淺議基于動態(tài)語義的web服務(wù)描述

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1、復(fù)旦大學(xué)博士學(xué)位論文基于動態(tài)語義的web服務(wù)描述姓名：江志雄申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：計算機軟件與理論指導(dǎo)教師：錢樂秋20080410摘要語義Web服務(wù)是將語義Web技術(shù)和Web服務(wù)技術(shù)結(jié)合起來，引入本體來增強對Web服務(wù)的語義描述，使得Web服務(wù)的描述成為機器可讀和可理解，并利用語義的推理技術(shù)使Web服務(wù)的發(fā)現(xiàn)、組合和激發(fā)等行為高度自動化。當(dāng)前的語義Web服務(wù)描述語言對服務(wù)的動態(tài)語義信息描述不足，缺乏對復(fù)雜Web服務(wù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和行為約束的刻畫，無法提供對服務(wù)動態(tài)行為和時序特性的推導(dǎo)。復(fù)雜的Web服務(wù)的行為經(jīng)常是持續(xù)交

2、互的過程，這種復(fù)雜的Web服務(wù)不是一步就可以完成的，它們要保持與其他Web服務(wù)或請求者進(jìn)行持續(xù)交互，不斷根據(jù)交互過程中的一系列中間狀態(tài)做出反應(yīng)，其反應(yīng)行為常常要依賴執(zhí)行當(dāng)中的中間狀態(tài)，表現(xiàn)出時序特性。當(dāng)描述這樣的(組合)服務(wù)或應(yīng)用系統(tǒng)時，關(guān)注點不僅僅是簡單地根據(jù)輸入信息直接計算出輸出的信息，而是關(guān)注這些(組合)服務(wù)是如何交互的，交互過程是如何根據(jù)產(chǎn)生的中間狀態(tài)進(jìn)行計算的。服務(wù)的規(guī)約不僅要說明在初始和最終狀態(tài)中所需要保持的斷言，而且也要描述中間狀態(tài)，這些中間狀態(tài)對于服務(wù)的下一步執(zhí)行決策非常重要。為了使Web服務(wù)的發(fā)現(xiàn)、

3、組合和驗證等行為高度自動化和準(zhǔn)確化，需要一種語義Web服務(wù)描述語言，支持豐富的Web服務(wù)規(guī)約描述，既能精確描述Web服務(wù)的相關(guān)領(lǐng)域知識的靜態(tài)語義，同時又能刻畫Web服務(wù)的狀態(tài)變化、時序特性等動態(tài)語義，深入描述Web服務(wù)的各個方面，從而為服務(wù)的發(fā)現(xiàn)、組合等相關(guān)任務(wù)提供堅實的語義基礎(chǔ)。本文中我們提出了一種描述框架來支持豐富的語義描述，以便更好地支持精確的Web服務(wù)的發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確的服務(wù)組合等任務(wù)。1．在Web服務(wù)的語義描述框架方面，針對單純的靜態(tài)語義信息描述存在的不足，對OWL．S的過程模型進(jìn)行了動態(tài)語義信息描述能力的擴充，

4、提出了Web服務(wù)語義描述語言O(shè)WL．DS，給出Preconditions和Efffects的明確語法定義，按照傳統(tǒng)描述邏輯的語義解釋給出了基于狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換的Web服務(wù)的動態(tài)語義解釋。提出了三種基本推導(dǎo)服務(wù)：可執(zhí)行性(Executability)、可投射性(Projection)和一致性(Consistence)。OWL．DS具有描述W曲服務(wù)的動態(tài)和靜態(tài)語義知識的描述能力。2．基于OWL．DS的Web服務(wù)描述，定義了Web服務(wù)之間的語義匹配計算，。并根據(jù)語義匹配計算定義了豐富的匹配關(guān)系，為基于豐富語義的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)

5、和組合奠定了的基礎(chǔ)。同時將OWL．DS的語義匹配計算問題轉(zhuǎn)化為傳統(tǒng)描述邏輯的合取查詢蘊含問題，以復(fù)用成熟的描述邏輯系統(tǒng)來支持語義匹配計算。3．在OWL．DS對動態(tài)語義的描述基礎(chǔ)上，針對復(fù)雜Web服務(wù)的時序特性，第1頁摘要進(jìn)一步對過程模型進(jìn)行了擴充，增加了特征謂詞Assumption和Commitment，用于對Web服務(wù)的時序特性進(jìn)行描述，擴充得到描述語言O(shè)WL·TDS。OWL-TDS描述中的特征謂詞Preconditions、Effects用于刻畫web服務(wù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移，Assumption、Commitment用于

6、描述web服務(wù)的持續(xù)交互特性。4．提出了一種OWL．TDS到邏輯程序的轉(zhuǎn)換方法，定義了相應(yīng)的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將OWL．TDS描述轉(zhuǎn)換成邏輯程序，將三個基本推導(dǎo)方法問題轉(zhuǎn)換為邏輯程序的應(yīng)答集的計算問題，證明了OWL．TDS基本推導(dǎo)方法與應(yīng)答集之間的對應(yīng)關(guān)系，以便利用現(xiàn)有的邏輯程序系統(tǒng)(如SMODLE、DLV)來支持OWL．TDS的服務(wù)描述和推導(dǎo)，從而可以確保我們的方法可以有效地應(yīng)用于服務(wù)發(fā)現(xiàn)、組合、規(guī)劃等的自動化工作中。關(guān)鍵詞：語義Web服務(wù)，服務(wù)描述，動態(tài)語義，語義匹配，時序特性，推理服務(wù)，邏輯程序分類號：TP31第1l頁

7、AbstractCurrentlythesemanticwebiScombinedwiththewebservicestechnologiestodescribeservicesinanunambiguousandmachineinterpretableway．Thus，semanticreasoningtechniquesCanbeusedtosupportautomatedWebservicediscovery,invocationandcompositionofwebservices．However,thecu

8、rrentwebservicedescriptionlanguagesproposedbyacademicandindustrialresearchersforspecificationofWebserviceallsufferfromthelackoftheirabilitytoprovideconstructsandconceptsthat