語(yǔ)義WEB服務(wù)的分析與應(yīng)用

1、語(yǔ)義WE也艮務(wù)的分析與應(yīng)用摘要：WEB服務(wù)機(jī)制缺乏對(duì)服務(wù)的語(yǔ)義描述，難以在邏輯層面上實(shí)現(xiàn)基于語(yǔ)義的服務(wù)發(fā)現(xiàn)、服務(wù)流程 組合和服務(wù)動(dòng)態(tài)調(diào)用。通過(guò)在 WEB!務(wù)中加入語(yǔ)義 WEB即構(gòu)造 WEE語(yǔ)義服務(wù)，以克服傳統(tǒng) WEB!務(wù)語(yǔ)義 操作能力的局限，使其支持 WEE服務(wù)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、執(zhí)行以及動(dòng)態(tài)智能組合。關(guān)鍵字：語(yǔ)義 WE內(nèi)艮務(wù);WEB服務(wù);語(yǔ)義 WEB;OWL-S;隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展， WEB 正由網(wǎng)頁(yè)的集合轉(zhuǎn)向服務(wù)的集合。面對(duì)網(wǎng)絡(luò)上存在的大量 服務(wù)，如何檢索、使用這些服務(wù)，更好地滿(mǎn)足用戶(hù)的需要，成為目前迫切需要研究的問(wèn)題。 因此，采用一種合適的 WEB 服務(wù)描述方法是必需的。 語(yǔ)義 WEB(Seman

2、tic WEB) 致力于開(kāi)發(fā) “以計(jì)算機(jī)可處理形式表示信息的語(yǔ)言” ，正逐漸成為 WEB 服務(wù)描述的重要方法。1. WEB 服務(wù)中添加語(yǔ)義 WEB 的必要性WSDL 已經(jīng)提供了一種面向人理解的語(yǔ)義化描述，但是還不夠，為什么？為了使用一 個(gè) WEB Service ，軟件實(shí)體需要一個(gè)計(jì)算機(jī)可解釋的服務(wù)描述。而語(yǔ)義WEB 標(biāo)識(shí)語(yǔ)言的目標(biāo)之一，就是創(chuàng)建這些描述被定制和共享的框架； WEB 站點(diǎn)應(yīng)該使用一個(gè)基本的類(lèi)和屬性 的集合來(lái)聲明和描述服務(wù)。WEB 服務(wù)機(jī)制缺乏對(duì)服務(wù)的語(yǔ)義描述，難以在邏輯層面上實(shí)現(xiàn)基于語(yǔ)義的服務(wù)發(fā)現(xiàn)、 服務(wù)流程組合和服務(wù)動(dòng)態(tài)調(diào)用。 而且 WSDL 和 UDDI 技術(shù)關(guān)注服務(wù)功能和

3、接口的靜態(tài)描述， 忽視對(duì)服務(wù)進(jìn)行非功能屬性的描述，而非功能屬性如服務(wù)質(zhì)量正是用戶(hù)在 SOA 環(huán)境中動(dòng)態(tài) 選擇服務(wù)所關(guān)注和必需的。使用 RDFS 定義 WEB 服務(wù)本體，并逐層對(duì)其進(jìn)行 Agent 擴(kuò)展和 QoS 擴(kuò)展，構(gòu)建 WEB 服務(wù)及其質(zhì)量本體，克服已有技術(shù)只能在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)服務(wù)接口進(jìn)行微調(diào) 以滿(mǎn)足用戶(hù)需求的缺陷，豐富了 WEB 服務(wù)機(jī)制的語(yǔ)義描述，使得 WEB 服務(wù)能夠被機(jī)器理 解、對(duì)用戶(hù)透明、被代理自動(dòng)處理，在語(yǔ)義邏輯上實(shí)現(xiàn) WEB 服務(wù)之間的交互性，而且用戶(hù) 在選擇服務(wù)時(shí)可以同時(shí)考慮 WEB 服務(wù)的質(zhì)量，從而提高服務(wù)選擇時(shí)的靈活性和自主性。WEB 服務(wù)基本上采用標(biāo)準(zhǔn)化分類(lèi)的方式描述服務(wù)的

