基于Petri网的语义Web服务自动组合方法

基于Petri网的语义Web服务自动组合方法 利用Web服务，开发人员可以进行应用程序的快速创建。而在Web服务数目逐渐增多的情况下，Web服务的组合就变得相对复杂。所以，有必要进行一种语义Web服务的自动组合方法的研究，从而解决Web服务组合困难的问题。因此，本文在利用Petri网的基础之上，对语义Web服务自动组合方法进行了研究，从而提出了一种算法来满足用户的请求的同时，进行用户行为的约束，进而为关注这一话题的人们提供一些参考。 【关键词】Petri网 语义Web服务 自动组合方法 由于Web服务具有松散耦合、语言重力和开放性等多种优势，所以利用Web服务可以进行平台异构和互操作等问题的解决。但是，为了保证服务的可用性，单个Web服务一般不会太复杂。所以，想要进行复杂应用的时间，就要使多个Web服务组合起来。而通过语义Web服务组合建模，可以使服务以Horn子句形规则表示，从而将合成服务问题转化成Horn子句推理问题来进行解决。 1 Petri网与语义Web服务 1.1 Petri网 Petri网常常被当做工作流、Web服务等不确定的形式化模型，因为其具有良好的操作语义。而在Petri网的理论中，有效的结构分析法为T-不变量。而在进行服务组合相比时，利用此方法较有效。而所谓的Petri网，则可以利用一个五元式来表示，既。其中，P指的是库的有限集合，T为变迁有限集合，F则为弧的集合，Mo为初始标识，而W为弧的关联权函数。 1.2 语义Web服务 所谓的语义Web服务，其实就是一个原子Web服务。从本质上来讲，其实Web服务是SAWSDL中的一个操作，可以利用四元组来表示。而该四元组为。其中，I指的是服务的输入参数的语义概念的集合，O指的是服务输出参数的语义概念的集合，BC指的是服务行为约束集合，而QoS则指的是服务质量参数集合。 2 基于Petri网的语义Web服务自动组合方法 2.1 组合建模 进行语义Web服务的组合问题的解决时，可以利一组Horn子句形进行用户请求和Web服务的表示。而使用的Horn子句形规则为：利用一组命题Horn子句及其附属子句参数进行一个原子服务的表示。其中，可以将服务的输入/输出（I，O）以这样一条命题规则表示。而由于该服务的名字、行为约束和质量都是每条规则的附属参数，所以可以将这样的规则称之为服务规则。而按照标准的Horn子句形的规则来表示，这条规则则可以表示为 2.2 自动组合方法 在进行语义Web服务的组合问题的解决时，本文利用Petri网进行了Horn子句推理形式化模型的建立。在建立这一模型时，可以利用一定的转换程序进行与Petri网模型相对应的Horn子句集的关联矩阵的获得。而所遵循的转换程序则为每个子句与关联矩阵的一行相对应、每个文字与关联矩阵的一列相对应3。而在得出的Horn子句集中，文字则代表的是语义的概念，而子句则代表Web服务或参数类型的兼容性。而在得到关联矩阵后，则可以进行Petri网的T-不变量的确定，从而进行Horn子句的矛盾与否的确定，进而进行该种功能是否能成为符合用户请求的合成服务的确定。正常的情况下，一个原子Web服务不会过于复杂，因为其语义概念仅为服务库中的一小部分。而极小支柱T-不变量则对应着潜在的合成服务，所以需要进行T-不变量的求解。就目前来看，可以采用输入组合对应Petri网模型PN的支柱中的目标变迁tg的T-不变量集合的算法来进行T-不变量的求解，而输出的结果就为与用户定义行为约束兼容的T-不变量集合XSC。在完成对极小T-不变量的计算后，就可以求出所有的潜在合成服务的Petri网模型。但是需要注意的是，这里的服务是潜在的合成服务，因为其虽然能够进行用户输入/输出请求的满足，并且可以对用户行为进行约束兼容，但是仍不具有可以肯定的正确性。此外，该种合成服务还没有进行QoS的评估，也是其无法成为真正的合成服务的原因。而在与潜在合成服务对应的Petri网中，用户输入动作则以源变迁表示，而用户期待输出的动作则以汇变迁表示。此外，内部变迁可以表示服务的调用，也可以表示数据的传递，而库则是服务组合涉及的语义概念。而在进行合成服务验证时，则可以进行类似于变迁的引发序列的求出，并且根据该序列进行服务的QoS参数的计算，从而选出满足用户QoS要求的最优合成服务。 3 结论 总而言之，本文通过转化Web服务自动组合问题，并利用Petri网进行Horn子句逻辑推理形式化模型的建立的同时，利用了Petri网的T-不变量技术进行合成服务的确定。而在此基础之上，则进行了用户给定合成服务的行为约束的考量，从而利用一种算法来进行合成服务的Petri网模型的约束的同时，满足用户的输入/输出请求的满足。因此，在进行语义Web服务的组合时，完全可以从Petri网语言角度来进行考量，从而得出更加简便和有效的语义Web服务自动组合方法。 参考文献 1倪悦，范玉顺.基于着色Petri网的语义Web服务组合形式化验证J.清华大学学报（自然科学版），2010，05（50）：714-716+723. 2林跃东.语义Web服务组合关键技术研究及其在物联网