一種基于泛化-特化關(guān)系模式的業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化方法

1、13一種基于泛化-特化關(guān)系模式的業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化方法 本課題得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(60573117)和山東泰山學(xué)者項(xiàng)目資助。 作者簡歷: 張鵬 (1984- ), 男, 碩士研究生, , 主要研究領(lǐng)域?yàn)槊嫦蚍?wù)的計算; 王菁 (1978-),女, 博士,助理研究員, ，主要研究領(lǐng)域?yàn)槊嫦蚍?wù)的計算，服務(wù)組合。趙小偉(1984- )，男，碩士研究生，主要研究領(lǐng)域?yàn)榉?wù)網(wǎng)格，工作流技術(shù)。張鵬1 王菁2 趙小偉1（1 山東科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 青島266510）（2 中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所 網(wǎng)格與服務(wù)計

2、算研究中心 北京 100190） 摘 要 業(yè)務(wù)服務(wù)作為業(yè)務(wù)活動具體實(shí)現(xiàn)的一種抽象表示，在業(yè)務(wù)層上解決了業(yè)務(wù)用戶可用及領(lǐng)域可復(fù)用的問題，但是，業(yè)務(wù)服務(wù)在落實(shí)到具體的物理服務(wù)時缺少一種規(guī)范化的實(shí)例化方法，因此，本文提出了一種基于泛化-特化關(guān)系模式的業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化方法。通過泛化-特化關(guān)系的判定，最終用戶定制的表達(dá)個性化需求的業(yè)務(wù)服務(wù)能夠發(fā)現(xiàn)它的鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)，并且基于泛化-特化關(guān)系模式的應(yīng)用，業(yè)務(wù)服務(wù)只需要在它的鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)的公共實(shí)例集合中去匹配。實(shí)驗(yàn)表明，這種實(shí)例化方法能夠很好的減少業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化中的冗余匹配，提高業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化的效率。關(guān)鍵詞 業(yè)務(wù)服務(wù)；泛化-特化關(guān)系模式；實(shí)例化；鄰近上界中

3、圖法分類號 TP311Business Services Instantiation on the Basis of the Generalization-Specification Patterns ZHANG Peng1 WANG Jing2 ZHAO Xiao-Wei11（College of Information Science and Engineering. Shandong University of Science and Technology,QingDao 266510,China）2 (Research Center for Grid and Service Compu

4、ting, Institute of Computing Technology, CAS, Beijing 100190, China)Abstract Business Service, as an abstraction of concrete realization of a business activity, helps to relieve the complexity in end-user-oriented service assembly and reuse. However, there lacks a standard instantiation method for r

5、ealizing business services on top of concrete software services. The paper proposes an instantiation method for business services on the basis of the generalization-specification patterns. By examining and summarizing generalization-specification relations and the patterns thereof, the customized bu

6、siness services that are adapted to end-user requirements only need to match to the software services that fall into the category of the patterns. Experiments indicate that the instantiation method can help to reduce the matching redundancy and to improve the instantiation efficiency.Key words Busin

7、ess Service; Generalization-Specification Patterns; Instantiation; Adjacent Upper Bound1. 引言網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展對科學(xué)研究活動正在產(chǎn)生著深遠(yuǎn)的影響，并且使得共享網(wǎng)絡(luò)資源和進(jìn)行跨時間和空間的科研協(xié)作成為可能。e-Science概念的提出意味著科學(xué)家能夠方便地共享廣域分布的大規(guī)模計算能力、存儲能力和科學(xué)儀器，能夠方便地獲得和使用大量的科學(xué)數(shù)據(jù)以及與世界各地的科學(xué)研究人員進(jìn)行交流協(xié)作。目前，Internet內(nèi)已有大量的信息資源，也開始涌現(xiàn)出越來越多的可供使用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)資源，例如僅在生物信息領(lǐng)域可統(tǒng)計到的Web服務(wù)數(shù)

