Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)一種基于環(huán)境本體的方法

2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法1內(nèi)容研究背景上層環(huán)境本體Web服務功能描述Web服務發(fā)現(xiàn)案例研究總結(jié)2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法2Web服務Web服務是實現(xiàn)面向服務的計算的一項重要技術(shù)，主要目標就是在現(xiàn)有的各種異構(gòu)平臺的基礎上，構(gòu)筑一個通用的、平臺無關(guān)、語言無關(guān)的技術(shù)層。以使各種不同平臺之上的應用能夠?qū)崿F(xiàn)互連和集成。W3C將Web服務定義為：“一個支持互操作的，能通過網(wǎng)絡進行交互的軟件系統(tǒng)。它采用Web服務描述語言WSDL（WebServicesDescriptionLanguage）描述接口，通過簡單對象訪問協(xié)議SOAP（SimpleObjectAccessProtocol）進行交互。一般來說，WSDL和SOAP是基于HTTP和XML等底層協(xié)議?！?023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法3面向服務的體系結(jié)構(gòu)服務注冊中心ServiceDescriptions服務請求者服務提供者ServiceDescriptionService發(fā)現(xiàn)發(fā)布綁定2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法4Web服務的描述和發(fā)現(xiàn)Web服務描述被認為是服務提供者和請求者之間的一種約定，目的是讓服務請求者精確的、無二義的理解Web服務的功能和行為。Web服務發(fā)現(xiàn)是指根據(jù)需求，通過發(fā)現(xiàn)算法從服務注冊中心，例如UDDI注冊中心，查找到滿足需求的服務集合。Web服務發(fā)現(xiàn)是支持Web服務開放性、動態(tài)性和協(xié)作性的重要技術(shù)之一，而Web服務描述則是松散耦合的Web服務之間相互溝通理解的橋梁，是Web服務發(fā)現(xiàn)的重要基礎。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法5Web服務描述和發(fā)現(xiàn)面對的問題傳統(tǒng)的Web服務描述語言僅僅只能提供語法級上的功能描述，而不具備良好的語義信息表示。例如，WSDL（WebServiceDescriptionLanguage）僅僅只能提供基于關(guān)鍵字的接口、能力和屬性等方面的描述，缺乏能使計算機理解的表達能力。因此，傳統(tǒng)的Web服務部署與發(fā)現(xiàn)機制僅支持對Web服務語法層面的操作，一方面在Web服務部署階段無法準確刻畫Web服務功能，另一方面在Web服務發(fā)現(xiàn)過程中僅提供基于關(guān)鍵字的服務匹配和搜索。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法6相關(guān)工作（OWL-S）OWL-S（WebOntologyLanguageforWebServices）是在本體描述語言OWL基礎上提出的一個Web服務本體，由ServiceProfile，ServiceModel和ServiceGrounding三個本體構(gòu)成：ServicePro?le描述了Web服務的功能。Web服務的功能描述為：輸入（Input）、輸出（Output）、前置條件（Precondition）和結(jié)果（Result）。ServiceModel描述了Web服務的行為，也就是描述了Web服務是如何工作的。ServiceGrounding描述怎樣訪問Web服務的細節(jié)，主要是協(xié)議、消息格式、序列化、傳輸、尋址等相關(guān)的細節(jié)。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法7相關(guān)工作（WSMO）WSMO（WebServiceModelingOntology）是歐洲語義系統(tǒng)計劃提出的一個用于描述語義Web服務的本體，包括了四個要素：本體（Ontology）在WSMO中是一個關(guān)鍵要素，它提供了特定領(lǐng)域的術(shù)語用于描述WSMO中的其他要素。Web服務（WebService）可以由非功能屬性，功能（Capability）和接口（Interface）進行定義。Web服務的功能描述為：前置狀態(tài)（precondition）、假設條件（assumption）、后置狀態(tài)（postcondition）和效果（effect）。目標（Goal）建模了Web服務應用過程中用戶的需求。它說明了一個服務請求者發(fā)現(xiàn)Web服務時可能具有的目的，根據(jù)被請求的功能和行為，描述用戶的請求。中介器（Mediator）是解決數(shù)據(jù)、過程以及協(xié)議層不兼容問題的核心概念。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法8相關(guān)工作（WSDL-S）WSDL-S（WebServiceDescriptionLanguage-Semantics）是Georgia大學提出的Web服務描述規(guī)范。WSDL-S擴展了當前的WSDL描述模型，通過對語義概念的使用，增加了其對語義的表達能力，并且WSDL-S獨立于任何語義表示語言。這允許Web服務開發(fā)人員自己選擇語義描述語言來對其Web服務進行注解，具有一定靈活性。與OWL-S類似，WSDL-S也用輸入，輸出，前件和結(jié)果來描述Web服務的功能。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法9相關(guān)工作（小結(jié)）如何有效地描述Web服務的功能，提高Web服務發(fā)現(xiàn)的效能是我們研究的重點。而高質(zhì)量的Web服務發(fā)現(xiàn)則要求更具表達能力Web服務描述。所以，Web服務高質(zhì)量的描述是實現(xiàn)Web服務發(fā)現(xiàn)的重要因素。當前Web服務功能描述的方法可以歸為兩種思路：以Web服務的輸入、輸出等接口信息表示W(wǎng)eb服務能力。這類方法以OWL-SServiceProfile和WSMOCapability等為代表，它們?yōu)閃eb服務的輸入輸出標記上了語義。以Web服務的行為描述增強Web服務功能表示。狀態(tài)機和進程代數(shù)等都被用來描述Web服務的行為，具有接口描述更好的表達能力。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法10Web服務描述和發(fā)現(xiàn)面對的問題在當前Web服務語義描述語言的研究工作中，把服務的功能以服務接口來描述。假設一個旅行者希望做一次自助旅行，他會有這樣的需求：“需要一個提供機票銷售和酒店訂房的Web服務，并且可以刷信用卡付費?！?/p>