4、功能、提供者以及如何訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)， 如何與之交互。 這種機(jī)制對(duì)服務(wù)的描述能力非常有限， 特別是缺乏對(duì)服務(wù)的語(yǔ)義描述， 難以 在邏輯層面上實(shí)現(xiàn)基于語(yǔ)義的服務(wù)發(fā)現(xiàn)、服務(wù)流程組合和服務(wù)動(dòng)態(tài)調(diào)用。為了克服上述缺陷，人們將目光投向語(yǔ)義 WEB 。在 WEB 服務(wù)描述中加入語(yǔ)義信息可 以幫助更好地完成服務(wù)的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、 自動(dòng)選擇、 自動(dòng)組合以及服務(wù)間數(shù)據(jù)的自動(dòng)映射和轉(zhuǎn)換等功能，進(jìn)一步幫助提高驗(yàn)證、配置、洽談、合同簽訂等功能的自動(dòng)化。語(yǔ)義WEB服務(wù)并不是一種新的技術(shù)，它是將 WEB服務(wù)和語(yǔ)義 WEB兩種技術(shù)結(jié)合而 產(chǎn)生的語(yǔ)義 WEB服務(wù)是以語(yǔ)義 WEB和本體論為基礎(chǔ)的一個(gè)重要的應(yīng)用基礎(chǔ)研究領(lǐng)域。語(yǔ) 義WEB服務(wù)的

5、目標(biāo)是：(I) 克服傳統(tǒng) WEB服務(wù)語(yǔ)義操作能力的局限，使服務(wù)成為一種機(jī)器可解釋的，能夠使用 智能主體的服務(wù)；支持WEB服務(wù)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、執(zhí)行以及動(dòng)態(tài)組合能夠智能地完成；(3)突破虛擬領(lǐng)域，擴(kuò)展到現(xiàn)實(shí)世界。語(yǔ)義 WEB和WEB服務(wù)是語(yǔ)義 WEB服務(wù)的兩大支撐技術(shù)。語(yǔ)義WEB服務(wù)標(biāo)記語(yǔ)言(Ontology WEB Language for Services ， OWL-S)是連接兩大技術(shù)的橋梁，下面我們?cè)敿?xì)介紹下 OWL-S。2. OWL-S 簡(jiǎn)介OWL-S是用OWL語(yǔ)言描述 WEB服務(wù)的本體。它也是一種具有顯式語(yǔ)義的、無(wú)歧義的機(jī)器可理解的標(biāo)記語(yǔ)言，用來(lái)描述WEB服務(wù)的屬性和功能。在OWL-S中，描

6、述服務(wù)的基本信息主要有三類(lèi)本體 :Service Profile，Service Model和Service Grounding，它們分別回答 了“服務(wù)做了什么”、“服務(wù)如何工作”、“服務(wù)如何訪(fǎng)問(wèn)”這三個(gè)重要類(lèi)型的知識(shí)。Service類(lèi)是對(duì)一個(gè)聲明了的WEB服務(wù)的結(jié)構(gòu)化的引用點(diǎn)，每個(gè)Service實(shí)例將對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)布的服務(wù)，而Presents, Described by和Supports作為Service類(lèi)的三個(gè)屬性，分別將值域映射到上 面的 Service Profile， Service Model 和 Service Grounding，如圖 2.1 所示。2.1 OWL-S模型的頂層本體

7、ServiceProfile2 / 12ServiceProfile 描述一個(gè)服務(wù)主要包含三方面信息。(1) 服務(wù)提供者黃頁(yè)信息。比如服務(wù)提供者的聯(lián)系方式。(2) 服務(wù)的功能信息。主要是指服務(wù)的IOPE: Input ， Output ， Precondition，Effect 。 IOPE 是 OWL-S 中的主要內(nèi)容之一，在 Service ModeI 中還會(huì)詳細(xì)描述。(3) 服務(wù)的所屬分類(lèi)，服務(wù)質(zhì)量等信息。Service ProfiIe 也提供了一種機(jī)制來(lái)描述各種服務(wù)的特性，服務(wù)提供者可以自己定義。Service ProfiIe 最大的特點(diǎn)就是雙向的，服務(wù)提供者可以用 ProfiIe 描

8、述服務(wù)的功能，服 務(wù)請(qǐng)求者可以用 ProfiIe 描述所需服務(wù)的需求。這樣服務(wù)發(fā)現(xiàn)時(shí)， Matchmaker 可以利用這種 雙向的信息進(jìn)行匹配。1) ServiceModeIService ModeI 主要是服務(wù)提供者用來(lái)描述服務(wù)的內(nèi)部流程。一個(gè) Service 通常被稱(chēng)之為 一個(gè) Process過(guò)程),process分為三類(lèi)：Atomic Process , Composite Process,2) SimpIe Process。(1) Atomic Process( 原子過(guò)程 )是不可再分的過(guò)程,可以直接被調(diào)用。 每一個(gè)原子過(guò)程都必須與提供一個(gè) Grounding 信息,用于描述如何去訪(fǎng)問(wèn)