8、量就超過30001，并且還在不斷增長。針對無序成長、高度自治和復(fù)雜多樣的網(wǎng)絡(luò)資源，如何提供面向網(wǎng)絡(luò)資源共享和集成的“資源在邏輯上一體、物理上獨(dú)立自治”的虛擬計算環(huán)境，以支持最終用戶方便高效的使用，已經(jīng)成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)計算技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究問題。業(yè)務(wù)服務(wù)2作為業(yè)務(wù)活動具體實(shí)現(xiàn)的一種抽象表示，在業(yè)務(wù)層上滿足了最終用戶對服務(wù)的可理解、可構(gòu)造的需求，然而，業(yè)務(wù)服務(wù)只有落實(shí)到具體的物理服務(wù)，才能讓最終用戶真正的使用。由于業(yè)務(wù)服務(wù)和物理服務(wù)分屬于問題域和解空間，因此需要通過一種跨所屬域的資源實(shí)例化方法來實(shí)現(xiàn)兩者之間的映射。我們把業(yè)務(wù)服務(wù)與物理服務(wù)通過跨所屬域的匹配方法建立映射的過程稱為業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化。首先通過

9、一個實(shí)際場景，說明本文擬解決的問題。Jerry是某化學(xué)所的科研人員，對生物信息領(lǐng)域的軟件操作不是很熟悉?，F(xiàn)在，Jerry接到一個任務(wù)：要盡快完成家蠶的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)流程中包括家蠶的核苷酸序列相似性查找。目前，網(wǎng)絡(luò)上已經(jīng)有很多實(shí)現(xiàn)序列相似性查找業(yè)務(wù)功能的Web服務(wù)，但是Jerry并不了解，也不會使用這些Web服務(wù)。Jerry現(xiàn)在只有整個實(shí)驗(yàn)的流程圖，并且可以根據(jù)這個流程圖構(gòu)建家蠶的核苷酸序列相似性查找的業(yè)務(wù)服務(wù)，但是，這個業(yè)務(wù)服務(wù)并不是真正的計算資源，不能夠返回Jerry需要的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為了解決Jerry遇到的問題，業(yè)務(wù)服務(wù)需要一種實(shí)例化方法能夠保證其正確、快速的落實(shí)到對應(yīng)的物理服務(wù)，實(shí)現(xiàn)具體

10、的業(yè)務(wù)功能。目前，業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化方法主要有兩種，一種是文獻(xiàn)2提出的業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化方法，該方法雖然能夠保證業(yè)務(wù)服務(wù)正確的落實(shí)到物理服務(wù)，但是沒有給出物理服務(wù)復(fù)用的具體解決辦法，當(dāng)物理服務(wù)數(shù)量較多時，業(yè)務(wù)服務(wù)在實(shí)例化過程中會產(chǎn)生很多冗余匹配，影響業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)現(xiàn)具體業(yè)務(wù)功能的效率。 圖1 定制復(fù)用的業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化方法定制是對可復(fù)用資源進(jìn)行修改以適應(yīng)某一特定需求的過程3。文獻(xiàn)4沿用了自上而下的需求細(xì)化和自下而上的已有服務(wù)資源復(fù)用的思想，提出了定制復(fù)用的業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化方法。如圖1所示，最終用戶通過對業(yè)務(wù)層上的業(yè)務(wù)服務(wù)A進(jìn)行定制，可得到滿足個性化需求的業(yè)務(wù)服務(wù)B。在業(yè)務(wù)服務(wù)B實(shí)例化時，由于可以復(fù)用軟件層上的

11、業(yè)務(wù)服務(wù)A的實(shí)例，所以只需要在業(yè)務(wù)服務(wù)A的實(shí)例集合中進(jìn)行匹配，從而縮小了匹配范圍，但是，在哪個業(yè)務(wù)服務(wù)上進(jìn)行定制，不同用戶會有不同的做法。例如，一個用戶可能通過對業(yè)務(wù)服務(wù)B進(jìn)行定制得到業(yè)務(wù)服務(wù)C，如圖1(a)所示，而另一個用戶可能會通過對業(yè)務(wù)服務(wù)A進(jìn)行定制來得到業(yè)務(wù)服務(wù)C，如圖1(b)所示。由于業(yè)務(wù)服務(wù)A的實(shí)例數(shù)多于業(yè)務(wù)服務(wù)B的實(shí)例數(shù)，所以相同的業(yè)務(wù)服務(wù)C在與軟件層的物理服務(wù)進(jìn)行匹配時，匹配范圍會不同，由此而產(chǎn)生冗余匹配，影響業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)現(xiàn)具體業(yè)務(wù)功能的效率。本文在分析和借鑒了服務(wù)聚合和服務(wù)匹配相關(guān)工作的基礎(chǔ)上，提出了基于泛化-特化關(guān)系模式的業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化方法。與前兩種方法相比，此方法可以通過發(fā)

