从传统Web服务到多维度语义模型的Web服务转换方法技术

本发明专利技术涉及Web服务技术领域，为提高语义Web服务描述模型的可用性，实现对现有WSDL描述的Web服务的语义化。本发明专利技术采用的技术方案是，从传统Web服务到多维度语义模型的Web服务转换方法，包括如下步骤：1)从WSDL描述的服务文档中获取功能语义：2)从WSDL描述的服务文档中获取上下文语义；3)通过调用该Web服务，按照MSDL规范定义Web服务的性能语义，多维度语义模型的性能语义描述了该服务的质量属性；4)从WSDL描述文档获取服务的时空语义；5)从WSDL描述文档获取服务的技术语义；6)按照MSDL规范定义Web服务的交互语义。本发明专利技术主要应用于Web服务技术。

【技术实现步骤摘要】
从传统Web服务到多维度语义模型的Web服务转换方法
本专利技术涉及Web服务
，具体来说，涉及从传统Web服务到多维度语义模型的Web服务转换方法。
技术介绍
Web服务是一种基于Web环境的具有自适应、自描述、模块化并具有良好互操作能力的应用程序。随着互联网上Web服务的持续增加，以服务为中心的互联网正在悄然形成。目前，已有的Web服务绝大部分是使用WSDL(WebServicesDescriptionLanguage)描述，这些传统的Web服务都缺乏充足的语义信息，影响了服务发现和服务组合的结果，并使得自动的服务组合产生困难。因此，很有必要给现有的Web服务添加缺失的语义信息。为了实现语义Web服务，一方面的研究致力于对现有WSDL描述的Web服务进行语义扩展，试图从现有的Web服务中提取语义信息，通过使用本体中机器可理解的元数据标注服务资源描述的各种概念。如METEOR-S语义标注框架通过对Web服务描述文档中的XMLSchema和本体进行转化，再对其进行匹配，并选出最优的匹配作为标注结果。但是此类方法的自动化程度还不够高，并且扩展的语义也有限制。另一方面的研究致力于提出语义Web服务的描述规范。由于语义Web服务的描述是Web服务有关操作或处理的基础，因此，在服务开发阶段通过本体描述服务，使Web服务在底层就具备语义信息，从根本上消除服务交互处理间的异质或歧义性，为服务的互操作提供语义基础。目前已经提出了多种语义Web服务描述模型，如基于本体的Web语言服务(OWL-S)，Web服务模型本体(WSMO)，轻量级服务语义描述(WSMO-lite)，语义Web服务本体(SWSO)，SOA参考模型，WSDL语义标注(SAWSDL)和通用语义服务描述语言(USDL)等，其中前五种模型都抛弃了现有的WSDL(WebServicesDescriptionLanguage)架构；而SAWSDL和USDL是在WSDL基础上，使用本体概念对WSDL文档添加语义信息。以上技术对实现语义Web服务提出了不同的解决方案，但是仍然存在如下的问题：1)现有的Web服务进行语义扩展的方法完全建立在传统Web服务的架构上，对于服务的语义扩展程度及能力很有限，绝大部分的扩展算法只是增加了服务的功能语义，但缺乏其他方面的语义，如服务的上下文语义。2)现有的Web服务描述规范尽管提出了一种新的Web服务描述语言，极大地增强了Web服务的语义信息，但它们都抛弃了传统Web服务语言WSDL的结构，且没有提出相应的方法来弥补WSDL语言和语义Web服务语言之间的差异。3)现有的Web服务语义模型各不统一，存在描述方式的差异。如由于服务提供者之间、以及服务提供者与用户之间缺少对Web服务共同的语义约束，妨碍了Web服务之间的互操作以及服务的发现和组合的效率。针对以上问题，有必要提出一个语义Web服务模型来弥补WSDL语言和语义Web服务语言之间的差异，同时，不仅要考虑Web服务简单的功能方面的语义，还应该从多个角度考虑Web服务的语义，如Web服务的时空和上下文等语义信息，以及Web服务的交互语义，并且实现从传统Web服务到该语义Web服务模型的Web服务转换。
技术实现思路