9、這個(gè)過(guò)程。(2) Composite Process (復(fù)合過(guò)程 )是由若干個(gè)原子和復(fù)合過(guò)程構(gòu)成的過(guò)程。 每個(gè)過(guò)程由一 個(gè) ControI Construct 定義 ;ControI Construct 定義了復(fù)合過(guò)程中每個(gè)子過(guò)程的執(zhí)行順序 ：OWL-S 中定義的控制流有 Sequence, SpIit, SpIit +Join , Unordered, Choice, If-Then-EIse , Iterate, Repeat-UntiI 這幾種。(3) Simple Process是一個(gè)抽象概念，它不能被直接調(diào)用，也不能與grounding綁定。觀察一個(gè)服務(wù)通?？梢杂胁煌牧６? 當(dāng)我們

10、需要關(guān)心一個(gè)服務(wù)的內(nèi)部細(xì)節(jié)時(shí), 可以將這個(gè)服 務(wù)定義成 Simple Process。一個(gè) Atomic Process 可以 realizes 一個(gè) Simple process, 一個(gè) Composite process 可以 collapse To 一個(gè) Simple Process。IOPE 是 OWL-S 中一個(gè)非常重要的概念。 IOPE 是指 Inputs, Outputs, Preconditions, Effects。類(lèi)似于程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的相應(yīng)概念。In puts和Outputs是指服務(wù)的輸入和輸出，可以理解為數(shù)據(jù)的變換 ;Preconditions 和 Effects 是指服

11、務(wù)的前提條件和效果,即服務(wù)執(zhí)行前應(yīng) 該滿(mǎn)足的條件和服務(wù)執(zhí)行后實(shí)際產(chǎn)生的效果,可以理解為狀態(tài)的改變。OWL-S 中可以定義條件式 Outputs 和 Effects ,即只有在某種條件滿(mǎn)足的情況下, Outputs 和 Effects 才能產(chǎn)生。3) ServiceGroundingService Profile 和 Service Model 都是關(guān)于服務(wù)的抽象描述, 而 Service Grounding 是涉及3 / 12到服務(wù)的具體規(guī)范。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，它描述服務(wù)是如何被訪(fǎng)問(wèn)的。具體的，它需要指定服務(wù)訪(fǎng)問(wèn)的協(xié)議、消息格式、端口等。但是OWL-S規(guī)范中并沒(méi)有定義語(yǔ)法成分來(lái)描述具體的消息，而是利用

12、 WSDL規(guī)范。選擇 WSDL，一方面是因?yàn)?WSDL是對(duì)具體消息進(jìn)行描述的重要規(guī) 范，另一方面因?yàn)樗哂袕?qiáng)大的工業(yè)支持。由于OWL-S利用了 WSDL來(lái)描述具體的消息,所以在OWL-S和WSDL之間需要進(jìn)行概念的映射，如圖 3.6所示。、Rhetts ModelAlOrnitt*ra«ljinpuu/OuLnsJWSDLg JDLucd Type,圖2.2 OWL-S到 WSDL的映射OWL-S和WSDL之間需要進(jìn)行三方面的映射。(1) OWL-S 的 Atomic Process 映射到 WSDL 的 operation;(2) OWL-S 中 Atomic Process 的

13、In puts 和 Outputs 映射到 WSDL 中的 message;(3) OWL-S 中 In puts 和 Outputs 的類(lèi)型(OWL Class 定義)映射到 WSDL 中的 abstract type(XML Schema 定義)。3.語(yǔ)義WEB體系結(jié)構(gòu)PmofO pinkig y voca h in 10 iyRDF-Hrlfschem!iS+mlschcinaUni cockU RE圖3.1語(yǔ)義WEB體系結(jié)構(gòu)語(yǔ)義WEB體系結(jié)構(gòu)包括七層，各層的基本功能和相互關(guān)系如下以機(jī)器可讀的(1)URI和Unicode層:WEB環(huán)境下的應(yīng)用之間不可避免地需要相互通信,格式傳遞或發(fā)布信息

14、。這些信息中很大一部分是對(duì) WEB 上資源的描述，因此，首先應(yīng)該以 明確的方式來(lái)標(biāo)識(shí)這些資源。語(yǔ)義 WEB 采用統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符 (UniformResourceIdentifiers ， URI) 來(lái) 標(biāo) 識(shí) 資 源 及 其 屬 性 ， URI 是 Internet 標(biāo) 準(zhǔn) 。 UFI 包 含 了統(tǒng) 一 資 源 定 位 符 (UniformResourceLocator ， URL) 和 統(tǒng) 一 資 源 名 稱(chēng) (UniformResourceName ， URN) ， 即 URI=URL+URN 。 URI和URL、URN的區(qū)別在于，URL唯一標(biāo)識(shí)資源的位置，描述資源的 位置信息 (Wher

