基于服務(wù)簇頭的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)策略研究

摘要：隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化信息技術(shù)應(yīng)用不斷深化。Web服務(wù)作為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重要內(nèi)容，服務(wù)發(fā)現(xiàn)基數(shù)不斷擴大，傳統(tǒng)的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)策略已經(jīng)不能滿足用戶需求，如何面向用戶需求進一步提高服務(wù)發(fā)現(xiàn)的精度和效率成為當前Web服務(wù)研究領(lǐng)域的重要課題。鑒于此，本文提出了一種基于服務(wù)簇頭的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)策略，對基于服務(wù)簇頭的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)環(huán)節(jié)進行了闡述，給出了模擬仿真實驗，實驗證明本文方法在Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理方面具有較為明顯的優(yōu)勢，能夠在當前服務(wù)基數(shù)較大的環(huán)境下為Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)工作提供優(yōu)化策略。

關(guān)鍵詞：Web服務(wù);服務(wù)簇頭;Petri網(wǎng);服務(wù)發(fā)現(xiàn);服務(wù)聚類

1 引言：隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化信息技術(shù)應(yīng)用不斷深化。Web服務(wù)是基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序接口，能夠?qū)崿F(xiàn)遠端軟件程序的本地化調(diào)用。如信息查詢服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)付費服務(wù)、事務(wù)預(yù)定服務(wù)等。Web服務(wù)基于XML（Extensible Markup Language）協(xié)議進行定義，利用SOAP（Simple Object Access Protocol）協(xié)議進行信息傳輸。實現(xiàn)了跨平臺的、非本地化的軟件程序網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。利用Web服務(wù)可進行綜合軟件應(yīng)用的Web服務(wù)搭建，可加快軟件應(yīng)用的開發(fā)效率，提高軟件的集成水平。

Web服務(wù)作為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重要內(nèi)容，針對服務(wù)發(fā)現(xiàn)的文獻和研究成果較為豐富。典型的服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法有如下幾類。一是基于關(guān)鍵字的服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法。其主要思想是，系統(tǒng)接收到用戶輸入的查詢關(guān)鍵字后，在服務(wù)集中進行關(guān)鍵字匹配，通過關(guān)鍵字的相似度匹配實現(xiàn)Web服務(wù)的發(fā)現(xiàn)。此技術(shù)的優(yōu)勢是，算法較為簡練，易于部署。二是基于聚類的服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法。其主要思想是把Web服務(wù)集中功能或過程相似的Web服務(wù)整合為一個小規(guī)模的數(shù)據(jù)整體。在進行服務(wù)發(fā)現(xiàn)時，通過判斷用戶需求的特點，在已經(jīng)聚類的服務(wù)簇中進行服務(wù)查詢。此方法的優(yōu)勢在于，縮小了服務(wù)發(fā)現(xiàn)的基數(shù)，提高了服務(wù)發(fā)現(xiàn)效率。三是基于語義的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法。其主要思想是，通過構(gòu)建基于語義的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)環(huán)境，提高服務(wù)發(fā)現(xiàn)的識別度，進而提高服務(wù)發(fā)現(xiàn)的精確度，最大化的滿足用戶需求。除了上述的三種服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法外，還有基于Petri網(wǎng)的服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法、基于服務(wù)代理的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法、基于服務(wù)簇的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法等。這些方法為提高服務(wù)發(fā)現(xiàn)效率和服務(wù)精度提供了智力支持。

近年來，隨著Web服務(wù)應(yīng)用的不斷拓展，Web服務(wù)數(shù)量不斷增多，服務(wù)發(fā)現(xiàn)基數(shù)不斷擴大，Web服務(wù)信息數(shù)據(jù)集規(guī)模體現(xiàn)出了大數(shù)據(jù)的特點。在此背景下，傳統(tǒng)的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)策略已經(jīng)不能滿足用戶需求。主要體現(xiàn)在服務(wù)發(fā)現(xiàn)的效率降低和服務(wù)發(fā)現(xiàn)精度不高等方面。如何面向用戶需求進一步提高服務(wù)發(fā)現(xiàn)的精度和效率成為當前Web服務(wù)研究領(lǐng)域的重要課題。鑒于此，本文提出了一種基于服務(wù)簇頭的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)策略，對基于服務(wù)簇頭的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)環(huán)節(jié)進行了闡述，給出了Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)預(yù)處理方法，對Web服務(wù)的聚類方法、Web服務(wù)簇頭構(gòu)建方法、Web服務(wù)的Petri網(wǎng)建模方法、服務(wù)簇頭的組合方法、服務(wù)查找方法進行了詳細闡述。最后給出了模擬仿真實驗，實驗證明本文方法在Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理方面具有較為明顯的優(yōu)勢。

