（计算机软件与理论专业论文）应用语义网构建web服务推荐系统.pdf

重庆大学硕士学位论文 中文摘要 摘要 万维网正在由网页集合转变为彼此作用的服务集合，w e b 服务为电子商务的 进一步发展( 尤其是b 2 b 模式) 提供了一种契机。然而随着w e b 服务的发展也显 现出了一些急待解决的问题。例如服务之间互操作性的实现基础之一是基于服务 功能的自动搜索推荐能力，但当前基于u d d i 和w s d l 的w e b 服务查找技术仅使 用一些语法信息而非语义信息，不能满足服务功能匹配计算及推荐的需求。这本 质上是一个语义问题，因为我们需要从所提供的服务，“告和所请求的服务表示之 间提取出语义信息，计算这二者的语义相似度。论文采用了先前己趋成熟的语义 网技术和推荐系统技术来匹配服务请求和广告j 提出了一个同时以语义、语法相 似度计算为中心的w e b 服务推荐系统模型，设计实现了一个实例系统一 s e r v i c e s e e k ，并进行了实验数据分析。论文的主要研究内容如下： ( 1 ) 论文对现有w e b 服务查找技术( u d d i 和w s d l ) 进行了分析研究，分 析了其不能应用于服务自动查找的原因，以及现有使用过程中的缺陷；论文重点 分析了能使字符具有意义( m e a n i n g ) 的语义网技术，说明了对其引用的原因和意义： 论文对推荐系统这种个性化服务技术进行了分类讨论，研究了其不能简单应用于 w e b 服务动态查找及推荐的原因，探讨可为论文所用的一些设计思想。该部分的 研究对把握国际上有关的最新技术具有重要意义。 ( 2 ) 论文提出了一个基于语义网技术进行w e b 服务推荐的新模型，其核心思 想是：对w e b 服务请求者发出的服务查询，先根据输入输出匹配算法构造一个粗 选集，再进行语法匹配和语义匹配过程，合并结果集再降序推荐给w e b 服务请求 者。这种模型的优点在于：输入输出匹配算法能首先筛选出输入、输出参数的数 量和类型能满足服务请求的粗选集，从而有效降低系统计算量；对于服务名称、 服务描述等属性，语义匹配算法能允许用户进行模糊查询，包括错误拼写、不完 全拼写等，为请求者的使用带来极大方便；语法匹配能跟据概念之间的语义相似 度，挑选出距离请求者输入概念最近的服务广告记录，免除了请求者“文海捞针”、 “文不对题”的麻烦。论文模型还就服务质量( q o s ) 的时间、可靠性和价格三方 面提出了一个简便的初评算法，帮助请求者从服务执行角度来选择w e b 服务。 ( 3 ) 论文作者设计了一个s e r v i c e s e e k ! w e b 服务推荐系统，该实例系统采用 w e b s p h e r es t u d i oa p p l i c a t i o nd e v e l o p e r 和d b 2 平台进行开发，用j 2 e e 技术有效 实现了论文提出的推荐模型，。其包括：进行w e b 服务查询和推荐的s e r v i c e m a t c h 模块：验证概念之间语义相似度的c o n c e p t m a t c h 模块：起基础作用的服务编辑 s e r v i c e e d i t 模块。沦文还进行了实验数据分析，验证了模型设计思想的j f 确性。 重庆大学硕士学位论文 中文摘要 论文借鉴了基于内容推荐系统的设计思想，采用语义网技术来挖掘请求者输 入和已有w e b 服务记录之间的联系，并用连续值降序表示出柬，克j i l t 现有u d d i 基于关键词的简单语法匹配布尔查询的不足，论文设计的语法推荐模块也因具有 模糊查询功能而具有优势。该模型的研究，在w e b 服务智能推荐领域进行了有益 的探索，具有一定的研究价值。 关键词：w e b 服务，语义网，推荐系统，语法匹配，语义匹配，服务质量 i i 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 a b s t r a c t a l o n gw i t ht h ea p p e a r a n c eo fw e bs e r v i c e ，t h ew o r l dw i d ew e b i s d e v e l o p i n g f r o mac o l l e t i o no fp a g e si n t oac o l l e t i o no fs e r v i c e s i tp r o m i s e sab r i g h tf u t u r ef o r e - c o m m e r c e ，e s p e c i a l l yf o rb 2 be c o i m t i c e c c h o w e v e r , t h e r ee m e r g es o m eu n s o l v i n g p r o b l e m sw i t ht h ea p p l i c a t i o no f w e bs e r v i c ea c t i n ga so b s t a c l e so f p o p u l i z a t i o no f t h i s p r o m i s i n gt