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(kuò)大，傳統(tǒng)的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)策略已經(jīng)不能滿(mǎn)足用戶(hù)需求，如何面向用戶(hù)需求進(jìn)一步提高服務(wù)發(fā)現(xiàn)的精度和效率成為當(dāng)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(duì)基于服務(wù)簇頭的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行了闡述，給出了模擬仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)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(shì)，能夠在當(dāng)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(lèi)

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(yuǎn)端軟件程序的本地化調(diào)用。如信息查詢(xún)服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)付費(fèi)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(jìn)行定義，利用SOAP（Simple Object Access Protocol）協(xié)議進(jìn)行信息傳輸。實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)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(jìn)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(kāi)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(duì)服務(wù)發(fā)現(xiàn)的文獻(xiàn)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(lèi)。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(hù)輸入的查詢(xún)關(guān)鍵字后，在服務(wù)集中進(jìn)行關(guān)鍵字匹配，通過(guò)關(guān)鍵字的相似度匹配實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)的發(fā)現(xiàn)。此技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是，算法較為簡(jiǎn)練，易于部署。二是基于聚類(lèi)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(guò)程相似的Web服務(wù)整合為一個(gè)小規(guī)模的數(shù)據(jù)整體。在進(jìn)行服務(wù)發(fā)現(xiàn)時(shí)，通過(guò)判斷用戶(hù)需求的特點(diǎn)，在已經(jīng)聚類(lèi)的服務(wù)簇中進(jìn)行服務(wù)查詢(xún)。此方法的優(yōu)勢(shì)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(yǔ)義的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法。其主要思想是，通過(guò)構(gòu)建基于語(yǔ)義的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)環(huán)境，提高服務(wù)發(fā)現(xiàn)的識(shí)別度，進(jìn)而提高服務(wù)發(fā)現(xiàn)的精確度，最大化的滿(mǎn)足用戶(hù)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(lái)，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(kuò)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(diǎn)。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(mǎn)足用戶(hù)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(hù)需求進(jìn)一步提高服務(wù)發(fā)現(xiàn)的精度和效率成為當(dāng)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(duì)基于服務(wù)簇頭的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)環(huán)節(jié)進(jìn)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(duì)Web服務(wù)的聚類(lèi)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(jìn)行了詳細(xì)闡述。最后給出了模擬仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)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(shì)。

2 服務(wù)發(fā)現(xiàn)總體設(shè)計(jì)

本節(jié)對(duì)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(jì)思想進(jìn)行闡述。為了提高服務(wù)發(fā)現(xiàn)的效率和精度，主要進(jìn)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(gè)步驟。第一步是Web服務(wù)形式化定義;第二步是Web服務(wù)語(yǔ)義標(biāo)注;第三步是Web服務(wù)聚類(lèi);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(kù)構(gòu)建;第七步是面向用戶(hù)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(guò)對(duì)Web服務(wù)進(jìn)行形式化描述，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際Web服務(wù)實(shí)物的抽象，為進(jìn)行基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的信息處理創(chuàng)造條件;通過(guò)對(duì)Web服務(wù)進(jìn)行語(yǔ)義標(biāo)注，實(shí)現(xiàn)了對(duì)Web服務(wù)描述的統(tǒng)一，為實(shí)現(xiàn)基于統(tǒng)一語(yǔ)義的服務(wù)檢索及發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造條件，進(jìn)而提高服務(wù)發(fā)現(xiàn)精度。通過(guò)對(duì)Web服務(wù)進(jìn)行聚類(lèi)，實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)簇的構(gòu)建。通過(guò)構(gòu)建Web服務(wù)簇，實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(shí)驗(yàn)

鑒于目前還沒(méi)有統(tǒng)一的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)測(cè)試平臺(tái)與測(cè)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(shí)驗(yàn)平臺(tái)。為了增強(qiáng)本文技術(shù)方法的優(yōu)越性的展示力度，特引入文獻(xiàn)12中的方法。下面對(duì)平臺(tái)的搭建、實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的獲取與分析進(jìn)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(gè)Web服務(wù)。然后利用算法1進(jìn)行Web服務(wù)語(yǔ)義標(biāo)注;按照算法2進(jìn)行Web服務(wù)的聚類(lèi);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(kù);按照定義8給出的用戶(hù)需求形式化定義構(gòu)建80個(gè)用戶(hù)需求;按照算法6 給出的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)策略實(shí)現(xiàn)面向用戶(hù)需求的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)。VS2010的主要運(yùn)行界面如圖2所示。

3 結(jié)語(yǔ)：鑒于目前Web服務(wù)成海量化發(fā)展的實(shí)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(dāng)前Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)的先進(jìn)理念及方法，形成了Web服務(wù)語(yǔ)義標(biāo)注、Web服務(wù)聚類(lèi)、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(kù)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(guò)程。并給出了面向用戶(hù)需求的Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)策略。本策略的特點(diǎn)是先基于服務(wù)簇進(jìn)行服務(wù)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而基于Web服務(wù)組合庫(kù)進(jìn)行服務(wù)發(fā)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)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(duì)Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)形式化建模進(jìn)行拓展，利用形式化模型分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)的深度優(yōu)化。

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作者簡(jiǎn)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全。

實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)目《基于安卓移動(dòng)平臺(tái)的醫(yī)院門(mén)診預(yù)約掛號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》，項(xiàng)目編號(hào)：2018SYKF11。