15、e);URN 唯一標(biāo)識(shí)資源的名字， 描述資源的名稱(chēng)信息 (What) ， URI 泛指所有以 字符串標(biāo)識(shí)的網(wǎng)絡(luò)資源。另外由于語(yǔ)義 WEB 的最終目的是要構(gòu)建一個(gè)全球信息的網(wǎng)絡(luò)，在 這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)該涵蓋各種語(yǔ)言和文字的信息資源， 因此采用統(tǒng)一編碼 Unicode 作為字符的編 碼方案。 它保證了使用的是國(guó)際通用字符集， 實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上信息的統(tǒng)一編碼。 這一層是整個(gè)語(yǔ) 義 WEB 的基石，它著眼于解決 WEB 上資源的定位和跨地區(qū)字符編碼的標(biāo)準(zhǔn)格式的問(wèn)題。(2) XML 、 Namespaces、 XMLSchema 層:在 URI 和 Unicode 層次之上，是 XML 及相關(guān) 技術(shù)層。 可擴(kuò)展標(biāo)記

16、語(yǔ)言 ExtensibleMarkupLanguage ， XML) 是一種標(biāo)記語(yǔ)言。 所謂 “標(biāo)記” 是指計(jì)算機(jī)能理解的符號(hào)信息。 XML 允許用戶(hù)根據(jù)需要自定義一些“有意義的”標(biāo)簽，對(duì)所發(fā)布信息的內(nèi)容進(jìn)行標(biāo)記，并使用文檔類(lèi)型定義(Document Type Definition , DTD)或XMLSchema 來(lái)約束這些標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)。由于 XML 標(biāo)簽可以由用戶(hù)根據(jù)自己的需要來(lái)定制，這樣 不可避免地會(huì)造成標(biāo)簽同名的情況，為了避免這樣的沖突，W3C 采用了命名空間機(jī)制。該層定義了萬(wàn)維網(wǎng)中數(shù)據(jù)交換的格式，即基于 XML 的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和集成。(3) RDF、RDF Schema層:XML層

17、之上是數(shù)據(jù)互操作層 RDF和RDF Schema。該層用于描述萬(wàn)維網(wǎng)上的資源及其類(lèi)型， 為網(wǎng)上資源描述提供一個(gè)通用框架和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成的元數(shù)據(jù) 解決方案。 RDF 是用于表達(dá)關(guān)于萬(wàn)維網(wǎng)上的資源的信息的語(yǔ)言。它專(zhuān)門(mén)用于表達(dá)關(guān)于WEB資源的元數(shù)據(jù)， 比如 WEB 頁(yè)面的標(biāo)題、 作者和修改時(shí)間， WEB 文檔的版權(quán)和許可信息等。 RDF 本身并沒(méi)有規(guī)定語(yǔ)義，但是它為每一個(gè)資源描述體系提供一個(gè)能夠描述其特定需求的 語(yǔ)義結(jié)構(gòu)的能力。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)， RDF 是一個(gè)開(kāi)放的元數(shù)據(jù)框架。這個(gè)元數(shù)據(jù)框架定 義了一種數(shù)據(jù)模型，可以用來(lái)描述機(jī)器能理解的數(shù)據(jù)語(yǔ)義。RDF Schema 規(guī)范用 RDF 進(jìn)一步定義了建模

18、原語(yǔ)，提供了 RDF 模型中使用的一個(gè)基本類(lèi)型系統(tǒng)。這個(gè)類(lèi)型系統(tǒng)有些類(lèi)似 于面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言。 RDF 和 RDF Schema 一起共同構(gòu)成了語(yǔ)義 WEB 的數(shù)據(jù)層。(4) Ontology 層:該層用于描述各種資源之間的聯(lián)系，本體揭示了資源本身以及資源之間 更為復(fù)雜和豐富的語(yǔ)義信息， 從而將信息的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容相分離， 對(duì)信息做完全形式化的描述， 使得網(wǎng)上的信息具有可理解的語(yǔ)義。 WEB 本體語(yǔ)言 OWL 是一種定義和實(shí)例化 “WEB 本體” 的語(yǔ)言，定義了 RDF 描述中使用的詞匯的語(yǔ)義，是計(jì)算機(jī)理解萬(wàn)維網(wǎng)上資源的基礎(chǔ)，因此 是語(yǔ)義 WEB 的核心。(5) Logic 層:到目前為止， 利