e c h n o l o g y , a m o n gt h a ta u t o m a t i c a l l yi n t e l l i g e n t r e c o m m e n d a t i o no fw e b s e r v i c es h o u l db e p r o p e r l ys e t t l e d c o n s i d e r i n gt h e i ro w r lc a p a b i l i t e s ，w ec a n n o tr e l yo i l t h eu d d io rt h ew s d l t e c h n o l o g yt oi m p l e m e n tt h et a s k a si t i se s s e n t i a l l yam a t t e r o fs e m a n t i c s , t h ep r o c e s so f e x a c t i n gt h es e m a n t i ci n f o r m a t i o nf o r s e r v i c e r e q u e s t e r s q u e r i e sa n ds e r v i c ep r o v i d e r sa d v e r t i s e m e n t si s n e e d e ds o 弱t om a k ei tp o s s i b l et o c o m p u t et h es i m i l a r i t y b e t w e e naq u e r ya n daa d v e r t i s e m e n t b a s e do nt h et h e t e c h n o l c l g i e so fs e m a n t i cw e ba n dr e c o m m e n d e rs y s t e m ，t h i sp a p e rp r o p o s e df l n e w m o d e lt or e c o m m e n dw e bs e r v i c ea c c o r d i n gt ot h em a t c h i n g sb e t w e e nu s s e r sr e q u e s t a n dp r o v i d e r sa d v e r t i s e m e n t ad e m os y s t e m ，s e r v i c e s e e k ! ，i sd e v e l o p e db a s e dw h i c h e x p e r i m e n t a ld a t aa n a l y s i s i sp r o c e s s e d t h e f o l l o w i n g i st h em a i nc o n t e n to f t h e p a p e r ： ( 1 ) t h i sp a p e re x p l o r e dt h ec u r r e n tw e bs e r v i c es e a r c ht e c h n o l o g i e ss u c ha s u d d ia n dw s d l ，i n v e s t i g a t i n gt h e i rs t r e n g t h sa n dw e a k n e s s e s t h e nt h es e m a n t i cw e b t e c h n o l o g y i si n t r o d u c e dw h i c hc a n m a k i n g t h ec h a r a c t e r s c o m p u t e r sp r o c e s s m e a n i n g f u l ，a n di t i se x p o u n d e dt h a tw h yw es h o u l du t i l i t ei t m o r e o v e r , t h ew i d e l y a p p l i e dt e c h n o l o g y o fr e c o m m e n d e rs y s t e mi sc l a s s i f i e da n dd e e p l yi n v e s t i g a t e d ， d i s c u s s i n gh o w t om a k eu s eo fi t sd e s i g ni d e a s t h i sp a r to fs t u d yi si m p o r t a n tf o r m a s t e r i n g t h el a s tt e c h n o l o g i e sd e v e l o p m e n tt r e n d ( 2 ) i nt h i sp a p e r , a s y s t e ma r c h i t e c t u r e f o rw e bs e r v i c er e c o m m e