Capability:cap-idBudgetTravel:input(?creditCardNo?start?destination?time?hotelLocation):output(!ticketReceipt!hotelroomReceipt):precondition(is-valid-creditcard):result(is-charged-creditcard)2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法11Web服務描述和發(fā)現(xiàn)面對的問題（續(xù)1）然而，這個旅行者可能提出更詳細的需求。例如，他會有這樣的額外需求：“這個服務需具有預訂功能，當旅行無法成行，有機會能取消預訂的機票和酒店房間?！被诮涌诿枋龅姆椒?，無法準確描述滿足這個需求的Web服務的功能。這是因為，當機票和酒店房間處于已預訂狀態(tài)時，是不可觀察的。因而基于當前的Web服務發(fā)現(xiàn)機制，這樣的需求查詢是無法準備完成的。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法12基于環(huán)境的軟件建模基于環(huán)境的軟件建模強調(diào)對軟件將要作用的環(huán)境進行刻畫，將軟件需求的含義指稱到環(huán)境的描述之上。環(huán)境是一個相對的概念，對于軟件來說，其環(huán)境就是與之交互的現(xiàn)實世界，軟件的行為后果可以在它的環(huán)境中被觀察和評估。軟件的作用環(huán)境（E）、軟件需求（R）和軟件規(guī)格說明（S）之間的關(guān)系如下：E,S→R其含義為：將規(guī)格說明為S的軟件安裝在描述為E的環(huán)境中，并與之發(fā)生交互，那么環(huán)境將展現(xiàn)出需求描述R中的性質(zhì)。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法13研究動因在Web服務功能描述中引入基于環(huán)境的軟件建模思想。Web服務的功能描述就是對環(huán)境在它作用下發(fā)生變化的描述。環(huán)境是Web服務之間客觀存在的共享資源，是Web服務共享的領(lǐng)域知識。它可以為Web服務相互理解建立橋梁。開放的Web服務需要用環(huán)境來描述。無論Web服務的功能如何變化，最終都將反映到其所處的環(huán)境中，用相對穩(wěn)定的領(lǐng)域環(huán)境描述不斷變化的Web服務功能是一個行之有效的方法。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法14內(nèi)容研究背景上層環(huán)境本體Web服務功能描述Web服務發(fā)現(xiàn)案例研究總結(jié)2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法15環(huán)境建模我們認為Web服務的功能體現(xiàn)在它與環(huán)境交互而引起的環(huán)境變化，把Web服務的環(huán)境看作是Web服務可與之發(fā)生交互的一組實體（稱之為環(huán)境實體）的集合。環(huán)境實體是現(xiàn)實世界的任何實體，可能是物理的也可能是抽象的。這些環(huán)境實體是領(lǐng)域相關(guān)的，可以構(gòu)建由環(huán)境實體構(gòu)成的領(lǐng)域相關(guān)的環(huán)境本體。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法16上層環(huán)境本體中的概念(環(huán)境實體)一個具體的環(huán)境實體形式化地表示為<id,{Attrs,Rans,value}>，其中，id是環(huán)境實體的標識符；Attrs是環(huán)境實體的屬性集合；Rans是環(huán)境實體的屬性值集合；value:Attrs→2Rans是環(huán)境實體的屬性到其值域上的一個映射。環(huán)境實體有三個子類：自主環(huán)境實體可控環(huán)境實體符號環(huán)境實體2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法17上層環(huán)境本體中的概念對于自主環(huán)境實體和符號環(huán)境實體，它們只含有靜態(tài)屬性(StaticAttribute)。靜態(tài)屬性的值用于描述環(huán)境實體的靜態(tài)特性，它一旦設定后就不會隨著時間的變化而變化。對于可控環(huán)境實體，它除了含有靜態(tài)屬性之外，還有含有動態(tài)屬性