19、用 RDF/RDFS 以及對(duì) RDFS 進(jìn)行擴(kuò)展的一些知識(shí)本體語(yǔ)言 可以對(duì) WEB 上的資源內(nèi)容做出描述。僅有這些描述還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，基于語(yǔ)義的 WEB 應(yīng)用還 需要根據(jù)特定的規(guī)則從這些描述性的知識(shí)中進(jìn)行推理。 邏輯層的目標(biāo)就是提供一種方法來(lái)描 述規(guī)則，為智能推理提供基礎(chǔ)。 目前存在多種方法， 其中語(yǔ)義 WEB 規(guī)則語(yǔ)言 SWRL (Semantic WEB Rule Language) 已經(jīng)提交給 W3C 作為標(biāo)準(zhǔn)參考，有望成為邏輯層的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言，它直接 擴(kuò)展描述邏輯，支持 Horn 規(guī)則，允許類(lèi)和屬性出現(xiàn)在規(guī)則的前提和結(jié)論部分。(6) Proof 層 :證明注重與提供機(jī)制， 證明層執(zhí)行邏輯層產(chǎn)生

20、的規(guī)則， 并結(jié)合信語(yǔ)義 WEB 服務(wù)自動(dòng)組合方法研究任層的應(yīng)用機(jī)制來(lái)評(píng)判是否能夠信賴(lài)給定的證明。 這部分內(nèi)容在概念 上目前還沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)權(quán)威的說(shuō)法， 但是語(yǔ)義 WEB 的研究者普遍認(rèn)為證明和信任將是下一 代 WEB 的重要概念?？偟膩?lái)說(shuō)，語(yǔ)義 WEB 環(huán)境下的應(yīng)用在事實(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)應(yīng)用邏輯 推理， 得出某種結(jié)論。這種推理的每一步對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，都應(yīng)該是可見(jiàn)的，或者說(shuō)應(yīng)該是可查 的。這個(gè)推理的過(guò)程，就是一種證明，推理最后得出結(jié)論也應(yīng)該是可以信任的。(7) Trust 層 :頂層的信任注重于提供信任機(jī)制， 以保證智能 Agent 在網(wǎng)上進(jìn)行個(gè)性化服務(wù) 和多 Agent 交互時(shí)，提供可靠、安全的機(jī)制。

21、語(yǔ)義 WEB 將賦予信息資源更明確、更完備的語(yǔ)義，使得計(jì)算機(jī)能夠?qū)?WEB 資源進(jìn)行 理解，進(jìn)而實(shí)現(xiàn) WEB 數(shù)據(jù)和 WEB 服務(wù)處理的語(yǔ)義化和智能化， 將 WEB 構(gòu)建為功能強(qiáng)大、 普適的信息集成和交換平臺(tái)。語(yǔ)義 WEB 的實(shí)質(zhì)就是增強(qiáng) WEB 資源的語(yǔ)義表示，包括對(duì) WEB 資源的內(nèi)容意義和功能能力進(jìn)行描述，使得語(yǔ)義得以顯式的表達(dá)，以滿(mǎn)足分布式主流 計(jì)算環(huán)境語(yǔ)義互操作性的需要。下面分別介紹語(yǔ)義 WEB 的關(guān)鍵技術(shù)，主要包括資源描述框 架 RDF 技術(shù)和本體描述語(yǔ)言 OWL 技術(shù)。4. WEB 服務(wù)對(duì)語(yǔ)義的需求WEB 服務(wù)使得 WEB 向著一個(gè)基于 Internet 的計(jì)算平臺(tái)發(fā)展。然而現(xiàn)在

22、的 WEB 服務(wù)標(biāo) 準(zhǔn)(UDDI、WDSL、SOAP等)的描述能力有限，限制了對(duì)WEB服務(wù)的自動(dòng)查找、發(fā)現(xiàn)、匹配和整合。 實(shí)現(xiàn) WEB 服務(wù)發(fā)現(xiàn)、 調(diào)用和組裝的自動(dòng)化的過(guò)程中面臨兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:首先， 對(duì)于服務(wù)發(fā)現(xiàn)， 不能僅僅依賴(lài)關(guān)鍵詞查詢(xún)服務(wù)， 而需要按照服務(wù)所提供的功能搜索， 這樣才能 找到確實(shí)需要的服務(wù)。 而服務(wù)的功能不可能依靠若干關(guān)鍵詞完整表達(dá)。 其次， 對(duì)于服務(wù)調(diào)用 和服務(wù)組裝自動(dòng)化， 需要基于語(yǔ)義的互操作。 也就是說(shuō)， 服務(wù)之間必須能夠理解互相交換的信息。即使一個(gè)服務(wù)的輸出參數(shù)和另一個(gè)服務(wù)的輸入?yún)?shù)名字相同，類(lèi)型也相同，也不能將它們連接起來(lái)，因?yàn)槲覀儫o(wú)法保證兩個(gè)參數(shù)的含義是相同的。隨