n d a t i o nb a s e do n s e m a n t i cw e bi sp r o p o s e d ，w h o s ek e yi d e ai s ：a f t e rt h es y s t e ma c c e p t saw e bs e r v i c e r e q u e s t e r sq u e r y , ar o u g hs e ti sc o n s t r u c t e db y i o m a t c hm o d u l e t h e ns y n r n a t i cm a t c h a n ds e m a n t i cm a t c ha r ei n d e p e n d e n t l yc o n d u c t e d ，w h o s er e s u l ts e t sa r ec o m b i n e da n d t h et o pnr e c o r d si sr e c o m m e n d e dt ot h er e q u e s t e r t h ea d v a n t a g e so ft h i ss y s t e m i n c l u d e ：t h eb u i l d i n go ft h er o u g hs e tb yi o m a t c hc o u l dd e c r e a s et h ec o m p u t a t i o nt a s k ； t h es y n m a t i cm a t c hm a k ei ta v a i l a b l ef o r r e q u e s t e r st oc o n d u c taf u z zq u e r y , t o l e r a t i n g r e q u e s t e r sm i s s p e l l i n ga n di n c o m p l e t es p e l l i n g ；t h es e m a n t i cm a t c h i n gs e l e c t t h e c l o s e s ts e r v i c er e c o r d sb a s e do ns e m a n t i cs i m i l a r i t ys oa st or e l e a s er e q u e s t e r sf r o m h e a v y w o r k l o a d w h a t sm o r e ，t h ep a p e rd e v i s eae v a l u a t i o na l g o r i t ht or a t et h eq u a l i t y 重庆大学硕士学位论文英文摘要 o fs e r v i c ea c c o r d i n gt oi t se x e c u t i n g t i m e ，r e l i a b i l i g ya n dp r i c e ( 3 ) s e r v i c e s e e k ! w e bs e r v i c er e c o m m e n d e rs y s t e mi sa na p p l i c a t i o ns y s t e mb u i l d b y j 2 e e t e c h n o l o g y , d e v e l o p e d o ni b m sw e b s p h e r es t u d i oa p p l i c a t i o n d e v e l o p e r a n d d b 2p l a t f o r m s t h e a p p l i c a t i o n i n c l u d e st h r e em a i nf u n c t i o n s ：t h es e r v i c e m a t c h a c c e p t sq u e r ya n d r e c o m m e n d s s e r v i c e s ；t h ec o n c e p t m a t e bv e r i f i e ss e m a n t i cs i m i l a r i t y b e t w e e nt w oc o n c e p t s ；a n dt h es e r v i c e e d i te d i t s i n gw e bs e r v i c er e c o r d i n g b a s e do n s e r v i c e s e e k ，e x p e r i m e n td a t ai sc o l l e c t e da n da n a l y s e d t h i sd e s s e r t a t i o ne x p l o i tt h ea d v a n t a g e so fc o n t e n t - b a s e dr e c o m m e n d e r s y s t e ma n d s e m a n t i cw e b ，e