(DynamicAttribute)。動態(tài)屬性則受外界的影響發(fā)生取值上的變化，它在某時刻的取值則描述了可控環(huán)境實體的狀態(tài)。(狀態(tài))對于一個可控環(huán)境實體e，它的動態(tài)屬性的一個取值刻畫了該環(huán)境實體的一個狀態(tài)，可以形式化地表示為s=<α,ν>其中，α是環(huán)境實體e的一個動態(tài)屬性，而ν是動態(tài)屬性α∈

value(e)的一個取值。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法18上層環(huán)境本體中的概念(消息)一條消息可以形式化地表示為msg=[instruction](para1,…,paran)其中，instruction是指令，parai(1≤i≤n)是指令的參數(shù)，一個指令可以帶多個參數(shù)；一條消息可以有一個指令，也可以沒有指令。(狀態(tài)變遷)對于可控環(huán)境實體e，α是它的一個動態(tài)屬性，該可控環(huán)境實體的一個狀態(tài)變遷表示為t=<α,νi>→in/out→<α,νk>其含義為接收消息in或者發(fā)出消息out后，e的動態(tài)屬性α的取值從νi變化到νk。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法19樹結(jié)構(gòu)層次狀態(tài)機hsm(e)N1N2N3N4N5N6N7N8N9N10s1s2s3s4s5s6s7s8s92023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法20概念關(guān)系圖EnvironmentEntityAutonomousEntityCausalEntityAttributeDynamicAttributeStaticAttributeTree-structuredHierarchicalStateMachinehas_machineis_ais_ais_ais_ais_aMessageCommandMessageDataMessageis_ais_aSymbolicEntityhas_s_attrhas_s_attrhas_s_attrhas_d_attrsource_fromend_tohas_superstatehas_statehas_subdivisionhas_transitionhas_bsmStateTransitionStateinputoutputconstructhas_sub_bsmValuehas_valueSubdivisionBasicStateMachinehas_roothas_initial2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法21Protégé-EnvOntoProtégé-EnvOnto在本體編輯工具Protégé上開發(fā)的用于領(lǐng)域環(huán)境本體建模的一個插件。領(lǐng)域?qū)＜铱梢酝ㄟ^使用Protégé-EnvOnto對領(lǐng)域環(huán)境本體進行構(gòu)建，領(lǐng)域環(huán)境本體以文檔的形式存儲。PersistentDataLevelKnowledgeModel

