語(yǔ)義Web服務(wù)技術(shù)研究綜述

戴淑晴　孫陽(yáng)　孫蒙

摘要：近年來(lái)，隨著信息化的發(fā)展，人們對(duì)信息技術(shù)的需求產(chǎn)生了強(qiáng)烈的依賴。文章主要對(duì)語(yǔ)義Web服務(wù)做了系統(tǒng)的介紹，所采用的技術(shù)，服務(wù)組合，服務(wù)匹配方法，以及一些常用的匹配計(jì)算方法。

關(guān)鍵詞：語(yǔ)義Web，服務(wù)組合，匹配計(jì)算方法

0 引言

信息化時(shí)代的到來(lái)，解決了我們很多的問(wèn)題，于是萬(wàn)維網(wǎng)（world Wide Web，簡(jiǎn)稱web）誕生了。Web服務(wù)是一種基于可編程的web應(yīng)用程序，它是自描述、自包含、自獨(dú)立、低耦合的、平臺(tái)獨(dú)立的。在形形色色龐大的數(shù)據(jù)中，快速找到用戶有用的信息，將是未來(lái)我們要面臨和解決的一個(gè)難題。Web服務(wù)依據(jù)其服務(wù)描述方式劃分，大體經(jīng)歷了基于關(guān)鍵字、基于語(yǔ)法和基于語(yǔ)義這三個(gè)階段。然而，基于關(guān)鍵字的服務(wù)是根據(jù)關(guān)鍵字進(jìn)行查找匹配，返回含有大量關(guān)鍵字的結(jié)果，其中含有很多不相關(guān)的內(nèi)容，與我們想要得到的信息匹配率比較低，很難快速地得到你需要的信息；基于語(yǔ)法的主要是對(duì)用戶比較方便，但是計(jì)算機(jī)的識(shí)別能力和判別能力不夠，達(dá)不到精準(zhǔn)的搜索結(jié)果；基于語(yǔ)義的服務(wù)是在搜索過(guò)程中對(duì)其添加了描述方式以及邏輯關(guān)系，使得計(jì)算機(jī)容易匹配處理信息，查詢到的信息匹配度較高。

1 簡(jiǎn)介

萬(wàn)維網(wǎng)之父蒂姆·貝納斯-李（Tim Berners-Lee）于2001年提出了語(yǔ)義Web，在2006年，他在普林斯頓大學(xué)演講中公開表示，最初把這種智能網(wǎng)絡(luò)命名為語(yǔ)義網(wǎng)是不夠準(zhǔn)確的，更貼切的應(yīng)該是數(shù)據(jù)網(wǎng)。語(yǔ)義web不僅是具有語(yǔ)義信息的，并且是能夠理解語(yǔ)義信息的互聯(lián)網(wǎng)。

Web服務(wù)是一套標(biāo)準(zhǔn)，是建立可互操作的分布式應(yīng)用程序的一個(gè)新平臺(tái)，這套標(biāo)準(zhǔn)定義了應(yīng)用程序如何在web上實(shí)現(xiàn)互操作性，它可以基于任何語(yǔ)言和任何平臺(tái)上，通過(guò)Web服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些服務(wù)進(jìn)行查詢和訪問(wèn)，為跨平臺(tái)的互操作奠定了基礎(chǔ)。語(yǔ)義web會(huì)根據(jù)人的思維，把數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分解，更準(zhǔn)確的獲得人們想要的信息，代替人的一些智能化的網(wǎng)絡(luò)，使得它更具人性化、智能化。

2 語(yǔ)義Web服務(wù)的技術(shù)描述

Web服務(wù)和語(yǔ)義網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，使計(jì)算機(jī)更容易被理解，但是，服務(wù)的語(yǔ)義描述問(wèn)題是現(xiàn)今面臨的核心問(wèn)題，也就是如何更好的描述才能使服務(wù)具有更準(zhǔn)確的語(yǔ)義性。語(yǔ)義Web服務(wù)運(yùn)用描述邏輯以及邏輯推理，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)義Web服務(wù)的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、自動(dòng)組合、自動(dòng)監(jiān)視和自動(dòng)恢復(fù)等功能。目前語(yǔ)義Web服務(wù)的描述語(yǔ)義有以下幾種：OWL-S、WSMO、SAWSDL、SWSO、DSD和SWSF等。