n h a n c i n gt h eq u a l i t yo f w e bs e r v i c eq u e r ya n d p r o v i d i n gh i g he f f i c i e n c y f o rs e r v i c er e q u e s t e s t h es t u d yi nt h i sp a p e ri si m p o r t a n c et oi n t e l l i g e n t l yr e c o m m e n d r e q u e s t e r sw i t l ls a t i f y i n gw e bs e r v i c e s k e y w o r d s ：w e bs e r v i c e , s e m a n t i cw e b ，r e c o m m e n d e r s y s t e m ，s y n t a c t i cm a t c h i n g ， s e m a n t i c m a t c h i n g ，q u a l i t y o f s e r v i c e i v 重庆人学硕十学位论文 l 绪论 1绪论 1 1 问题提出和研究意义 w e b 服务在万维网上提供了一种站点之间动态信息交换的新模式。这一技术 突破对电子商务领域显得尤其重要，因为它为商务活动提供了一种更快、更高效 的执行手段。同时，也提出了如下急待解决的问题：w e b 服务应能被应用程序自 动搜索、推荐给用户，进而w e b 服务之间能自动查找、选择、集成，最终彼此协 作完成一项复杂的用户任务。目前，对此方面的研究还处于第一阶段，即如何自 动推荐w e b 服务给用户，免除用户手工查找的烦琐。 目前已有技术均不能用于根据服务功能特点进行的服务搜索及推荐过程，例 如基于x m l 的s o a p 和w s d l 标准是被设计用来描述详细的服务信息交换机制 和每个服务的接口信息的，而另一个基于x m l 的标准u d d l 是作为商业实体 及其w e b 服务的注册中心使用，其通过诸如名称，地址等物理属性来描述商q k 实 体及其服务。其中服务的描述还可能涉及名叫t m o d e l 的一组属性，用以引入w s d l 描述标准或n a i c s 分类标准以更好地说明一个w e b 服务。但总体上，因u d d l 并不是用来描述服务功能的，也就不能用它来实现自动搜索推荐服务的任务。 以上所有基于x m l 的方法都有一个共同的特点，即没有显式的语义信息：两 个相同的x m l 描述可能根据不同的用户、不同的场合而具有完全不同的意思。这 正是它们不能用于服务功能匹配的主要原因，因为这种匹配必须在语义层次上进 行。因为服务请求者和服务提供者的只是结构、观察视角不同，所以我们不能指 望本该达成一项服务调用协议的双方都在网上登记提交一条相同的服务描述信 息。服务请求和服务广告这二者之间总会存在着一些偏差。例如一位提供者推出 一项财经新闻服务，而同时有一位请求者需要找到一项股票报价服务，匹配算法 就要能够使用已有的世界知识来理解、计算服务广告和服务请求之间的匹配程度， 从广告库中提取出最接近( 或比较接近) 用户需求的服务记录提交给用户。接下 来的工作就是服务请求者从得到的这一组候选集中挑选出自己合适的候选合作伙 伴，与对方进一步联系，直至达成服务调用协议。 论文选题也是针对这一问题展开了一系列分析和设计。系统设计是在对w e b 服务本身功能特点、现有u d d i 和w s d l 技术的分析基础上进行的。为了实现 w e b 服务的自动搜索和推荐，系统引入了语义网技术，在分析w 曲服务特点的基 础上提出一个服务描述模型，再提出一系列匹配算法从多个方面进行服务请求与 服务广告之间的相似度计算，选择最符合用户需求的前n 个服务记录提交给用户。 论文选题具有如下学术和使用意义： 重庆大学硕士学位论文1 绪论 ( 1 ) 实现w e b 服务的智能动态查找。相对于目前w c b 服务提出后的手 ：u d d i 或w s d l 查找，如果我们能研究出实现w e b 服务的智能动态查找原理，并使得执行 任务的机器能够理解数据的意义，那么例如查找等基本任务、任务完成质量以及 任务的可交互性就可以得到极大的改善。这要求所设计的系统具有自主性、面向 目标性、可通信性，而且还能够从先前的交互和经验中学习。以适用于实现众多 用户纷繁多样的w 曲服务动态查找需求。 ( 2 ) 尝试基于知识的推荐系统构建。虽然对于知识的表示究竟该采取哪一种 方法这一问题，学术界还有很多争议，但是对于某一特定应用领域，总可以采取 一种有效的方法，完整地描述w e b 服务的功能信息和非功能信息，将w e b 服务用知 识提供给智能代理和其它任何智能程序，在此基础上进行推荐。 ( 3 ) 为语义网探求一个真正有效的应用领域。自语义网这个概念被提出以来， 长期都存在一个困扰学术界的难题，即应该为语义网寻找一个什么样的适用领域。 但随着w e b 服务思想的引入，打开了语义网的应用之门，使其在长期的理论研究的 基础之上有了实践机会。 ( 4 ) 设计关于w e b 服务描述的查询用户界面。