12、現(xiàn)鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)來確定業(yè)務(wù)服務(wù)的復(fù)用層次，并且基于泛化-特化關(guān)系模式的應(yīng)用，業(yè)務(wù)服務(wù)在實(shí)例化時可以減少冗余匹配，能夠正確、快速地落實(shí)到對應(yīng)的物理服務(wù)，實(shí)現(xiàn)具體的業(yè)務(wù)功能。文章的組織結(jié)構(gòu)如下：第二章是泛化-特化關(guān)系模式，是本文的核心，主要給出了模式中的元素、元素之間的關(guān)系以及關(guān)系之間的映射三個方面的形式化定義，為基于泛化-特化關(guān)系模式的業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化方法提供了基礎(chǔ)；第三章是基于泛化-特化關(guān)系模式的業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化方法；第四章是應(yīng)用及評價；第五章對相關(guān)工作進(jìn)行了比較分析；最后是全文總結(jié)。2. 泛化-特化關(guān)系模式模式是對某種環(huán)境中不斷出現(xiàn)的問題給出的解決方案的核心，是解決問題的指導(dǎo)。下面給出泛化-特

13、化關(guān)系模式解決業(yè)務(wù)服務(wù)落實(shí)到對應(yīng)的物理服務(wù)問題的基本原理以及具體的解釋。2.1泛化-特化關(guān)系模式的基本原理對于如何將業(yè)務(wù)服務(wù)落實(shí)到對應(yīng)的物理服務(wù)，使業(yè)務(wù)服務(wù)真正擁有業(yè)務(wù)能力的這個問題，泛化-特化關(guān)系模式給出了相應(yīng)的解決方案。其基本原理是：在業(yè)務(wù)層上，業(yè)務(wù)服務(wù)之間建立泛化-特化關(guān)系，同時，在軟件層上，這些業(yè)務(wù)服務(wù)對應(yīng)的物理服務(wù)的集合之間建立包含-被包含關(guān)系。業(yè)務(wù)層和軟件層通過實(shí)例化搭建溝通的橋梁。下圖是泛化-特化關(guān)系模式的結(jié)構(gòu)。圖2泛化-特化關(guān)系模式的結(jié)構(gòu)圖2所示的結(jié)構(gòu)中包括元素、元素之間的關(guān)系以及關(guān)系之間的映射三個方面，下面給出它們形式化的定義。2.2模式中的元素 模式中的元素包括業(yè)務(wù)服務(wù)和物

14、理服務(wù)，其中業(yè)務(wù)服務(wù)通過引入特征模型體現(xiàn)了領(lǐng)域業(yè)務(wù)活動的共性和變化性。特征模型由概念的特征及其特征間關(guān)系組成，通常以特征樹形式描述，用于描述領(lǐng)域內(nèi)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)屬性。特征樹的一個配置是指根據(jù)特征樹中定義的變化性約束選取得到的特征集合5。從特征樹中得到一個特征樹的配置的過程被稱為配置過程。業(yè)務(wù)服務(wù)的特征模型描述了業(yè)務(wù)服務(wù)的輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)和服務(wù)質(zhì)量屬性，從而可以和具有特征模型描述的共性，以及特征模型允許的變化性范圍內(nèi)的物理服務(wù)進(jìn)行匹配。物理服務(wù)是與業(yè)務(wù)服務(wù)具有匹配能力的語義Web服務(wù)操作，為了表述方便，后面簡稱語義Web服務(wù)。下面我們給出業(yè)務(wù)服務(wù)、業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹（輸入?yún)?shù)/輸出參數(shù)/服務(wù)質(zhì)量特征樹

15、）和語義Web服務(wù)的定義。定義1. 業(yè)務(wù)服務(wù)：BS:=，其中Action是業(yè)務(wù)服務(wù)的動作概念，Entity是業(yè)務(wù)服務(wù)的客體概念，InputFT/OutputFT/QosFT分別是業(yè)務(wù)服務(wù)輸入/輸出/服務(wù)質(zhì)量特征樹。定義2. 特征樹：FT:=，其中F表示特征節(jié)點(diǎn)的集合，EFFFS為特征節(jié)點(diǎn)之間的有向邊的集合，F(xiàn)S=Man,Opt,Xor,Or分別對應(yīng)于必選、可選、異或、或四種特征類型。集合F和E構(gòu)成了以rF為根節(jié)點(diǎn)的樹結(jié)構(gòu)。定義3. 語義Web服務(wù)：SWS:=其中Function是語義Web服務(wù)的功能語義，InputPara/OutputPara/QosPara是語義Web服務(wù)Input/Out

