具有多QoS約束的Web服務發(fā)現(xiàn)關鍵技術研究
本文選題:Web服務 + Web服務流程。 參考:《華北電力大學》2014年碩士論文
【摘要】:隨著Web技術的迅猛發(fā)展,現(xiàn)代軟件系統(tǒng)已經(jīng)朝著分布式、跨軟硬件平臺、松耦合的方向發(fā)展。軟件應用系統(tǒng)需要采取更加靈活的開發(fā)和配置方式以適應不斷變化的環(huán)境。為了實現(xiàn)靈活的軟件應用開發(fā)和配置方式,面向服務的體系結構應運而生。Web服務作為一個相對獨立的軟件功能實體不僅可以被靈活地開發(fā)、部署和調用,而且被作為下一代應用集成系統(tǒng)的范型,已經(jīng)廣泛地應用于電子商務、電子政府、企業(yè)應用集成系統(tǒng)中。近幾年來,隨著科學計算技術的飛速發(fā)展,基于Web服務的工作流管理系統(tǒng)已經(jīng)從傳統(tǒng)的基于任務控制流發(fā)展為面向數(shù)據(jù)的工作流。較傳統(tǒng)的面向控制流的工作流程而言,面向數(shù)據(jù)的工作流中每個任務結點仍舊是Web服務,但是更側重于服務之間的數(shù)據(jù)傳遞。因此,面向數(shù)據(jù)的工作流系統(tǒng)更適應用于大規(guī)?茖W計算和數(shù)據(jù)分析任務。例如,基因組計算,地球科學、天文計算等。 然而,當前面向數(shù)據(jù)工作流檢索的研究沒有充分挖掘工作流用戶的特征和需求,整個檢索過程需要熟悉相關計算機理論和技術,用戶不得不學習一些流程查詢語言來實現(xiàn)他們的目的。除此之外,當前的工作流檢索也沒有充分考慮流程中任務/服務結點的語義信息?紤]到面向數(shù)據(jù)工作流工作在一個開放、異構的分布式平臺上,不同的服務提供商可以提供功能相似命名不同的服務,這為流程檢索帶來困難。因此,基于語義的面向數(shù)據(jù)工作流檢索是解決開放環(huán)境下流程語義異構性的有效方法。最后,當前檢索方法也沒有考慮到用戶檢索的服務質量需求,如服務響應速度、服務成本、服務能耗,等等。 本文將研究基于面向數(shù)據(jù)的Web服務流程發(fā)現(xiàn)技術。首先提出一種基于圖結構的形式化表示方法以建模具有語義和可變時間約束的面向數(shù)據(jù)的Web服務工作流程,為后續(xù)研究提供基礎理論模型。采用本體語言描述工作流中服務結點功能、輸入輸出數(shù)據(jù)類型等語義信息。語義、約束、輸入輸出信息等等構成了面向數(shù)據(jù)的Web服務的多種服務質量特性(QoS)。其次,提出一個用于具有多QoS約束的面向數(shù)據(jù)的Web服務流程語義檢索的統(tǒng)一框架。該檢索框架無縫地結合了Web服務流程中的語義信息和結構信息。再次,探索基于該形式化模型給出一種基于距離度量的相似度比較方法,并給出檢索排序策略。最后,通過仿真實驗驗證本方法的有效性和高效性。 本項目研究將為面向數(shù)據(jù)的Web服務流程檢索提供新方法、新線索和新思路,將有助于提升海量科學計算的自動化水平,特別對于當前科學工作流研究、促進科學計算和數(shù)據(jù)分析加速發(fā)展有非常重要的現(xiàn)實意義和學術意義。
[Abstract]:With the rapid development of Web technology, modern software systems have developed towards distributed, cross-software and hardware platforms, loosely coupled. Software applications need more flexible development and configuration to adapt to the changing environment. In order to realize flexible software application development and configuration, the service-oriented architecture emerges as the times require. As a relatively independent software functional entity, Web services can not only be flexibly developed, deployed and called. As the next generation application integration system, it has been widely used in electronic commerce, electronic government and enterprise application integration system. In recent years, with the rapid development of scientific computing technology, workflow management system based on Web services has developed from traditional task-based control flow to data-oriented workflow. Compared with the control flow oriented workflow, each task node in the data-oriented workflow is still a Web service, but it focuses more on the data transfer between the services. Therefore, the data-oriented workflow system is more suitable for large-scale scientific computing and data analysis tasks. For example, genome computing, earth science, astronomical computing, and so on. However, the current research on data workflow retrieval has not fully excavated the characteristics and requirements of workflow users, and the whole retrieval process needs to be familiar with relevant computer theory and technology. Users have to learn some process query languages to achieve their goals. In addition, the current workflow retrieval does not fully consider the semantic information of the task / service node in the process. Considering that data-oriented workflow works on an open and heterogeneous distributed platform, different service providers can provide similar functions and naming different services, which brings difficulties to process retrieval. Therefore, semantic oriented data workflow retrieval is an effective method to solve the semantic heterogeneity of process in open environment. Finally, the current retrieval methods do not take into account the quality of service requirements, such as service response speed, service cost, service energy consumption, and so on. This paper will study the technology of Web service flow discovery based on data. Firstly, a formal representation method based on graph structure is proposed to model data-oriented Web services workflow with semantic and variable time constraints, which provides a basic theoretical model for further research. Semantic information such as service node function, input and output data type in workflow are described by ontology language. Semantics, constraints, input and output information and so on constitute the QoS characteristics of data-oriented Web services. Secondly, a unified framework for semantic retrieval of data-oriented Web service processes with multiple QoS constraints is proposed. The retrieval framework seamlessly combines semantic and structural information in Web service processes. Thirdly, a similarity comparison method based on distance measurement is proposed based on the formal model, and the retrieval ranking strategy is given. Finally, the effectiveness and efficiency of the method are verified by simulation experiments. The research of this project will provide new methods, new clues and new ideas for data-oriented Web service process retrieval, which will help to improve the automation level of massive scientific computing, especially for the current scientific workflow research. It is of great practical and academic significance to accelerate the development of scientific calculation and data analysis.
【學位授予單位】:華北電力大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:TP393.09
【共引文獻】
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,本文編號:2013700
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