本专利技术旨在解决克服现有技术的不足，Web服务的多维度语义模型通过Web服务多维度语义描述语言(MultidimensionalSemanticDescriptionLanguage，MSDL)规范了Web服务的定义，MSDL能够兼容基于语义的WSDL。Web服务的多维度语义模型不仅包含Web服务的功能语义，还包含Web服务的时空、上下文、服务关系等语义信息。本专利技术旨在提高语义Web服务描述模型的可用性，实现对现有WSDL描述的Web服务的语义化。本专利技术采用的技术方案是，从传统Web服务到多维度语义模型的Web服务转换方法，包括如下步骤：1)从WSDL描述的服务文档中获取功能语义，多维度语义模型的功能语义是指调用Web服务能够实现的功能，主要包括了四个部分：服务目标(Goal)，服务输入(Input)，服务输出(Output)以及服务约束(Constraint)，由巴克斯范式(1)给出：<FunSem>∷＝<Goal><Input><Output><Constraint>{″and″|″or″|″not″}(1)1-1由WSDL文档中的操作信息获取Web服务的目标，将WSDL中的<operation>元素的操作名称及描述信息，按照MSDL关于服务目标的规范，提取出Web服务的目标；多维度语义模型的Web服务的目标使用行为(Behavior)和意图(Intention)组成的动宾短语来描述，如巴克斯范式(2)所示，Behavior表示操作针对于某意图进行的行为和动作，用某领域表示意图相关行为的概念集合Bn表示，如式(3)所示，Intention是操作的意图，通过本体的概念(Concept)、属性(Attribute)或者实例(Instance)来描述Web服务的意图，如式(4)所示；<Goal>∷＝<Behaviour><Intention>(2)<Behaviour>∷＝B1″or″B2″or″…″or″Bn(3)<Intention>→Concept|Instance|Attribute(4)1-2由WSDL文档中的输入和输出参数获取多维度语义服务的输入和输出，将WSDL中的<input>元素和<output>元素中的参数名称信息，按照MSDL关于服务输入和输入的规范，提取出Web服务的输入和输出，多维度语义模型中，服务的输入和输出作为功能的重要组成部分，由本体的概念、属性或者实例进行描述，如式(5)(6)所示；<Input>→Concept|Instance|Attribute(5)<Output>→Concept|Instance|Attribute(6)1-3由WSDL文档中的服务和操作的描述获取Web服务约束，将WSDL中的<service>元素的服务描述信息，以及<operation>元素的操作描述信息，按照MSDL的关于服务约束的规范，提取出Web服务的约束，多维度语义模型中，Web服务约束对服务功能进行限定和说明，用原子谓词Ci，i＝1，2，…，m，表示一个具体的功能约束，多个原子谓词通过逻辑符“and”连接，如式(7)所示；<Constraint>∷＝C1″and″C2″and″…″and″Cm(7)2)从WSDL描述的服务文档中获取上下文语义。多维度语义模型中，上下文信息包括了服务所属领域(Domain)，服务提供商(Provider)以及服务的标签(Tag)，如式(8)所示，其中，服务所属领域在式(9)中被列举出，服务可能会属于不同的领域，Provider描述了Web服务的提供商信息，如公司或组织名称，根据WSDL描述文档中的输入和输出信息，按照MSDL关于服务领域的规范，定义多维度语义Web服务的领域；根据WSDL描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从传统Web服务到多维度语义模型的Web服务转换方法，其特征是，包括如下步骤：1)从WSDL描述的服务文档中获取功能语义，多维度语义模型的功能语义是指调用Web服务能够实现的功能，主要包括了四个部分：服务目标(Goal)，服务输入(Input)，服务输出(Output)以及服务约束(Constraint)，由巴克斯范式(1)给出：∷＝{″and″|″or″|″not″}    (1)1‑1由WSDL文档中的操作信息获取Web服务的目标，将WSDL中的元素的操作名称及描述信息，按照MSDL关于服务目标的规范，提取出Web服务的目标；多维度语义模型的Web服务的目标使用行为(Behavior)和意图(Intention)组成的动宾短语来描述，如巴克斯范式(2)所示，Behavior表示操作针对于某意图进行的行为和动作，用某领域表示意图相关行为的概念集合Bn表示，如式(3)所示，Intention是操作的意图，通过本体的概念(Concept)、属性(Attribute)或者实例(Instance)来描述Web服务的意图，如式(4)所示；∷＝    (2)∷＝B1″or″B2″or″…″or″Bn    (3)→Concept|Instance|Attribute    (4)1‑2由WSDL文档中的输入和输出参数获取多维度语义服务的输入和输出，将WSDL中的元素和元素中的参数名称信息，按照MSDL关于服务输入和输入的规范，提取出Web服务的输入和输出，多维度语义模型中，服务的输入和输出作为功能的重要组成部分，由本体的概念、属性或者实例进行描述，如式(5)(6)所示；→Concept|Instance|Attribute    (5)→Concept|Instance|Attribute    (6)1‑3由WSDL文档中的服务和操作的描述获取Web服务约束，将WSDL中的元素的服务描述信息，以及元素的操作描述信息，按照MSDL的关于服务约束的规范，提取出Web服务的约束，多维度语义模型中，Web服务约束对服务功能进行限定和说明，用原子谓词Ci，i＝1，2，…，m，表示一个具体的功能约束，多个原子谓词通过逻辑符“and”连接，如式(7)所示；∷＝C1″and″C2″and″…″and″Cm    (7)2)从WSDL描述的服务文档中获取上下文语义，多维度语义模型中，上下文信息包括了服务所属领域(Domain)，服务提供商(Provider)以及服务的标签(Tag)，如式(8)所示，其中，服务所属领域在式(9)中被列举出，服务可能会属于不同的领域，Provider描述了Web服务的提供商信息，如公司或组织名称，根据WSDL描述文档中的输入和输出信息，按照MSDL关于服务领域的规范，定义多维度语义Web服务的领域；根据WSDL描述文档中的元素，提取targetNamespace属性，按照MSDL关于服务提供商的规范，定义多维度语义Web服务的提供商；通过服务的来源网站上的 服务标签获取服务的标签，或根据服务的功能语义手动添加服务的标签；∷＝    (8)→Travel|Education|Medical|Food|Communication|Economy|Weapons|Geography|Simulation|…    (9)3)通过调用该Web服务，按照MSDL规范定义Web服务的性能语义，多维度语义模型的性能语义描述了该服务的质量属性，包括如式(10)所示的六个部分；∷＝    (10)∷＝    (11)∷＝    (12)∷＝    (13)∷＝    (14)∷＝    (15)∷＝    (16)→General|Medium|Advanced    (17)3‑1计算服务的响应时间(ResponseTime)，由数字表示，如巴克斯范式(11)所示，服务s对应的操作op的响应时间等于发送请求到接受响应信息的间隔时间，是该服务操作的处理时间Tprocess和服务传输时间Ttrans之和，由公式(18)给出：qrt(s，op)＝Tprocess(s，op)+Ttrans(s，op)    (18)3‑2计算调用服务的花费(Price)，包括了服务请求者要执行操作的费用，如巴克斯范式(12)所示；3‑3计算服务的可访问性(Availability)，如巴克斯范式(13)所示，可访问性是指在一段时间内服务可被访问的概率，由公式(19)给出：qav(s)＝Ta(s)/θ    (19)其中，Ta(s)是在θ时间段内服务s可以被访问的总的时间；3‑4计算服务的可靠性(Reliability)，如巴克斯范式(14)所示，可靠性是指在最大预期时间内，请求被正确响应的概率，由公式(20)给出：qrel(s)＝Nc(s)/K    ...