LevelLayoutLevelKnowledgeBaseMappingClipsRDFEnvOntoFileFrame-coreKnowledgeModelUIWidgetEnvOntoKnowledgeModelOWL2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法22Protégé-EnvOnto中的概念層次2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法23Protégé-EnvOnto中的概念關(guān)系2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法24內(nèi)容研究背景上層環(huán)境本體Web服務功能描述Web服務發(fā)現(xiàn)案例研究總結(jié)2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法25環(huán)境本體與Web服務功能描述采用基于環(huán)境的軟件建模思路：不是關(guān)注Web服務的接口或Web服務自身的行為，而是關(guān)注環(huán)境實體在Web服務作用下期望展現(xiàn)出來的變化的描述，認為這種由Web服務和環(huán)境實體之間的交互導致的環(huán)境實體的變化是Web服務功能的語義特征。環(huán)境本體中描述了領(lǐng)域內(nèi)的環(huán)境實體，它們的屬性以及它們之間關(guān)系。此外，樹結(jié)構(gòu)層次狀態(tài)機被構(gòu)建用于描述可控環(huán)境實體在領(lǐng)域內(nèi)的動態(tài)特征。在構(gòu)建環(huán)境本體后，可以形式化地描述Web服務與環(huán)境實體發(fā)生的交互，以及對這些環(huán)境實體產(chǎn)生的作用。因而可以在環(huán)境本體的基礎上建立Web服務功能的語義描述。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法26Web服務的功能描述EnvironmentenvironmententitiesWS2WS1……………interaction…2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法27Web服務的功能描述Web服務的功能描述（FunctionalityProfile）包括：環(huán)境中包含哪些環(huán)境實體，與環(huán)境進行怎樣的交互，該Web服務可以導致環(huán)境有哪些改變等。具體地說，F(xiàn)unctionalityProfile=<EnvironmentEntitySet,EffectSet>其中，EnvironmentEntitySet是該Web服務可以與之發(fā)生交互的環(huán)境實體的集合；EffectSet為該Web服務對環(huán)境的作用集合。一個作用包括與環(huán)境實體發(fā)生的交互集，以及在這個交互過程中環(huán)境實體發(fā)生的變化。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法28Web服務的環(huán)境實體(Web服務的環(huán)境實體)Web服務的一個具體的環(huán)境實體表示為e=id[s_attr1?v1,…,s_attrn?vn]其中，id是環(huán)境實體的標識符；s_attri(1≤i≤n)是環(huán)境實體的一個靜態(tài)屬性；vi是這個靜態(tài)屬性的取值。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法29Web服務與環(huán)境實體的交互交互類型含義e↑msg環(huán)境實體e發(fā)出消息msge↓msg環(huán)境實體e接收消息msge?

msg從符號環(huán)境實體e讀取數(shù)據(jù)消息msge

?

msg向符號環(huán)境實體e存儲數(shù)據(jù)消息msge?s_attr.val設定環(huán)境實體e靜態(tài)屬性s_attr的值為vale?s_attr.val獲得環(huán)境實體e靜態(tài)屬性s_attr的值val2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法30功能描述中的概念(狀態(tài)變化)可控環(huán)境實體的一個狀態(tài)變化表示為e:preState→postState。其中，e是可控環(huán)境實體；preState是這個可控環(huán)境實體在中交互前的狀態(tài)；postState是這個可控環(huán)境實體在交互后的狀態(tài)。(作用)Web服務對環(huán)境實體的一個作用定義為effect=Interaction⊙Transition其中，Interaction是Web服務與環(huán)境實體發(fā)生的一個交互集；Transition則是這些環(huán)境實體中的可控環(huán)境實體在這個交互過程中的一個狀態(tài)變化的集合。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法31功能描述FunctionalityProfileEnvironmentEntityAutonomousEntityhasEntityis_ais_ais_aValuehas_s_attrhas_valueStaticAttributehas_s_attrhas_s_attrEffectInteractionMessageInteractionValueInteractionhasInteractionCausalEntitySymbolicEntityis_ais_ais_withActionhas_actionhasEffectMessagecontainsTransitionhasTransitionStatepostStatepreStateis_of2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法32例子回頭再看前面所舉的例子：“這個服務需具有預訂功能，當旅行無法成行，有機會能取消預訂的機票和酒店房間。”Web服務的環(huán)境實體是：user,ticket,creditcard,hotelroomWeb服務對環(huán)境實體的作用：{user↑(order),ticket↓(order)}⊙{ticket:available→ordered}{user↑pay(order),ticket↓pay(order)}⊙{ticket:ordered→sold}{user↑cancel(order),ticket↓cancel(order)}⊙{ticket:ordered→available}……2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法33環(huán)境變遷圖環(huán)境變遷圖形式化表示為TranG=<E,interE,K>其中，E={e1,…,en}是Web服務的環(huán)境實體集；interE是Web服務與這些環(huán)境實體之間的交互集；K={k(ei)|ei∈Ec}（Ec?E是可控環(huán)境實體子集）是E中的可控環(huán)境實體在Web服務作用下的樹結(jié)構(gòu)層次狀態(tài)機集。與有限狀態(tài)機類似，環(huán)境變遷圖也是用來描述狀態(tài)變遷的。但是狀態(tài)機刻畫的是一種環(huán)境實體從一個初始狀態(tài)隨外界觸發(fā)，發(fā)生狀態(tài)變遷的過程；環(huán)境變遷圖則同時刻畫多種環(huán)境實體在與Web服務交互過程中的狀態(tài)變遷，以及環(huán)境實體之間的依賴關(guān)系。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法34環(huán)境實體之間的依賴關(guān)系環(huán)境實體之間的依賴關(guān)系通過Web服務與這些環(huán)境實體的交互來描述。e1和e2是Web服務ｗ的兩個環(huán)境實體，它們之間的依賴關(guān)系有：(變遷依賴)