16、put/Qos標(biāo)注語義的參數(shù)集合。2.3模式中元素之間的關(guān)系“泛化特化”關(guān)系是概念間常見的一對關(guān)系。當(dāng)在較低層上抽象表達(dá)了與之聯(lián)系的較高層上抽象的特殊情況時，稱較高層上抽象是較低層上抽象的“泛化”，而較低層上抽象是較高層上抽象的“特化”。對于業(yè)務(wù)服務(wù)來說，業(yè)務(wù)服務(wù)具有輸入、輸出、服務(wù)質(zhì)量特征屬性，表達(dá)了所對應(yīng)的領(lǐng)域內(nèi)業(yè)務(wù)活動的共性和變化性，因此可以通過業(yè)務(wù)服務(wù)的特征樹之間的關(guān)系來刻畫業(yè)務(wù)服務(wù)之間的泛化和特化關(guān)系6?！鞍?被包含”關(guān)系是集合之間常見的一對關(guān)系，當(dāng)集合A的元素都在集合B中，則稱集合A被集合B包含，集合B包含集合A。下面給出這兩種關(guān)系的形式化定義。定義4. 概念匹配：concept

17、A和conceptB是兩個本體概念，如果conceptA等價于conceptB，則稱conceptA與conceptB概念匹配，cm(conceptA,conceptB)=true。定義5. 概念細(xì)化：conceptA和conceptB是兩個本體概念，如果conceptA等價于conceptB或者conceptA是conceptB的子概念，則稱conceptA是conceptB的細(xì)化，記為conceptA c conceptB。定義6. 業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹的配置：對于業(yè)務(wù)服務(wù)（輸入?yún)?shù)/輸出參數(shù)/服務(wù)質(zhì)量）特征樹FT=，如果存在語義Web服務(wù)的標(biāo)注語義的參數(shù)（輸入?yún)?shù)/輸出參數(shù)/服務(wù)質(zhì)量）集合P，

18、以及存在FT的特征的子集FsF，F(xiàn)s是FT的一個配置，并且對于每個Fs中的特征f，存在P中的一個參數(shù)p，使得cm(p,f)=true，對于P中的每個參數(shù)p，存在Fs中的一個特征，使得cm(p,f)=true，則可稱此語義Web服務(wù)的參數(shù)集P是業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹FT的一個配置，記為isConfiguration(P,FT)=true。定義7. 業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹的“泛化-特化”關(guān)系：對于兩個業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹FT1，F(xiàn)T2，如果對于FT1的每一個配置P，同時也是FT2的一個配置，則可稱FT1是FT2的特化，F(xiàn)T2是FT1的泛化，記為FT1 f FT2。定義8. 業(yè)務(wù)服務(wù)的“泛化-特化”關(guān)系：對于兩個業(yè)務(wù)服務(wù)

19、bs1和bs2，如果對于bs1的每一個輸入、輸出、服務(wù)質(zhì)量特征樹FT1，bs2中都存在相應(yīng)的特征樹FT2 滿足FT1 f FT2，并且bs1.Entityc bs2.Entity，bs1.Actionc bs2.Action，則可稱bs1是bs2的特化，bs2是bs1的泛化，記為bs1 bs bs2。定義9. 語義Web服務(wù)集合的“包含-被包含”關(guān)系：對于兩個語義Web服務(wù)集合SwsSet1、SwsSet2，如果swsSwsSet1，有swsSwsSet2，則稱SwsSet1被SwsSet2包含，SwsSet2包含SwsSet1，記為SwsSet1 SwsSet2。2.4模式中關(guān)系之間的映射業(yè)