【技术特征摘要】
1.一种从传统Web服务到多维度语义模型的Web服务转换方法，其特征是，包括如下步骤：1)从WSDL描述的服务文档中获取功能语义，多维度语义模型的功能语义是指调用Web服务能够实现的功能，包括了四个部分：服务目标Goal，服务输入Input，服务输出Output以及服务约束Constraint，由巴克斯范式(1)给出：＜FunSem>∷＝＜Goal>＜Input>＜Output>＜Constraint>{"and"|"or"|"not"}(1)1-1由WSDL文档中的操作信息获取Web服务的目标，将WSDL中的<operation>元素的操作名称及描述信息，按照多维度语义描述语言MSDL(MultidimensionalSemanticDescriptionLanguage)关于服务目标的规范，提取出Web服务的目标；多维度语义模型的Web服务的目标使用行为Behavior和意图Intention组成的动宾短语来描述，如巴克斯范式(2)所示，Behavior表示操作针对于某意图进行的行为和动作，用某领域表示意图相关行为的概念集合Bn表示，如式(3)所示，Intention是操作的意图，通过本体的概念Concept、属性Attribute或者实例Instance来描述Web服务的意图，如式(4)所示；＜Goal>∷＝＜Behaviour>＜Intention>(2)＜Behaviour>∷＝B1"or"B2"or"…"or"Bn(3)＜Intention>→Concept|Instance|Attribute(4)1-2由WSDL文档中的输入和输出参数获取多维度语义服务的输入和输出，将WSDL中的<input>元素和<output>元素中的参数名称信息，按照MSDL关于服务输入和输入的规范，提取出Web服务的输入和输出，多维度语义模型中，服务的输入和输出作为功能的重要组成部分，由本体的概念、属性或者实例进行描述，如式(5)(6)所示；＜Input>→Concept|Instance|Attribute(5)＜output>→Concept|Instance|Attribute(6)1-3由WSDL文档中的服务和操作的描述获取Web服务约束，将WSDL中的<service>元素的服务描述信息，以及<operation>元素的操作描述信息，按照MSDL的关于服务约束的规范，提取出Web服务的约束，多维度语义模型中，Web服务约束对服务功能进行限定和说明，用原子谓词Ci，i＝1,2,…,m，表示一个具体的功能约束，多个原子谓词通过逻辑符“and”连接，如式(7)所示；＜Constraint>∷＝C1"and"C2"and"…"and"Cm(7)2)从WSDL描述的服务文档中获取上下文语义，多维度语义模型中，上下文信息包括了服务所属领域Domain，服务提供商Provider以及服务的标签Tag，如式(8)所示，其中，服务所属领域在式(9)中被列举出，服务可能会属于不同的领域，Provider描述了Web服务的提供商信息，包括公司或组织名称，根据WSDL描述文档中的输入和输出信息，按照MSDL关于服务领域的规范，定义多维度语义Web服务的领域；根据WSDL描述文档中的<definitions>元素，提取targetNamespace属性，按照MSDL关于服务提供商的规范，定义多维度语义Web服务的提供商；通过服务的来源网站上的服务标签获取服务的标签，或根据服务的功能语义手动添加服务的标签；＜ConSem>∷＝＜Domain>＜Provider>＜Tag>(8)＜Domain>→Travel|Education|Medical|Food|Communication|Economy|Weapons|Geography|Simulation|…(9)3)通过调用该Web服务，按照MSDL规范定义Web服务的性能语义，多维度语义模型的性能语义描述了该Web服务的质量属性，包括如式(10)所示的六个部分；＜PerSem>∷＝＜ResponseTime>＜Price>＜Availability>＜Reliability>＜Throughput>＜Security>(10)＜ResponseTime>∷＝＜Number>(11)＜Price>∷＝＜Number>(12)＜Availability>∷＝＜Number>(13)＜Reliability>∷＝＜Number>(14)＜Throughput>∷＝＜Number>(15)＜Security>∷＝＜Degree>(16)＜Degree>→General|Medium|Advanced(17)3-1计算服务的响应时间ResponseTime，由数字表示，如巴克斯范式(11)所示，服务s对应的操作op的响应时间等于发送请求到接受响应信息的间隔时间，是该Web服务操作的处理时间TProcess和服务传输时间Ttrans之和，由公式(18)给出：qrt(s,op)＝TProcess(s,op)+Ttrans(s,op)(18)3-2计算调用服务的花费Price，包括了服务请求者要执行操作的费用，如巴克斯范式(12)所示；3-3计算服务的可访问性Availability，如巴克斯范式(13)所示，可访问性是指在一段时间内服务可被访问的概率，由公式(19...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯志勇，张祯，陈世展，胡小草，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12