在动态查找、b 服务这个过程 中，是通过友好的用户界面来帮助用户构建其查询需求，因此如何表示满足用户 个性化需求的查询界面，如何将推荐的w e b 服务呈现给用户等都是需要研究的问 题。 ( 5 ) 克服目前w e b 服务查找的诸多缺陷。不论是u d d i 手工查找，还是i b m 、 m i c r o s o f t 和a r i b a 联合提交w 3 c 的w s d l 即w e b 服务描述语言，都是描述w e b 服务的功能信息的，例如关于w e b 服务的什( w h a t ) 、何处( w h e r e ) 和如何( h o w ) 这些信息的，而对于谁( w h o ) 、为什a - ( w h y ) 等先于服务使用技术信息的服务选择 信息却没有提及，而这却是w e b 服务动态查找的首要问题。在w e b 服务尚未大蹙 涌现的今天来研究这个问还具有重要的前瞻性意义。 ( 6 ) 扩展推荐系统的应用领域。推荐系统的宗旨是迎合了“个性化”、“以 人为本”的思想潮流。但是它目前还主要应用于电子商务和文档推荐领域。而随 着w c b 服务的曰益普及，在该领域也存在着巨大的社会需求。因为w e b 服务的 迅速发展也提出了搜索和比较服务的机械化支持的需求，若能在推荐系统中运用 机器可处理的语义信息则可有力支持这一需求。 ( 7 ) 给w e b 服务用户带来使用方便性及增强u d d i 的生命力。这等同于电 子商务推荐系统给消费者带来购物的方便并提高销售业绩、增强电子商务网站生 命力的道理，若是用户需要花费大量时间选取一个w c b 服务，且选择的正确性不 高，那么该u d d i 就很难受到用户欢迎并存活下来。 ( 8 ) 通过推荐系统，增强w e b 服务的普及性。目前，w e b 服务在国内甚至是 重庆大学硕士学位论文1 绪论 国外还是一个新名词，很多应用系统的用户还不清楚为什么要使用w e b 服务。通 过推荐系统人性化、个性化的工作，可以向用户展示丰富精彩的w e b 服务世界。 1 2 w 色b 服务技术 1 2 1w e b 服务的引入 w 3 c 在x m l 协议中指出：现在万维网的主要用途是交互访问文档和应用程 序。几乎所有的访问都是用户通过w e b 浏览器、音频播放器或其它交舅：式前端进 行的。如果w e b 被扩展以支持应用程序间的通信，它将在相当程度上加强功能， 扩大活动范围。由此可以看出，b 2 b 比b 2 c 更具有潜力，更值得我们关注。 i b m 在h t t p ：w w w 4 i b m c o m s o f i w a r e s o l u t i o n s w e b s e r v i c e s p d f w s c a p d f 中提 出了如下定义：w e b 服务是一种接口，它描述了一组操作，可以使用标准的x m l 消息传递技术，经由网络访问这些操作，可以完成指定的任务或任务组。目前关 于w e b 服务的一些演示业务已经出现了：x m o t h o d s n e t 网站为f e d e x 提供包裹跟 踪、货币兑换和加州公路路况查询：集成工具厂商c a p ec l e a rs o f t w a r e 提供机场天 气状况信息；c o n t i n e n t a la i r l i n e s 公司提供航班情况信息；a c t i v e s t a t e 公司提供股 票行情数据。另外，微软的h a i l s t o r m 项目就是提供各类w e b 服务的计划【l i 。还例 如j e t b l u e 希望在不久能够用w e b 服务把供应商，比如燃料公司，同自己的内部系 统连接起来，使得诸如购买飞机燃料等商业事务处理变得更加简单和有效。 w e b 服务涉及三种角色( 服务请求者、服务提供者和服务注册中心) 、三种操 作( 发布、查找和绑定) ，参见下图。 图1 1 面向服务的体系结构 f i g1 1 s e r v i c eo r i e n t e da r c h i t e c t u r e 首先，我们来看看这三个角色的定义： 重庆大学硕士学位论文1 绪论 ( 1 ) 服务提供者( s e r v i c ep r o v i d e r ) 负责创建服务描述，将服务描述发布到 一个或多个服务注册中心，并接收来自一个或多个服务请求者的w e b 服务调用信 息。服务提供者可以是任何公司，这些公司是一些可经由网络访问的w e b 服务的 宿主。在服务请求者和服务提供者之间，服务提供者可被近似视为是“客户一服 务器”关系中的服务器方。 ( 2 ) 服务请求者( s e r v i c er e q u e s t e r ) 查找发布在一个或多个服务注册中心的 服务描述，并利用服务描述，绑定或调用由服务提供者提供的w e b 服务。w e b 服 务的任何消费者都可以被认为是服务请求者。在服务请求者和服务提供者之间， 服务请求者可以视为是“客户一服务器”关系中的客户方。 ( 3 ) 服务注册中心( s e r v i c er e g i s t r y ) ，服务提供者可在注册中心发布服务描 述，中心负责为其作宣传，并允许服务请求者搜索服务注册中心所包含的服务描 述集合。