23、著語(yǔ)義 WEB技術(shù)的發(fā)展，我們擁有了一些本體描述語(yǔ)言 (例如OWL)。選擇其中具有 恰當(dāng)?shù)谋磉_(dá)能力和可計(jì)算性的部分并且將其應(yīng)用到對(duì)服務(wù)的語(yǔ)義描述上，將使得對(duì) WEB服務(wù)的自動(dòng)查找、發(fā)現(xiàn)、匹配和整合成為可能。5. 語(yǔ)義WEB服務(wù)描述語(yǔ)言如果想要在語(yǔ)義層次上利用WEB服務(wù)所帶來(lái)的好處，軟件代理需要一種關(guān)于WEB服務(wù)的計(jì)算機(jī)可處理的服務(wù)描述，利用這種描述來(lái)進(jìn)行相關(guān)操作。目前語(yǔ)義WEB服務(wù)的士要方法是利用由一些基本的類(lèi)和特征組成的本體來(lái)描述WEB服務(wù)。然后通過(guò)這些帶有語(yǔ)義信息的描述來(lái)實(shí)現(xiàn) WEB服務(wù)的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、調(diào)用和組裝。 OWL-S(WEB Ontology Language of Services

24、)就是定義了一些這樣的本體，這些本體基于OWL用以在語(yǔ)義上描述 WEB服務(wù)。語(yǔ)義WEB技術(shù)和 WEB服務(wù)是語(yǔ)義 WEB服務(wù)的兩大支撐技術(shù)。 OWL-S是連接兩人技術(shù)的 橋梁，目前語(yǔ)義 WEB服務(wù)的研究主要圍繞 OWL-S展開(kāi)。OWL-S是用OWL語(yǔ)言描述的 WEB服務(wù)的本體。OWL-S為WEB服務(wù)提供者提供了一 個(gè)核心標(biāo)記語(yǔ)言結(jié)構(gòu)集用以清晰地、計(jì)算機(jī)可理解的形式描述其WEB服務(wù)的特征和能力。6. WEB服務(wù)如何運(yùn)用與語(yǔ)義WEB動(dòng)態(tài)資源WEB服務(wù)語(yǔ)義WEB服務(wù)靜態(tài)資源WWW語(yǔ)義WEB可互操作語(yǔ)法可互操作語(yǔ)義8 / 12# / 12圖6.1 語(yǔ)義WEB服務(wù)WEB技術(shù)是解決由于WEB服務(wù)可以增值，它

25、類(lèi)似于網(wǎng)頁(yè)，只是更難于發(fā)現(xiàn)。語(yǔ)義# / 12WEB 服務(wù)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所必需的。 現(xiàn)在有若干個(gè)正在進(jìn)行中的、 旨在產(chǎn)生語(yǔ)義 WEB 支持的 WEB 服務(wù)研究，如下圖展示各種可以組合形成語(yǔ)義 WEB 服務(wù)的分支。WEB 服務(wù)適應(yīng)語(yǔ)義 WEB 的第三種途徑是使 WEB 服務(wù)能夠與其他的 WEB 服務(wù)可以互 相作用，高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)涉及 WEB 服務(wù)的比較、合成、控制，它要求用于這種相互作用的語(yǔ) 義 WEB 是自動(dòng)化的。7. 語(yǔ)義 WEB 服務(wù)應(yīng)用舉例在語(yǔ)義 WEB 的理論基礎(chǔ)確立后，研究人員一直在努力尋求一種好的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)方案。隨 之，出現(xiàn)了語(yǔ)義 WEB 與 WEB 服務(wù)的緊密結(jié)合。 WEB 服務(wù) (WEB