OWL-S是Darpa推出的新一代基于OWL的語(yǔ)義Web服務(wù)描述標(biāo)準(zhǔn)，OWL-S是引領(lǐng)目前語(yǔ)義Web服務(wù)的潮流，用描述邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)其推理。基于OWL-S的服務(wù)描述是為服務(wù)這幾個(gè)問(wèn)題的，為用戶提供怎樣的功能、如何使用服務(wù)和如何與服務(wù)進(jìn)行交互。其對(duì)應(yīng)的三部分可以分別對(duì)應(yīng)解決以上問(wèn)題：ServiceProfile，ServiceModel和ServiceGrounding。WSMO最初是由歐洲研究組織DERI實(shí)驗(yàn)室和Oracle共同提出的，是基于WSMF的一個(gè)用一階邏輯表示的Web服務(wù)的概念模型，并且對(duì)WSMF進(jìn)行了擴(kuò)充。WSMO提供了一個(gè)概念性框架和語(yǔ)義的形式語(yǔ)言來(lái)描述Web服務(wù)的相關(guān)方面，為語(yǔ)義web提供了本體論的核心因素。WSMO由Goals，Ontology，Web Services和Mediators這四部分的內(nèi)容組成。另外，SAWSDL利用本體概念對(duì)已有的Web服務(wù)描述標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行語(yǔ)義標(biāo)注和關(guān)聯(lián)。SAWSDL是基于最初的WSDL，所以SAWSDLRCWSDL的兼容性比較高，而且易實(shí)現(xiàn)。

3 語(yǔ)義Web服務(wù)匹配方法

Web服務(wù)匹配的關(guān)鍵和前提任務(wù)是服務(wù)的發(fā)現(xiàn)，主要是研究用戶請(qǐng)求的服務(wù)和已經(jīng)發(fā)布的服務(wù)之間的匹配程度，更多的研究在于服務(wù)的相似度和精準(zhǔn)度上。語(yǔ)義Web服務(wù)匹配還應(yīng)該做到查詢的精準(zhǔn)度和全面性，查詢到的結(jié)果還應(yīng)該做到靈活性，以便服務(wù)之間融會(huì)貫通，同時(shí)，提高組合的成功率。

基于語(yǔ)義信息的服務(wù)匹配中，一般按照語(yǔ)義服務(wù)匹配的個(gè)數(shù)劃分，可以分為單服務(wù)匹配和多服務(wù)組合匹配，單服務(wù)匹配又包括基于概念本體邏輯關(guān)系匹配和相似度的兩種服務(wù)匹配。

對(duì)于概念本體獲取其相似度的匹配，在兩個(gè)本體之間具有影響相似度因素的關(guān)系大小，來(lái)判斷服務(wù)匹配的相似度。而確定相似度度量函數(shù)以及如何判定此相似度度量函數(shù)的優(yōu)劣是其實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。它是根據(jù)概念本體之間的邏輯推理來(lái)實(shí)現(xiàn)其匹配關(guān)系，并且利用服務(wù)邏輯描述樹的方法，來(lái)描述服務(wù)狀態(tài)的變化，也就是服務(wù)接口所需要的特定輸入（Input/I）、產(chǎn)生的輸出（Output/O）、在此之前可能需要的前置條件（PFeeondition/P）以及完成之后產(chǎn)生的效果（Effeet/E），簡(jiǎn)稱IOPE，來(lái)實(shí)現(xiàn)基于概念本體邏輯關(guān)系的服務(wù)匹配。

多服務(wù)的組合能夠滿足用戶更廣泛更復(fù)雜的需求，利用服務(wù)的可重用性，把多個(gè)web服務(wù)組合形成一個(gè)新的服務(wù)，供用戶靈活方便地使用。比較常見的一種分類方法是將服務(wù)組合分為top-down，bottom-up和混合式三種；另外，也有一種將web服務(wù)分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方式，它是根據(jù)其實(shí)現(xiàn)手段進(jìn)行分類的，動(dòng)態(tài)相對(duì)于靜態(tài)來(lái)說(shuō)，比較難以實(shí)現(xiàn)，它在執(zhí)行時(shí)調(diào)用服務(wù)并且進(jìn)行組合，而靜態(tài)是在執(zhí)行之前就被指定了它可能用到的服務(wù)。當(dāng)前使用的服務(wù)，常使用混合式服務(wù)組合匹配，它汲取了top-down，和bottom-up的優(yōu)點(diǎn)，既能保證用戶的需求，另外又能充分發(fā)揮已發(fā)布的服務(wù)的應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，通過(guò)學(xué)術(shù)界的努力，語(yǔ)義web服務(wù)走在了技術(shù)的前沿，日漸成熟的Web技術(shù)在很多領(lǐng)域已經(jīng)取得了不可小覷的成就。語(yǔ)義web服務(wù)不僅僅在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域具有一定的成就，而且在未來(lái)的各個(gè)領(lǐng)域都具有巨大的應(yīng)用前景。通過(guò)基于本體的各種匹配方法，使得Web服務(wù)的匹配達(dá)到更精準(zhǔn)更匹配的效果。在未來(lái)的研究中，學(xué)術(shù)界一定會(huì)站在巨人的肩膀上尋求到更好的服務(wù)匹配方法，這將是勢(shì)在必得的成就。