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基于接口匹配的语义Web服务发现方法研究

作 者: 刘训沛
导 师: 陈廷伟
学 校: 辽宁大学
专 业: 计算机应用技术
关键词: Web服务 服务发现 语义相似度 接口匹配 倒排索引
分类号: TP391.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 22次
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内容摘要


随着Web服务应用的普及,如何在大规模的服务注册库中快速、准确的查找到用户所需服务已经成为国内外研究的热点,为此,众多研究者引入了语义Web的思想来提高服务发现的效果,但是,现有的语义Web服务发现算法还存在很多不足。一方面,Web服务匹配中接口相似度计算往往仅仅考虑接口名称的语义相似度,忽略了服务输入、输出接口参数的数据结构相似问题,使得查找到的很多服务尽管在语义上能够满足用户请求,但是在输入、输出接口参数的数据结构上却不能完全匹配;另一方面,基于语义的服务接口匹配算法时间复杂度较高,如果进一步考虑接口参数的数据结构相似性,服务匹配算法的效率更使得用户难以接受,而且逐个匹配用户服务请求与服务注册库的每一个服务,会造成很多无关服务匹配而浪费大量时间,本文针对以上两个问题展开了研究。首先本文在研究了现有的概念相似度计算方法的基础上进行改进,提出了一种更为精确可行的基于语义距离的相似度计算方法,该方法全面考虑了概念节点在本体结构树的语义距离、深度和密度等因素对相似度的影响。另外,在此基础上针对服务文本描述相似度计算还提出了一种多关键字相似度计算的方法。其次,基于本文提出的基于语义距离的语义相似度计算方法,对现有的接口相似度计算方法进行改进,该方法综合考虑了服务接口概念间语义相似度、参数数据类型相似度和数据约束条件相似度,由于各种因素对接口相似度的影响不同,对其分别赋了权值。最后,提出了一种基于接口匹配的语义Web服务发现方法,该方法是在服务注册库按照输出接口建立倒排索引的基础上提出来的。之所以对服务注册库建立倒排索引结构,主要是为了减少无关服务的匹配所浪费的时间,通过按照服务输出接口建立的倒排索引结构搜索出的服务的输出接口信息都是满足用户服务请求的输出信息的。在这些满足用户请求输出接口的服务中,再进一步使用本文提出的服务相似度计算方法进行计算,得到一个按照服务相似度排序的服务列表,返回能够用户请求阈值的服务。实验结果表明,本文提出的基于接口匹配的语义Web服务发现方法,不仅可以提高服务发现的查准率和查全率,而且可以大大提高服务发现的效率,在注册服务库越大的情况下,越能凸显出本文提出的发现方法的优越性。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
第1章 绪论  12-19
  1.1 研究背景  12
  1.2 研究目的及意义  12-13
  1.3 研究历史与现状  13-16
    1.3.1 语义Web 服务描述的研究现状  14
    1.3.2 面向服务体系结构研究现状  14-15
    1.3.3 Web 服务匹配的研究现状  15-16
  1.4 现有的服务发现技术存在的不足  16-17
  1.5 本文的研究范围及主要工作  17
  1.6 本文的组织结构  17-19
第2章 语义 Web 服务发现的理论基础  19-30
  2.1 Web 服务概述  19-24
    2.1.1 WSDL  20-21
    2.1.2 SOAP  21-23
    2.1.3 UDDI  23-24
  2.2 语义Web 服务  24-27
    2.2.1 语义Web  24-25
    2.2.2 本体及其描述语言  25-26
    2.2.3 OWL-S  26-27
  2.3 语义Web 服务发现  27-29
  2.4 本章小结  29-30
第3章 基于语义的服务相似度计算方法  30-47
  3.1 引言  30-31
  3.2 语义相似度计算  31-35
    3.2.1 语义相似度的定义  31-32
    3.2.2 基于信息论模型的语义相似度计算  32-33
    3.2.3 基于语义距离的语义相似度计算  33-35
  3.3 多关键字的相似度计算  35-36
  3.4 接口相似度计算  36-46
    3.4.1 基于语义的接口相似度计算  36-37
    3.4.2 基于消息结构的接口相似度计算  37-40
    3.4.3 一种综合的接口相似度计算方法  40-46
      3.4.3.1 Web 服务接口信息的获取  40-41
      3.4.3.2 Web 服务接口的形式化描述  41-42
      3.4.3.3 基于扩展二分图的接口相似度计算  42-45
      3.4.3.4 计算实例分析  45-46
  3.5 本章小结  46-47
第4章 基于接口的语义 Web 服务发现框架  47-63
  4.1 引言  47-48
    4.1.1 Web 服务发现中的性能瓶颈问题  47
    4.1.2 倒排索引  47-48
  4.2 基于接口的语义Web 服务发现框架  48-50
    4.2.1 基于接口的语义Web 服务发现方法的提出  48-49
    4.2.2 基于接口的语义Web 服务发现框架  49-50
  4.3 基于接口的语义Web 服务发现流程  50-53
    4.3.1 服务提供者发布服务的流程  50-51
    4.3.2 服务请求者发现服务的流程  51-53
  4.4 基于接口的语义Web 服务发现框架的实现  53-62
    4.4.1 基于OWL-S 的Web 服务描述  53-55
    4.4.2 本体建模和推理工具介绍  55-56
    4.4.3 基于输出接口倒排索引的UDDI  56-61
      4.4.3.1 倒排索引列表的建立  57-58
      4.4.3.2 倒排索引列表的维护  58-61
    4.4.4 服务发现算法  61-62
  4.5 本章小结  62-63
第5章 实验分析  63-68
  5.1 实验环境  63
  5.2 相似度计算对比实验  63-66
    5.2.1 实验方法  63-65
    5.2.2 实验结果分析  65-66
  5.3 服务发现算法效率对比实验  66-67
    5.3.1 实验方法  66-67
    5.3.2 实验结果分析  67
  5.4 本章小结  67-68
第6章 结论与未来研究方向  68-70
  6.1 结论  68
  6.2 未来研究方向  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-73
攻读学位期间发表论文以及参加科研情况  73-74

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 文字信息处理
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