20、務(wù)服務(wù)實(shí)例化建立了模式中元素之間的映射，同時也是實(shí)現(xiàn)模式中關(guān)系之間映射的前提，下面給出業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例的定義以及模式中關(guān)系之間映射的形式化表示。定義10. 業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例：對于一個業(yè)務(wù)服務(wù)bs，如果存在一個語義Web服務(wù)sws，滿足sws.InputPara是bs.InputFT的一個配置，sws.OutputPara是bs.OutputFT的一個配置，sws.QosPara是bs.QosFT的一個配置，并且sws.Function c bs.Action+bs.Entity，其中“+”表示組合（例如：序列+查找表示序列查找這個業(yè)務(wù)活動概念），則稱此語義Web服務(wù)是業(yè)務(wù)服務(wù)的一個實(shí)例，記為insta

21、nce(sws,bs)=true。業(yè)務(wù)服務(wù)的泛化-特化關(guān)系與物理服務(wù)集合的包含-被包含關(guān)系之間映射的形式化表示如下：bs1 bs bs2 SwsSet1SwsSet2其中bs1 、bs2是業(yè)務(wù)服務(wù)，SwsSet1是bs1的實(shí)例集合，SwsSet2是bs2的實(shí)例集合。內(nèi)涵包括：定理1. 如果兩個業(yè)務(wù)服務(wù)具有泛化-特化關(guān)系，則它們對應(yīng)的物理服務(wù)集合具有包含-被包含關(guān)系。證明：語義Web服務(wù)sws，業(yè)務(wù)服務(wù)bs1、bs2，其中bs1 bs bs2，instance(sws,bs1)=true，則根據(jù)定義7，sws.InputPara是bs1.InputFT的一個配置，sws.OutputPara是b

22、s1.OutputFT的一個配置，sws.QosPara是bs1.QosFT的一個配置，并且sws.Function c bs1.Action+ bs1.Entity，根據(jù)定義8，sws.InputPara是bs2.InputFT的一個配置，sws.OutputPara是bs2.OutputFT的一個配置，sws.QosPara是bs2.QosFT的一個配置，并且sws.Function c bs2.Action+ bs2.Entity，根據(jù)定義10，instance(sws,bs2)=true，根據(jù)定義9，得證。定理2. 如果兩個業(yè)務(wù)服務(wù)對應(yīng)的物理服務(wù)集合是包含-被包含關(guān)系，則這兩個業(yè)務(wù)服務(wù)

23、是泛化-特化關(guān)系。證明： sws，swsSwsSet1，根據(jù)定義7，sws.InputPara是bs1.InputFT的一個配置，sws.OutputPara是bs1.OutputFT的一個配置，sws.QosPara是bs1.QosFT的一個配置，并且sws.Function c bs1.Action+bs1.Entity， 由于SwsSet1 SwsSet2，所以sws.InputPara是bs2.InputFT的一個配置，sws.OutputPara是bs2.OutputFT的一個配置，sws.QosPara是bs2.QosFT的一個配置，并且sws.Function c bs2.Act

24、ion+bs2.Entity。反證法，如果存在bs1的輸入、輸出、服務(wù)質(zhì)量特征樹FT1與bs2相應(yīng)的特征樹FT2不滿足定義7中的泛化-特化關(guān)系，則FT1必然存在一個配置p，滿足pFT1， pFT2，與開始證明的結(jié)論矛盾。因此，根據(jù)定義7，對于每一個bs1的輸入、輸出、服務(wù)質(zhì)量特征樹FT1，bs2中都存在相應(yīng)特征樹FT2，滿足FT1 f FT2。根據(jù)定義8，得證。該模式針對業(yè)務(wù)服務(wù)如何落實(shí)到對應(yīng)的物理服務(wù)給出了相應(yīng)的解決方案和指導(dǎo)，具體有以下三個特點(diǎn)：一是模式中元素以及元素之間的關(guān)系有明確的定義；二是模式中元素之間以及元素關(guān)系之間建立了映射；三是來自較高層上的元素之間具有層次化的結(jié)構(gòu)，有利于較高