e1↑msg和e2↓msg。這兩個交互構(gòu)型出：e1發(fā)出一條消息msg給Web服務ｗ。e2可以通過ｗ接收到這條消息，然后觸發(fā)e2發(fā)生狀態(tài)變遷；(數(shù)據(jù)讀取依賴)

e1?

msg和e2↓msg。這兩個交互構(gòu)型出：e1是符號環(huán)境實體，Web服務ｗ從中讀取一條數(shù)據(jù)消息msg。而e2可以通過ｗ接收到這條數(shù)據(jù)消息；(數(shù)據(jù)存儲依賴)

e1↑msg和e2?msg。這兩個交互構(gòu)型出：e1發(fā)出一條數(shù)據(jù)消息msg

。而e2是符號環(huán)境實體，它可以通過ｗ存儲這條數(shù)據(jù)消息。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法35環(huán)境實體之間的依賴關(guān)系（續(xù)）(值設定依賴)

e1↑(s_attr.val),e2↓(s_attr.val)和e2?

s_attr.val.這三個交互構(gòu)型出：e1發(fā)出一條數(shù)據(jù)消息(sattr.val)給Web服務ｗ，而e2可以通過ｗ接收到這條數(shù)據(jù)消息，然后設定靜態(tài)屬性s_

attr的值為val。(值讀取依賴)

e1?

s_attr.val和e2↓(s_attr.val)。這兩個交互構(gòu)型出：Web服務ｗ讀取e1靜態(tài)屬性值s_attr.val，而e2可以通過ｗ接收到這條數(shù)據(jù)消息(s_attr.val)。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法36Web服務的功能描述ReasonerEnvironmentOntologyInteractionSet1)Describingenvironmententitiesbasedonenvironmentontology2)Accordingtoenvironmententities4)Accordingtotheeffectset5)Reasoningonenvironmentontology6)ObtainingtransitiongraphTransitionGraphEnvironmentEntitySet3)Describinginteractionsetbasedonenvironmentontology2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法37內(nèi)容研究背景上層環(huán)境本體Web服務功能描述Web服務發(fā)現(xiàn)案例研究總結(jié)2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法38環(huán)境建模的方法Web服務功能和需求的描述是Web服務發(fā)現(xiàn)的基礎，是非常關(guān)鍵的組成部分。前面介紹了基于環(huán)境本體獲得Web服務功能語義描述的方法。這里將提出基于環(huán)境本體的服務需求建模方法，將對服務的需求建模為期望該服務將對其環(huán)境實體施加的作用。這樣使得服務需求和Web服務功能具有統(tǒng)一的描述。在本文中，需求和Web服務功能都是基于環(huán)境本體描述的，所以，服務匹配的過程就是判斷Web服務對的環(huán)境的作用是否就是服務需求所期望的。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法39需求描述需求采用與Web服務相同的描述模型，也就是說需求描述包括：期望的環(huán)境實體，期望與環(huán)境實體進行的交互，以及可以導致環(huán)境實體發(fā)生的變化。元素含義環(huán)境實體集期望與之發(fā)生交互的環(huán)境實體集合作用集確定期望與環(huán)境實體進行的交互，以及可控環(huán)境實體在交互中發(fā)生的狀態(tài)變化2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法40服務匹配過程服務需求滿足需求的Web服務描述環(huán)境實體集的匹配作用集的匹配服務注冊中心提取Web服務功能描述需求描述與Web服務描述的匹配過程環(huán)境本體庫提供領(lǐng)域知識Capreq={Ereq,effsreq}Capava={Eava,effsava}2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法41環(huán)境實體之間的匹配關(guān)系環(huán)境實體之間的匹配關(guān)系：