注册中心的作用可理解为服务请求者和服务提供者之间的中介。 然后，再来看看s o a 中的三个操作： ( 1 ) 发布( p u b l i s h ) 操作是一种服务注册或服务宣传行为。它起着服务注册 中心与服务提供者之间的合同作用。当服务提供者在注册中心发布其w e b 服务描 述后，注册中心就将此w e b 服务的详情通报给w e b 服务请求者团体。 ( 2 ) 查找( f i n d ) 操作是发布操作的逻辑对偶。查找操作是服务请求者与服 务注册中心之间的合同。用查找操作，服务请求者陈述搜索标准，如服务的类型 及其它方面，如服务质量保证等等。注册中心将根据查找标准，在所发布的w e b 服务描述集合中进行匹配。查找操作的结果是与查找标准相匹配的一组服务描述。 ( 3 ) 绑定( b i n d ) 操作体现了服务请求者与服务提供者之间的“客户一服务 器”关系。绑定操作可以是十分复杂和动态的，如基于服务描述，动态生成客户 方代理，用于调用w e b 服务；也可以是非常静态的模型，开发者对客户应用程序 调用w e b 服务的方式，进行手工编码。 这三方的交互过程可大致分为以下四个步骤： 1 对于提供者向注册中心提供的关于w e b 服务功能的广告，注册中心依次将 其存储以备将来只用。 2 当一个服务请求者决定需要一个w e b 服务来解决自己所遇到问题时，他向 注册中心发出一个编辑好了的用户需求以描述他所需要的服务类型。这罩的关键 是，发出需求的服务请求者并不具备注册中心中已有w e b 服务的任何知识( 如功 能知识) ，其用以描述需求的全部信息只能来源于其要解决的问题本身。 3 注册中心比较收到的用户需求和已有的w e b 服务记录，确定哪些在线的w e b 服务能提供服务请求者所期望的功能，把这些w e b 服务作为待选项提交给服务请 求者。 4 重庆大学硕士学何论文 1 绪论 4 展后，由请求者选出最能满足其需求的w e b 服务，开始与该服务的提供者 磋商，以调用该w e b 服务解决自己遇到的问题。 r e q u e s t e rr e g i s t r y p r o v i d e r 占 p r o b l e m s o l v e d 图1 2w e b 服务交互协议 f i g1 2 w e bs e r v i c ei n t e r a c t i o np r o t o c o l 举例来说，某家软件开发商开发了一套计算外汇兑换率的w e b 服务软件，它 可以在任何一家w e b 服务注册中心登记入册，包括这项服务的内容、对象、收费 标准、技术信息、服务限制等等。任何对这项服务感兴趣的公司或个人，都可以 通过w e b 服务注册中心查找，并通过i n t e m e t 来调用这项服务。从w e b 服务的角 度看，一个用户或程序如果需要使用w e b 服务，它必须先找到所需要的服务内容 描述，然后才能与这个服务建立绑定的关系。只有确定了绑定关系后，w e b 服务 的用户或程序才能使用这项服务。一个软件开发商如果需要提供w e b 服务，它必 须先发布它的服务信息，这样爿能够被其它公司或程序查询并使用。 下面，我们再来分析一下w e b 服务与其它分布式技术的区别。 重庆大学硕士学位论文i 绪论 c o m ( c o m p o n e n to b j e c tm o d e l ) ，d c o m ( d i s t r i b u t e dc o m ) ，和c o m + 是微软 公司的技术，仅限于w i n d o w s 平台。r m i 仅限于j a v a 语言。而c o r b a ( c o m m o n o b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ) 是与平台无关的，与w e b 服务最为相似。但是 二者也有一些区别，见下表2 1 。其最主要不同在于c o r b a 是紧耦合技术，互相不 定能操作；而w e b 服务是一种松耦合技术，彼此能相互操作。 表1 1c o r b a 与w e b 服务的比较 t a b l e l 1 c o m p a r i t i o n b e t w e e n c o r b a a n d w e b s e r v i c e 特点c o r b aw e b 服务 数据模型对象模型s o a p 消息交换模霉! ! 客户机服务器耦台紧耦合松耦合 传参传引用或传值仅传值 类型检查静态和运行时检奄，或仅运行时检查仅运行时检查 状态有状态无状态无关联 穿越防火墙w o r ki np r o g r e s s 使月jh t t p8 0 端口 服务发现 c o r b a n a m i n g t r a d i n g 服务 u d d i 通信模式单向，双向同步或双向异步 双向同步 支持语言有i d l 绑定的任何语言任何语言 当然，w e b 服务也有自己的缺点，与d c o m 和r m i 相比w e b 服务的性能就 比较低。 1 2 2w e b 服务查找的基础 w e b 服务采用标准的、形式化的x m l 概念进行描述，称之为服务描述。服务 描述提供了与该服务进行交互所必须的所有细节，包括消息格式( 即操作的细节) 、 传输协议和位置。 