語義模型建立方法，其特征是，包括如下步驟：

1)按照MSDL規范定義Web服務的功能語義，即調用Web服務能夠實現的功能，主要包括了四個內容：服務目標(Goal)，服務輸入(Input)，服務輸出(Output)以及服務約束(Constraint)，由巴克斯范式(1)給出：

<FunSem>::＝<Goal><Input><Output><Constraint>{″and|or|not}??(1)

1-1描述Web服務的目標，使用行為(Behavior)和意圖(Intention)組成的動賓短語來描述，如巴克斯范式(2)所示，Behavior表示操作針對于某意圖進行的行為和動作，用某領域表示意圖相關行為的概念集合B_n表示，如式(3)所示，Intention是操作的意圖，通過本體概念、屬性或者實例來描述Web服務的意圖，如式(4)所示；

<Goal>::＝<Behaviour><Intention>?????(2)

<Behaviout>::＝B₁orB₂or…orB_n????(3)

<Intention>→Concept|Instance|Attribute????(4)

1-2定義服務的輸入和輸出，輸入和輸出作為功能的重要組成部分，由本體概念、屬性或者實例進行描述，如式(5)(6)所示；

<Input>→Concept|Instance|Attribute????(5)

<Output>→Concept|Instance|Sttribute????(6)

1-3描述Web服務約束，對服務功能進行限定和說明，用原子謂詞C_i(i＝1,2,…,m)表示一個具體的功能約束，多個原子謂詞通過邏輯符“and”連接，如式(7)所示；

<Constraint>::＝C₁andC₂″and…andC_m????(7)

2)按照MSDL規范定義Web服務的上下文語義，上下文信息需要定義服務所屬領域(Domain)，服務提供商(Provider)以及服務的標簽(Tag)，如式(8)所示，其中，服務所屬領域在式(9)中被列舉出，服務可能會屬于不同的領域，Provider描述了Web服務的提供商信息，如公司或組織名稱；

<ConSem>::＝<Domain><Provider><Tag>????(8)

<Domain>→Trave;|Education|Medical|Food|Communication

|Economy|Weapons|Geography|Simulation|…????(9)

3)按照MSDL規范定義Web服務的性能語義，描述服務的質量屬性，如式(10)所示；

<PerSem>::＝<ResponseTime><Price><Apailability><Reliability><

Throughput><Security>????(10)

<ResponseTime>::＝<Number>?????(11)

<Price>::＝<Number>?????(12)

<Availbaility>::＝<Number>????(13)

<Reliability>::＝<Number>?????(14)

<Throughput>::＝<Number>????(15)

<Security>::＝<Degree>????(16)

<Degree>→General|Medium|Advanced????(17)

3-1計算服務的響應時間(Response?Time)，由數字表示，如巴克斯范式(11)所示，響應時間等于發送請求到接受響應信息的間隔時間，是服務處理時間和服務傳輸時間之和，由公式(18)給出：

q_rt(s,op)＝T_process(s,op)+T_trans(s,op)????(18)

3-2計算調用服務的花費(Price)，包括了服務請求者要執行操作的費用，如巴克斯范式(12)所示；

3-3計算服務的可訪問性(Availability)，如巴克斯范式(13)所示，可訪問性是指在一段時間內服務可被訪問的概率，由公式(19)給出：

q_av(s)＝T_a(s)/θ?????(19)

其中，T_a(s)是在θ時間段內服務s可以被訪問的總的時間；

3-4計算服務的可靠性(Reliability)，如巴克斯范式(14)所示，可靠性是指在最大預期時間內，請求被正確響應的概率，由公式(20)給出：

q_rel(s)＝N_c(s)/K?????(20)

其中，N_c(s)是在最大預期時間內服務s被成功交付的次數，K是指總的調用次數；

3-5計算吞吐率(Throughput)，是指給定的一段時間內，服務總的調用次數，如巴克斯范式(15)所示，吞吐率增加，則響應時間也將變大；

3-6評價服務的安全性(Security)，如巴克斯范式(16)所示，服務的安全性可以用一般(General)、中等(Medium)和高級(Advanced)來描述，如巴克斯范式(17)所示；

4)按照MSDL規范定義Web服務的時空語義，記錄Web服務在時間和空間上的狀態信息，如巴克斯范式(21)；

<SpTSem>:;＝<Space><Time>?????(21)

<Space>→Cyberspace|PhysicalLocation???(22)

<Time>::＝<LifeCycle><Status>????(23)

<LifeCycle>::＝<PybDate><DeathDate>???(24)

<Status>→Innovation|Offering|Matchmaking|Usage|Feedback???(25)

4-1描述服務的空間語義，空間語義說明了Web服務在物理上所處的位置信息或者所部屬的虛擬地址，如式(22)所示，任何Web服務在空間上都會有相對固定的物理位置(Physical?Location)或者虛擬空間(Cyberspace)地址；

4-2描述服務的時態語義，定義如式(23)所示，時態語義說明了Web服務在整個生命周期不同時間點所處的狀態(Status)，如服務調用、匹配和反饋等階段狀態信息，如式(25)所示；同時也表征了Web服務“存活”的周期(Life?Cycle)，包括服務的發布時間和死亡時間，如式(24)所示；

5)按照MSDL規范定義Web服務的技術語義，從而在技術層面上描述了如何與Web服務進行交互，如式(26)所示；

<TecSe,>::＝<Protocel><DataFormat>???(26)

<Protocol>→SOAP|RESTful????(27)

<DataFormat>→XML|WSDL|Text?????(28)

5-1描述服務的通信協議(Protocol)，Web服務的通信協議描述了服務之間進行數據交換應遵守的規則，包括SOAP和RESTful協議，如式(27)所示；

5-2描述服務的數據格式(Data?Format)，Web服務的數據格式是用來描述Web服務并說明如何與該Web服務進行通信，如WSDL和XML文檔，如式(28)所示；

6)按照MSDL規范定義Web服務的交互語義，從而描述了Web服務之間的動態交互關系，通過服務之間的交互關系可以將眾多孤立的服務組織成一個關系網絡，交互語義的定義如式(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定義服務的競爭(Competitive)關系，該關系主要是從兩個Web服務的功能相似性的角度定義服務間的關聯關系，包括了恒等(Exact)關系、插接(Plugin)關系、繼承(Subsume)關系和相交(Intersection)關系，如式(30)所示；

6-2定義服務的協作(Collaborative)關系，該關系主要是從兩個Web服務間的功能連接的角度定義服務級關聯關系，可分為完全后繼(Sequential_total)關系和部分后繼(Sequential_part)關系，如式(31)所示；

6-3定義服務的社區(Community)關系，該關系是由Web服務之間具有因某種屬性相同得到，如具有相同提供商的服務之間構成的社區關系；

6-4定義服務的成員(MemberOf)關系，該關系是服務之間存在隸屬特性，如抽象服務和具體服務之間的關系；

6-5定義服務的聯盟(Alliance)關系，該關系是指提供商之間簽訂的戰略協議，服務提供商之間的聯盟關系勢必將會影響到服務的選擇。