(包含于

e1≤e2)

e1和e2指同一種環(huán)境實體或者e1是e2的子類，并且對于e1和e2所有對應的靜態(tài)屬性值，它們要么相等，要么e1靜態(tài)屬性值是e2靜態(tài)屬性值的子類；(相等e1==e2)

e1和e2是指同一種環(huán)境實體，并且對于它們所有對應的靜態(tài)屬性值都是相等的；(相交e1^e2)e1和e2是指同一種環(huán)境實體或e1是e2的子類或e2是e1的子類，并且e1和e2之間某些對應的靜態(tài)屬性值存在關(guān)聯(lián)。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法42環(huán)境實體集的匹配步驟一：匹配環(huán)境實體集Ereq和Eava。根據(jù)環(huán)境實體之間的匹配，可以得出環(huán)境實體集之間的匹配。不匹配(Non-Match)包含匹配(Subsume-Match)Plug-in匹配(Plugin-Match)完全匹配(Exact-Match)相交匹配(Intersection-Match)2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法43作用集的匹配步驟二：如果環(huán)境實體集Ereq和Eava之間存在匹配，也就是說它們包含著某些共同的環(huán)境實體。步驟二則是匹配共同環(huán)境實體集Era之上的作用集effsreq

和effsava。根據(jù)作用集可以生成相應的環(huán)境變遷圖。

環(huán)境變遷圖可以看作是由可控環(huán)境實體的樹結(jié)構(gòu)層次狀態(tài)機和它們之間的消息通信構(gòu)成的一種特定的通信層次狀態(tài)機。對于環(huán)境實體集Era上的環(huán)境變遷圖{Era,interE,K}

，可以得到一種特定的通信層次狀態(tài)機chm={K,interE}

，其中K是Era中可控環(huán)境實體的樹結(jié)構(gòu)層次狀態(tài)機，interE是交互集用以表示K之間的消息通信。作用集的匹配問題就轉(zhuǎn)化為通信層次狀態(tài)機的匹配問題。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法44通信層次狀態(tài)機的匹配不匹配chmreq?γchmavaPlug-in匹配chmreq?γchmava包含匹配chmreq?γchmava完全匹配chmreq=γchmava相交匹配chmreq∩γchmava2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法45服務匹配小結(jié)服務匹配過程中，服務需求和Web服務之間首先通過它們共同的環(huán)境實體建立起聯(lián)系。其次，對這些共同環(huán)境實體的作用可以在環(huán)境本體的基礎上獲得環(huán)境變遷圖。然后環(huán)境變遷圖之間進行匹配，判斷Web服務是否能滿足服務需求。