为什么需要服务描述呢? 服务描述是服务请求者查找( 含自动查找) 服务注 册的基础，在u d d l 查找的最后结果就是获得服务描述。服务提供者也需要服务描 述来告诉服务请求者如何调用w e b 服务。服务描述应用于w e b 服务查找阶段，如 图1 1 所示。 良定义的服务描述应该包括功能层次和非功能层次两大部分3 1 。功能层次描述 了w e b 服务的细节，包括如何调用以及何时调用等，而非功能层次则仅是提供其 它细节，以便于服务请求者有选择性地调用w e b 服务。如下表所示： 重庆大学硕士学位论文1 绪论 表1 2 服务描述层次图 t a b l e l 2 h i e r a r c h y o f s e r v i c e d e s c r i p t i o n s 问题服务描述栈层次 谁( w h o 】非功能描述( 非功能层次) 什么( w h a t )服务接口( 功能层次) 何处( w h e r e )服务实现( 功能层次) 为什z 、( w h y )非功能描述( 非功能层次) 如何( h o w )服务接口( 功能层次) 显然，在非功能层次的描述没有得到解决之前，执行功能层次描述的操作是 不可取的。 目前所开发的w e b 服务多数是供企业内部使用的。其中的多数又是带有实验 性质，只有一部分是满足具体商务需求和解决具体问题的。雨这些w e b 服务多数 的用户都存在于同一个企业之中，对这些用户而言手工地发现和使用w e b 服务是 最高效的方案。 在未来几年，w e b 服务会稳定发展、广泛应用，支持更大程度的企业之间和 企业内部的集成。而对于节省人力能自动发现w e b 服务系统的需求也会逐渐增加 起来。这也是u d d i 存在的原因。但是，除非w e b 服务的用户预先确切知道w e b 服务的w s d l 的意义，依靠u d d i 、w s d l 和粗略的业务描述是不足以支持w e b 服务的自动发现和使用的【4 】。 1 2 3w s d l 原理及其不足 要自动查找w e b 服务，就必须拥有一种工f 式描述服务调用的接口和位置的方 法。i b m 、m i c r o s o r 和a r i b a 联合提交w 3 c ( 万维网联盟) 的w s d l 即w e b 服务描 述语言，提供了一种解决方法。目前w s d l 正在审议当中。 w s d l 描述的是调用某个w e b 服务的详细信息。w s d l 描述说明的是以下三 个基本属性： 服务做些什么服务所提供的操作( 方法) ； 如何访问服务数据格式详情以及访问服务操作的必要协议； 服务位于何处有特定的协议决定的网络地址，如u r l 。【3 l 但是，w s d l 只包括了服务描述的较低层次，即服务接口的原始技术描述。 这是一种功能描述( 定义了消息的目的地、消息的语法以及如何使用协议和编码 方案) ，而在此之前最好还有非功能描述( 为什么服务请求者应该调用这个w e b 服 务) 。例如，这个w e b 服务提供了哪些商务功能? w e b 服务的质量如何? 服务提供 者的安全策略，是否能够为请求者保密等等。 7 重庆大学硕士学位论文1 绪论 w s d l 是一个x m l 文档，说明了一个w e b 服务做什么、位于哪里和如何调 用这三个问题。其包括t y p e 、m e s s a g e 、o p e r a t i o n 、p o r tt y p e 、b i n d i n g 、p o r t 和 s e r v i c e 这七种元素。 但是即使是使用w s d l ，不同人对同一一服务的说明方法也是不同的，我们看 下面一个例子。有两个关于天气预报w 曲服务的w s d l 文档： f i g1 3 a nw s d lf i l ea b o u ta i r p o r tw e a t h e rf o r e c a s t 图1 4 全球天气预报w e b 服务w s d l 文档 f i g1 4 a nw s d lf i l ea b o u tw o r l dw e a t h e rf o r e c a s t 重庆大学硕士学位论文1 绪论 在第一个文档的作者使用了s t r i n g 类型定义了一系列天气指标，如l o c a t i o n , w i n d ，s k y , t e m p ，h u m i d 等等。而第二个文档的作者却是使用了在本w s d l 中自定义 的一系列数据类型来表达天气指标，例如w i n d 这个数据类型。 就算第二个w s d l 文档的作者又花费不少时问赋予这些数据结构以语义，但 因为这些语义是局限于本w s d l 文档的，所以不可能为其他人或其它w e b 服务所 共享，自然就不能做到w e b 服务的机械化查找与推荐。 可见w s d l 的优点是w e b 服务提供者可以自主、灵活地定义说明自己的w e b 服务的特点，但它的缺点也恰恰在于此，既是它没有语义，其意义不能为机器所 理解就不能由机器推荐给需要它的用户。 与基于内容的文档推荐系统( c o g e n tb a s e dr e c o m m e n d e rs y s t e mf o r d o c u m e n t s ) 做一个比较就可以说明这一点。