25、層上元素的使用和維護(hù)。3. 基于泛化-特化關(guān)系模式的業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化方法基于泛化-特化關(guān)系模式的業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化方法分為兩個過程，一個是發(fā)現(xiàn)鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)的過程，另一個是業(yè)務(wù)服務(wù)與物理服務(wù)的匹配過程。下面給出這個方法的基本原理和具體的做法。3.1方法的基本原理基于泛化-特化關(guān)系模式的業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化方法的基本原理是：業(yè)務(wù)服務(wù)之間的泛化-特化關(guān)系映射到軟件層中表現(xiàn)為對應(yīng)的物理服務(wù)集合之間的包含-被包含關(guān)系；物理服務(wù)集合之間的包含-被包含關(guān)系，映射到業(yè)務(wù)層中表現(xiàn)為對應(yīng)的業(yè)務(wù)服務(wù)之間的泛化-特化關(guān)系。根據(jù)這個原理，業(yè)務(wù)服務(wù)從構(gòu)造到實(shí)例化的整個過程如圖3所示。圖3 基于泛化-特化關(guān)系模式的業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化方

26、法在業(yè)務(wù)服務(wù)構(gòu)造上，首先，領(lǐng)域?qū)＜腋鶕?jù)領(lǐng)域存在內(nèi)聚性(領(lǐng)域知識邏輯上的緊密相關(guān)性)和穩(wěn)定性(在一定時間內(nèi)，領(lǐng)域知識不會發(fā)生劇烈的變化)的特點(diǎn)2，按照領(lǐng)域分析原理，對領(lǐng)域內(nèi)相似的業(yè)務(wù)活動根據(jù)其共性和變化性進(jìn)行抽象，構(gòu)造表示領(lǐng)域內(nèi)相似業(yè)務(wù)活動的領(lǐng)域業(yè)務(wù)服務(wù)，方法是通過組合動作概念和客體概念來表示業(yè)務(wù)活動的概念，通過輸入、輸入、服務(wù)質(zhì)量三個方面的特征建模完成業(yè)務(wù)活動的共性和變化性的特征的表示。其次，最終用戶通過業(yè)務(wù)服務(wù)的特化操作進(jìn)行個性化定制。在業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化上，首先，通過發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)服務(wù)的鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)，確定其復(fù)用層次。這樣一方面可以屏蔽不同的定制選擇導(dǎo)致的業(yè)務(wù)服務(wù)匹配范圍的不同，另一方面可以減少業(yè)

27、務(wù)服務(wù)的冗余匹配。然后，業(yè)務(wù)服務(wù)在其鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)的公共實(shí)例集合中進(jìn)行匹配，建立與對應(yīng)物理服務(wù)的映射，使業(yè)務(wù)服務(wù)真正擁有其業(yè)務(wù)能力。下面是鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)的形式化定義：定義11. 鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)：bs1、bs2是業(yè)務(wù)服務(wù)，如果bs2與bs1滿足泛化-特化關(guān)系，即bs1 bs bs2，并且不存在業(yè)務(wù)服務(wù)bs，滿足bs bsbs2且bs1bs bs。則稱bs2是bs1的鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)。對于如何確定新的業(yè)務(wù)服務(wù)與它的鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)下原有的特化業(yè)務(wù)服務(wù)之間的關(guān)系，本文是利用了6中研究的業(yè)務(wù)服務(wù)融合的結(jié)果，在這里不做詳細(xì)闡述。3.2鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)的發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)需要判定業(yè)務(wù)服務(wù)之間的

28、泛化-特化關(guān)系，其中主要是判定業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹之間的泛化-特化關(guān)系。定義7給出了通過業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹的配置集合之間的包含-被包含關(guān)系來判定業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹之間的泛化-特化關(guān)系的方法，但是，如圖4所示的特征樹，特征 f下有n個特征f1,f2,.,fn，它們與f通過“或”特征類型構(gòu)成特征樹的邊，該特征樹的配置個數(shù)是2n-1，在多項(xiàng)式時間內(nèi)不能夠發(fā)現(xiàn)它的所有配置，并且文獻(xiàn)7也將特征樹模型所有配置的發(fā)現(xiàn)歸為NP完全問題，定義7的方法不能夠在多項(xiàng)式時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)。因此，本文提出了另一個判定業(yè)務(wù)服務(wù)之間的泛化-特化關(guān)系的方法，這種方法首先是找到業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹的完備的特化操作集合OP，基于OP，判定業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹的泛