環(huán)境本體在這個過程中承擔了領(lǐng)域知識庫的重要角色，用于服務需求和Web服務相互理解而建立關(guān)系。此外，樹結(jié)構(gòu)層次狀態(tài)機的加入使得Web服務的功能描述具備豐富的語義，并且可以支持不同粒度的描述。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法46內(nèi)容研究背景上層環(huán)境本體Web服務功能描述Web服務發(fā)現(xiàn)案例研究總結(jié)2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法47原型系統(tǒng)MatchedservicedescriptionEnvironmentOntologyTransitionGraphGeneratorServiceRegistryMatchmakingRequirementParserEnvironmentEntitiesMatchingEffectsMatchingDescriptionParserRequirementCapabilitydescriptionKnowledgeRepositoryLevelSemanticRepresentationLevelMatchmakingLevelsub-modulesub-moduleECF4WSCapabilityDescription+TransitionGraphRequirementDescription+TransitionGraphDomainFileParser2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法48在線教學領(lǐng)域的環(huán)境本體用戶(user)

教師(teacher)：可以設計、啟動和指導在線教學課程學生(learner)：能不受時間和空間限制地參與在線教學課程學生家長(parent)：能獲得其孩子的學習評估信息管理者(administrator)：負責學生評估等方面的管理幫助實體(helpentity)：可以為教師提供專業(yè)上幫助學習對象(studyentity)：表示需要學習和掌握的知識

教學課程(educationcourse)探索型課程(exploratorytutorial)：讓學生自己對學習對象進行分析的一種教學模式，教師會對學生分析的結(jié)果進行指導評估實體(learnerevaluation)：對學生的學習情況進行評估，把評估信息反饋給教師和學生家長資源庫（resourcerepository）：存放與教學相關(guān)的數(shù)據(jù)。2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法49在Protégé-EnvOnto中構(gòu)建的環(huán)境實體2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法50環(huán)境實體之間的關(guān)系以及它們的靜態(tài)屬性studyentitySeducationcourseCstudy_inteach_inguided_bylearnerAteacherAhelpentityAnamehas_s_attrnamehas_s_attrnamehas_s_attrexploreexploregradehas_s_attrexploratorytutorialCis_a2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法51可控環(huán)境實體的狀態(tài)機nullstarted?attend-coursecreatedend?end-course?create-course(education.val)StateMachineofeducationcourseC2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法52在線教學Web服務學生學生學生家長教師管理者課程……課程…在線地理課程在線評估--在線教學Web服務2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法53在線教學服務--在線地理課程功能教師和學生可以跨越傳統(tǒng)教學活動時間和空間的限制，兩者都可以根據(jù)自己的實際情況選擇不同的時間段、不同的地點進行參與課程活動。xmlns:eco=/EducationCourseOntology.owl#<Functionality_Profilerdf:ID="sel_tutorial"><rdfs:commentrdf:datatype="/2001/XMLSchema#string">在線地理課程功能描述</rdfs:comment><has_entity><Causal_Entityrdf:ID="exploratory_tutorial"><refer_tordf:resource="&eco;#exploratory_tutorial"/><has_s_attr><Static_Attributerdf:ID="name"><has_valuerdf:resource="eco;#geography"/></Satic_Attribute></has_s_attr></Causal_Entity></has_entity>

…2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法54在線教學服務--在線地理課程功能（續(xù)）<Effectrdf:ID="effect_help_topic"><rdfs:commentrdf:datatype="/2001/XMLSchema#string">教師根據(jù)幫助提供的論題設定課程</rdfs:comment><has_interaction><Message_Interactionrdf:ID="send_request_info"><is_withrdf:resource="#teacher"/><containsrdf:resource="&eco;#request__info"/><has_actionrdf:resource="#send"/></Message_Interaction></has_interaction>…<has_transition><Transitionrdf:ID="help_topic_transition_1"><preStaterdf:resource="&eco;#ready"/><postStaterdf:resource="&eco;#topic_sent"/><is_ofrdf:resource="#help_entity"/></Transition></has_transition>…</Effect>2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法55系統(tǒng)界面：實現(xiàn)在線課程的環(huán)境變遷圖2023/3/7Web服務功能描述和發(fā)現(xiàn)：一種基于環(huán)境本體的方法56teacher和exploratorytutorial之間的依賴關(guān)系SELreadytopicpublishedmaterialspublishedmaterialsaccessedmaterialsanalyzedconclusionreceived?give(materials)?access(materials)?re-analyze?analyze(materials)summaryreceived?give(summary,.val)?re-give?give(topic)?draw(conclusion,.val)1)teacher發(fā)出消息!give(topic),通過Web服務