在此种推荐系统中，文档既是被推荐 的物品又是该物品的特征描述，所以众多这样的系统都是从文档中提取关键词再 与用户兴趣描述做相似度匹配做出推荐的。之所以能够这样做的原因是物品的特 征描述相对于请求者或提供者总是一致的。而在利用w s d l 文档推荐w e b 服务的 过程中，被推荐的物品( w e b 服务) 与该物品的特征描述( w s d l ) 却分离了，服 务提供者可以为一个w e b 服务构造出多个w s d l 文档对其进行描述，对同一 w s d l 文档不同服务请求者也会得出不同的理解。 而本系统所使用的语义网技术就能够解决这一问题。 1 3 手动查找的u d d i 1 3 1u d d i 概述 u d d i ( u n i v e r s a ld e s c r i p t i o n ，d i s c o v e r ya n di n t e g r a t i o n ) 日1 统一描述、发现和集 成协议。u d d i 是未来电子商务的基石，它使得商业实体能够快速、方便、迅捷地 发现现存的或潜在的商业伙伴，并与之进行交易。i b mu d d i 的网址是 h t t p ：w w w i b m c o m s e r v i c e u d d i ，微软的u d d i 地址是h t t p ：u d d i m i c r o s o f t c o r n ，我 们也可以经由h t t p ：w w w u d d i o r g 访问所有操作者节点。虽然u d d i 注册中心的一 项早期需求就是要实现智能搜索，但目前u d d i 的发展证明其最好应用于手动查 找”。 u d d i 商业注册中心的目的是在w w w 上提供一个商业发现平台。服务发现 能够对不同厂家开发的不同技术接口的相关技术信息进行发布和定位。你可以发 现并确定某个服务的用途和使用方法、同时使用特定类型的w e b 服务完成一次连 接并从中获益。 构成商业注册的信息包括四种数据结构类型【5 1 。这种根据信息类型的划分为快 9 重庆人学硕士学位论文1 绪论 速定位和理解构成商业注册的不同信息提供了一种简单的划分方法。下表列出了 这四种核心信息类型： 表1 - 3 商业注册信息的数据结构类型 t a b l e l 3d a t as t r u c t u r et y p e si nb u s i n e s sr e g i s t r a t i o n 数据结构类型作用 l b u s i n e s s e n t i t y发布服务信息的商业实体的详细信息 2b u s i n e s s s e i c e一组特定的技术服务的描述信息 3 b i n d i n g t e m p l a t e关于服务入口点和构造规范的技术信息 4t m o d e l 服务或分类法的规范描述。是技术指纹的表现基础 这四种数据结构类型组成了u d d i 服务描述框架中所提供的所有信息。u d d i 是事实上的w e b 服务仓库。下图表示了如何使用上述四种核心数据类型来描述注 册中心中的一个商业实体及其提供的两项w e b 服务【6 i 。 图1 5u d d l 中w e b 服务表示模型 f i g1 5 w e bs e r v t g ep r o f i l i n gm o d e li nu d d i 1 0 重庆人学硕士学位论文 1 绪论 图中的b u s i n e s s e n t i t y 是指一个商业实体，一个实体可拥有一个或多个w 曲服 务，图中的商业实体拥有了两项服务，即图中的b u s i n e s s s e r v i c e 。 一个商业服务与一个或多个b i n d i n g t e m p l a t e s 相关，指明服务访问终端。u d d l 支持如h t t p , m a i l ，f a x 等多种帮定规范。若想指定服务类型或附加技术细节，u d d l 提供了一种名为t m o d e l 的数据结构来补充u d d i 中实体的各方面信息。t m o d e l 的 例子参见下图【6 1 。 n a m e ： n t i s - g o v ：n a i c s ：1 9 9 7 k e y ： u u s i d ：c o b 9 f e l 3 - 1 7 9 f - 4 1 3 d - 8 a 5 b 5 0 0 4 d b 8 e 5 b b 2 t e c h n i c a lm o d e l d e s c r i p t i o n ( s ) ： b u s i n e s st a x o n o m y ：n a i c s ( 1 9 9 7r e l e a s e ) t h i st m o d e td e f i n e st h en a i c s i n d u s t r yt a x o n o m y o v e r v i e wu r l ：h t t p ：w w w u d d i o r g t a x o n o m i e s c o t e j a x o n o m