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基于本体相似度的语义Web服务匹配算法研究

作　者: 殷华英
导　师: 陈廷伟
学　校: 辽宁大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 本体概念相似度语义距离语义特征集模糊特征集合
分类号: TP393.09
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

互联网上Web服务众多,如何快速有效地找到需要的服务是服务匹配需要解决的问题。基于关键字查询的UDDI方法在服务的查准率和查全率都不能令人满意。语义Web技术的出现为服务的匹配和发现提供语义层次的支持。目前,语义Web服务的匹配,主要是通过对基于本体描述的服务属性的相似性度量来实现的。因此,服务匹配也被认为是基于本体概念的相似度计算。针对本体结构中概念之间的不同关系,通过对本体概念相似度相关算法的研究,本文主要完成下面三个方面的工作:1.考虑本体中只存在IS-A关系的情形,提出了一种简单有效的计算概念间语义相似性的混合算法。针对概念之间IS-A关系的特点,通过对网络距离模型和信息论模型这两种语义相似性计算方法的分析,提出了一种结合这二者的混合算法。在该方法中,首先利用信息论模型计算概念的信息量,然后结合概念的层次结构信息,对边的权值进行调整,最后使用网络距离模型的方法计算概念之间的最短语义距离,由此得到它们之间的语义相似性。该方法既考虑了深度和密度对相似度的影响,又将对概念信息量和边权值的计算局限于本体的一棵生成子树当中,通过两次遍历就可完成,降低了计算的复杂度。2.构建两层语义匹配模型,提高了服务匹配的效率。将语义推理和本文提出的混合方法结合起来,构建了两层语义匹配模型,首先利用OWL的描述逻辑推理机进行语义推理,缩减问题的规模,再进行下一步的语义距离计算。3.考虑概念间其他关系和相似不对称的情形,提出一种基于概念模糊特征集合的服务匹配方法。该方法的主要思想是利用概念的语义特征集来对概念的特征进行描述,从而将对概念的相似性度量转化为对其模糊特征集相似度的计算。在该方法中,先根据概念之间的IS-A关系、属性关系以及语义相似性存在不对称的特点,设定相应的权值,通过相应的矩阵运算,得到整个本体的语义关系相似矩阵。在此基础上,得到概念的语义特征集SFS和模糊特征集FFS。最后通过计算两个概念模糊集合之间的相似度来度量这两个概念之间的语义相似度,从而实现了对服务的匹配。最后通过实验,验证了本文方法的可行性和有效性。相比较其他方法,该方法比较全面的考虑了影响概念相似度的因素,为服务的匹配提供了一个更完善的匹配方法。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-13
第1章绪论  13-19
  1.1 研究背景和意义  13-14
  1.2 研究现状及不足  14-17
  1.3 本文的研究思路和主要工作  17
  1.4 论文组织结构  17-19
第2章相关技术概述  19-34
  2.1 Web 服务  19-24
    2.1.1 Web 服务概述  19
    2.1.2 Web 服务架构  19-20
    2.1.3 Web 服务关键技术  20-24
  2.2 语义Web 服务  24-29
    2.2.1 语义Web 服务概述  24-25
    2.2.2 本体  25-26
    2.2.3 本体描述语言  26-27
    2.2.4 语义Web 服务描述语言OWL-S  27-29
  2.3 语义Web 服务匹配算法概述  29-33
    2.3.1 基于语义逻辑推理的匹配算法  30-31
    2.3.2 基于概念相似度的匹配算法  31-33
  2.4 小结  33-34
第3章基于概念 IS-A 关系的服务匹配  34-53
  3.1 服务的本体表示及概念间的关系  34-37
  3.2 两种语义相似度算法  37-41
    3.2.1 基于语义网络距离模型的相似度算法  37-39
    3.2.2 基于信息论模型的相似度算法  39-41
  3.3 基于IS-A 关系的概念相似度混合算法  41-49
    3.3.1 算法思想  41-42
    3.3.2 相关公式  42-44
    3.3.3 算法过程描述  44-48
    3.3.4 算法特点  48-49
  3.4 两层语义匹配模型  49-51
    3.4.1 两层语义匹配模型结构  49-50
    3.4.2 两层匹配算法  50-51
  3.5 小结  51-53
第4章基于概念模糊特征集的服务匹配  53-67
  4.1 概念的模糊特征集合  53-55
    4.1.1 模糊集合概述  53-54
    4.1.2 概念的模糊特征集合  54-55
  4.2 基于概念模糊特征集的相似度算法  55-64
    4.2.1 算法过程描述  55-58
    4.2.2 关系权值设定规则  58-59
    4.2.3 构建本体语义关系矩阵  59-62
    4.2.4 构造概念语义特征集SFS  62-63
    4.2.5 构造概念模糊特征集  63
    4.2.6 相似度计算  63-64
  4.3 服务匹配过程描述  64-65
  4.4 小结  65-67
第5章仿真实验与分析  67-72
  5.1 实验环境  67
  5.2 实验过程与结果分析  67-70
  5.3 小结  70-72
第6章总结与展望  72-74
  6.1 工作总结  72-73
  6.2 工作展望  73-74
致谢  74-75
参考文献  75-78
攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况  78-79

基于本体相似度的语义Web服务匹配算法研究

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