26、Services) 技術(shù)是傳統(tǒng) WEB 應(yīng)用技術(shù)向深層次發(fā)展的必然結(jié)果，它力圖構(gòu)建一種 Internet 松散耦合環(huán)境下 WEB 服務(wù)的 描述、發(fā)現(xiàn)、調(diào)用以及集成的通用框架模型。傳統(tǒng)的搜索引擎均基于現(xiàn)有的 WWW 網(wǎng)絡(luò)。語(yǔ)義 WEB 和語(yǔ)義 WEB 服務(wù)技術(shù)的逐步成 熟和完善，勢(shì)必推動(dòng)搜索引擎技術(shù)向更高層面發(fā)展。7.1 搜索引擎的發(fā)展?fàn)顩r搜索引擎是互聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用之一。根據(jù) 2007 年 CNNIC 的互聯(lián)網(wǎng)調(diào)查報(bào)告，有超過(guò) 四分之三的互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)使用過(guò)搜索引擎。 搜索引擎技術(shù)現(xiàn)已從第一代的目錄搜索發(fā)展， 到第 二代基于關(guān)鍵字的搜索， 并正逐步走向現(xiàn)今仍處于發(fā)展中的第三代精準(zhǔn)與智能化搜索。 對(duì)于

27、 第三代搜索引擎的嚴(yán)格界定，目前學(xué)術(shù)界尚未形成共識(shí)。諸于垂直搜索、P2P 搜索、智能搜索等概念都曾被納入到此范疇。 筆者認(rèn)為，第三代搜索引擎至少應(yīng)在語(yǔ)義化、精準(zhǔn)化、 智能 化等方面提高用戶(hù)滿(mǎn)意度和改善用戶(hù)體驗(yàn)。 從某種程度上來(lái)講， 第三代搜索引擎應(yīng)是基于語(yǔ) 義 WEB 的搜索引擎。語(yǔ)義搜索引擎通過(guò)準(zhǔn)確理解用戶(hù)的搜索意圖和搜索內(nèi)容的含義，返回 給用戶(hù)更加準(zhǔn)確和全面的搜索結(jié)果，以提高信息的查準(zhǔn)率和查全率。7.2 語(yǔ)義 WEB 發(fā)展推動(dòng)下的搜索技術(shù)目前常用的搜索引擎信息檢索系統(tǒng)主要基于人工分類(lèi)目錄或關(guān)鍵詞匹配。 前者對(duì)海量信 息資源的揭示效率低下、深度有限 ;后者在信息的語(yǔ)義和語(yǔ)用的揭示上有局限性。

28、搜索引擎 檢索系統(tǒng)在智能精準(zhǔn)處理能力上的落后， 導(dǎo)致這些系統(tǒng)目前還遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。 因此， 如何解決好諸如信息組織、 知識(shí)表示、 機(jī)器理解與人機(jī)交互等問(wèn)題， 對(duì)于提高信息利用的效 率是非常重要和迫切的。語(yǔ)義 WEB 的提出和發(fā)展為解決這些問(wèn)題提供了契機(jī)。語(yǔ)義 WEB 中的資源被結(jié)構(gòu)化，8 / 12能夠被計(jì)算機(jī)所理解和識(shí)別， 從而提供了改進(jìn)傳統(tǒng)搜索技術(shù)的機(jī)會(huì)。 語(yǔ)義檢索的目的是通過(guò) 從語(yǔ)義 WEB 上獲取的數(shù)據(jù)增強(qiáng)并改進(jìn)傳統(tǒng)的搜索結(jié)果。它實(shí)現(xiàn)了用戶(hù)檢索請(qǐng)求的本體化， 整個(gè)搜索引擎像領(lǐng)域?qū)＜乙粯?，不僅快速給出查詢(xún)結(jié)果，還給出了與檢索請(qǐng)求相關(guān)的資源， 從多種來(lái)源收集可讀數(shù)據(jù)，并推理出新的事實(shí)，

29、大大提高了檢索的精度和覆蓋率;實(shí)現(xiàn)了本體層次的檢索，突破了關(guān)鍵詞檢索局限于形式的固有缺陷。它的出現(xiàn)提高了用戶(hù)的滿(mǎn)意度， 減少了不相關(guān)的返回結(jié)果，提高了檢索的精度和覆蓋率。語(yǔ)義 WEB 絡(luò)的建立使得以語(yǔ)義為 基礎(chǔ)的搜索引擎同時(shí)可以建立起來(lái)。 在語(yǔ)義搜索引擎中， 每一個(gè)查詢(xún)都在一些本體的上下文 范圍內(nèi)執(zhí)行， 來(lái)自本體的一些指南可以提高檢索的準(zhǔn)確性。 在語(yǔ)義檢索中， 使用的是概念匹 配，即自動(dòng)抽取文檔的概念并加以標(biāo)引， 用戶(hù)在系統(tǒng)的輔助下選用合適的詞語(yǔ)表達(dá)自己的信 息需求，然后在兩者之間執(zhí)行概念匹配，即匹配在語(yǔ)義上相同、相近、相包含的詞語(yǔ)。7.3 語(yǔ)義搜索當(dāng)前的應(yīng)用當(dāng)前基于 Ontology 的語(yǔ)義