2 服務(wù)發(fā)現(xiàn)總體設(shè)計

本節(jié)對基于服務(wù)簇頭的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計思想進行闡述。為了提高服務(wù)發(fā)現(xiàn)的效率和精度，主要進行如圖1所示的工作流程及Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)步驟。

由圖1可知，本文給出的服務(wù)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理流程主要包括七個步驟。第一步是Web服務(wù)形式化定義;第二步是Web服務(wù)語義標注;第三步是Web服務(wù)聚類;第四步是Web服務(wù)簇頭的Petri網(wǎng)建模;第五步是Web服務(wù)簇頭集的Petri網(wǎng)建模;第六步是基于Petri網(wǎng)模型的服務(wù)組合庫構(gòu)建;第七步是面向用戶需求的服務(wù)發(fā)現(xiàn)策略。

本文所述的服務(wù)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理思想是，通過對Web服務(wù)進行形式化描述，實現(xiàn)對實際Web服務(wù)實物的抽象，為進行基于計算機技術(shù)的信息處理創(chuàng)造條件;通過對Web服務(wù)進行語義標注，實現(xiàn)了對Web服務(wù)描述的統(tǒng)一，為實現(xiàn)基于統(tǒng)一語義的服務(wù)檢索及發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造條件，進而提高服務(wù)發(fā)現(xiàn)精度。通過對Web服務(wù)進行聚類，實現(xiàn)Web服務(wù)簇的構(gòu)建。通過構(gòu)建Web服務(wù)簇，實現(xiàn)了對功能相同或相似服務(wù)的服務(wù)聚集，能夠?qū)崿F(xiàn)縮減服務(wù)發(fā)現(xiàn)基數(shù)，提高服務(wù)發(fā)現(xiàn)效率的效果。

2 實驗

鑒于目前還沒有統(tǒng)一的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)測試平臺與測試數(shù)據(jù)，本文利用Vs2010軟件構(gòu)建了適合本文方法的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)實驗平臺。為了增強本文技術(shù)方法的優(yōu)越性的展示力度，特引入文獻12中的方法。下面對平臺的搭建、實驗步驟的設(shè)計及實驗結(jié)果的獲取與分析進行闡述。

在Vs2010中按照定義1給出的Web服務(wù)形式化定義構(gòu)建800個Web服務(wù)。然后利用算法1進行Web服務(wù)語義標注;按照算法2進行Web服務(wù)的聚類;按照算法3構(gòu)建Web服務(wù)簇頭集合;按照算法4構(gòu)建Web服務(wù)簇頭集的形式化模型;按照算法5 構(gòu)建Web服務(wù)組合庫;按照定義8給出的用戶需求形式化定義構(gòu)建80個用戶需求;按照算法6 給出的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)策略實現(xiàn)面向用戶需求的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)。VS2010的主要運行界面如圖2所示。

3 結(jié)語：鑒于目前Web服務(wù)成海量化發(fā)展的實際情況，為了提高Web服務(wù)的發(fā)現(xiàn)精度及效率。本文提出了一種基于Web服務(wù)簇頭的服務(wù)發(fā)現(xiàn)策略。本文綜合及優(yōu)化了當前Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)的先進理念及方法，形成了Web服務(wù)語義標注、Web服務(wù)聚類、Web服務(wù)簇頭構(gòu)建、Web服務(wù)形式化建模、Web服務(wù)組合庫構(gòu)建等環(huán)節(jié)的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理過程。并給出了面向用戶需求的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)策略。本策略的特點是先基于服務(wù)簇進行服務(wù)發(fā)現(xiàn)，進而基于Web服務(wù)組合庫進行服務(wù)發(fā)現(xiàn)。實驗證明本文方法提高了服務(wù)發(fā)現(xiàn)的效率及發(fā)現(xiàn)精度，具有一定的技術(shù)優(yōu)越性。下一步是對Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)形式化建模進行拓展，利用形式化模型分析技術(shù)，實現(xiàn)對Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)的深度優(yōu)化。

參考文獻：

[1]顧志峰， 李涓子， 胡建強等. Web服務(wù)之間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的建模與應(yīng)用[J]. 計算機學(xué)報， 2008， 31（8）：1309-1318.

[2]胡丹琴. 基于Web服務(wù)組合的商務(wù)流程管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 成都：電子科技大學(xué)， 2009.

作者簡介：趙淑芳（1979-），女，碩士，山東曲阜人，主要研究方向：數(shù)據(jù)挖掘、計算機網(wǎng)絡(luò)安全。

實驗室開放項目《基于安卓移動平臺的醫(yī)院門診預(yù)約掛號系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)》，項目編號：2018SYKF11。