30、檢索系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用，并出現(xiàn)了一系列優(yōu) 秀的應(yīng)用系統(tǒng)。其中典型的有 :語(yǔ)義 WEB 中的基于蜘蛛網(wǎng)的檢索系統(tǒng) SWOOGLE ，該系統(tǒng) 從每個(gè)搜索到的文本中抽取本體，根據(jù)本體之間的相關(guān)度來(lái)比較文本之間的關(guān) 系 ;TUCUXI(Intelligent Hunter Agent for Concept Under-standing and LeXicalChaIning) ，該系統(tǒng) 根據(jù)查找的本體在網(wǎng)頁(yè)上爬行， 決定哪種網(wǎng)頁(yè)最滿(mǎn)足需求。 特別的， TUCUXI 判斷文檔相關(guān) 性的方法是將用戶(hù)所查詢(xún)的相關(guān)本體同語(yǔ)義地圖相比較， 采用 MOMIS 公用字典來(lái)表征用戶(hù) 查詢(xún)的本體。在語(yǔ)義

31、WEB 中，除了基于 Ontology 的語(yǔ)義檢索搜索引擎 ;如 SHOE、OntoBroker 、 OntoSeek、WEBKB 外，近年來(lái)還逐漸出現(xiàn)了面向普通用戶(hù)的語(yǔ)義搜索引擎，如Powerset、Hakia 、 Zitgist 、 Clusty 等。8. 語(yǔ)義 WEB 服務(wù)優(yōu)缺點(diǎn)語(yǔ)義 WEB 作為萬(wàn)維網(wǎng)研究的重點(diǎn)，其核心層本體有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。將本體與WEB 服務(wù)及服務(wù)質(zhì)量相結(jié)合，具有如下優(yōu)點(diǎn) :1) 從 WEB 服務(wù)機(jī)制的角度看， 語(yǔ)義 WEB 中最重要的 WEB 資源之一是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)， 使用 本體技術(shù)構(gòu)建 WEB 服務(wù)及其質(zhì)量的本體， 最顯著的提高是增強(qiáng)了 WEB 服務(wù)機(jī)制的語(yǔ)義性，

32、軟件代理可以自動(dòng)地發(fā)現(xiàn)、調(diào)用、合成、提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的執(zhí)行進(jìn)行監(jiān)控，從 而賦予軟件代理更多的智能、 移動(dòng)性和互操作性， 為形成大規(guī)模的基于代理的分布式計(jì)算環(huán) 境打下基礎(chǔ)。2）從 WEB 服務(wù)供給與需求的角度看，對(duì) WEB 服務(wù)尤其是它的質(zhì)量進(jìn)行本體描述，并 將二者整合起來(lái)， 將使 WEB 服務(wù)的提供者和用戶(hù)直接受益。 將服務(wù)質(zhì)量連同服務(wù)一同考慮， 服務(wù)供給方一方面會(huì)為提高服務(wù)質(zhì)量而不斷努力， 另一方面會(huì)全方位地為用戶(hù)著想， 不僅要 為其提供高質(zhì)量的服務(wù)， 而且還要為其提供個(gè)性化的服務(wù)。 服務(wù)需求方則在比較透明的服務(wù) 消費(fèi)環(huán)境中改變自身的弱勢(shì)地位，在一定程度上增強(qiáng)了主動(dòng)性和主導(dǎo)性。3）從信息組織的角度看， WEB 服務(wù)及其質(zhì)量的本體描述是適應(yīng)于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境 的一個(gè)特殊的信息對(duì)象。 之所以特殊， 是因?yàn)檫@樣一個(gè)由本體描述的信息對(duì)象不僅封裝了信 息內(nèi)容 （封裝在服務(wù)本體內(nèi) ），還封裝了關(guān)于內(nèi)容的描述信息、 組織機(jī)制、管理控制機(jī)制 （評(píng)價(jià)、 效用、隱私、權(quán)益等封裝在服務(wù)質(zhì)量本體內(nèi)）等，這種封裝機(jī)制體現(xiàn)了“每一類(lèi)信息對(duì)象的描述信息、 組織機(jī)制、 管理控制機(jī)