29、化-特化關(guān)系轉(zhuǎn)化為判定業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹的改變操作是否屬于OP中的特化操作集合，與定義7的方法相比，該方法能夠在多項(xiàng)式時間內(nèi)判定業(yè)務(wù)服務(wù)之間的泛化-特化關(guān)系。下面給出相關(guān)的定義和具體的實(shí)現(xiàn)方法。圖4“或”特征類型的特征樹3.2.1業(yè)務(wù)服務(wù)的特化操作業(yè)務(wù)服務(wù)的特化操作具體包括業(yè)務(wù)服務(wù)動作概念和客體概念的細(xì)化操作(選取特征表示的概念及其子概念的操作)和業(yè)務(wù)服務(wù)輸入、輸出、服務(wù)質(zhì)量特征樹的特化操作。其中業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹的特化操作包括12種基本的原子操作，下面給出這12種基本的原子操作。定義12. 業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹的原子操作：如果業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹的建模操作op不能通過其他操作及其組合來表示，則稱op為業(yè)務(wù)服務(wù)特

30、征樹的原子操作。定義13. 業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹的特化操作：業(yè)務(wù)服務(wù)bs1經(jīng)過操作op得到業(yè)務(wù)服務(wù)bs2，如果bs1 bs bs2，則op是業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹的特化操作。以下列出滿足特化操作定義的12種原子操作： 1）“可選”特征類型的特征改變?yōu)椤氨剡x”特征類型的特征； 2）“可選”特征類型的特征改變?yōu)椤爱惢颉碧卣黝愋偷奶卣鳎?3）“可選”特征類型的特征改變?yōu)椤盎颉碧卣黝愋偷奶卣鳎?4）當(dāng)同一個父特征下的“必選”特征類型的子特征只有一個時，“必選”特征類型的子特征改變?yōu)椤爱惢颉碧卣黝愋偷淖犹卣鳎?5）當(dāng)同一個父特征下的“必選”特征類型的子特征只有一個時，“必選”特征類型的子特征改變?yōu)椤盎颉碧卣黝愋偷淖犹?/p>

31、征； 6）當(dāng)同一個父特征下的“異或”特征類型的子特征只有一個時，“異或”特征類型的子特征改變?yōu)椤氨剡x”特征類型的子特征； 7）當(dāng)同一個父特征下的“異或”特征類型的子特征只有一個時，“異或”特征類型的子特征改變?yōu)?“或”特征類型的子特征； 8）當(dāng)同一個父特征下的“或”特征類型的子特征只有一個特征時，“或”特征類型的特征改變?yōu)椤爱惢颉碧卣黝愋偷奶卣鳎?9）當(dāng)同一個父特征下的“或”特征類型的子特征只有一個特征時，“或”特征類型的特征改變?yōu)椤氨剡x”特征類型的特征； 10）刪除“可選”特征類型的特征； 11）當(dāng)同一個父特征下的“異或”特征類型的子特征不只有一個時，刪除“異或”特征類型的特征； 12）當(dāng)同

32、一個父特征下的“或”特征類型的子特征不只有一個時，刪除“或”特征類型的特征。3.2.2特化操作集合的完備性下面我們給出業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹的完備的特化操作集合的定義，并且證明上述12種原子操作組成的集合是業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹的完備的特化操作集合。定義14. 業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹的完備的特化操作集合OP：如果任何一個與業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹FT1滿足泛化-特化關(guān)系的業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹FT2都能夠在業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹FT1下通過OP中的特化操作實(shí)現(xiàn)，那么稱OP是業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹的完備的特化操作集合。由于任何業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹的操作可以分解為一組原子操作，因此，如果從所有原子操作中找到的特化操作集合是完備的，則它對于業(yè)務(wù)服務(wù)特征樹的操作也

33、是完備的。因此，我們只需要通過證明所有業(yè)務(wù)服務(wù)建模的原子操作是否是特化操作來找到完備的特化操作集合。下面我們將所有業(yè)務(wù)服務(wù)建模的原子操作分為增加特征、改變特征類型、刪除特征三種情況。n 增加特征1）增加“可選”、“必選”、“異或”、“或”特征類型的特征不是特化操作證明: FT1表示特征樹，F(xiàn)T2表示FT1增加了“可選”特征類型的特征f的特征樹(“必選”、“異或”、“或”證明類似)。P，P是FT2的配置，P包含特征f，由于FT1中沒有特征f，P不是FT1的配置，根據(jù)定義7，F(xiàn)T2不是FT1的特化，得證。n 改變特征類型1）“可選”特征類型的特征改變?yōu)椤氨剡x”特征類型的特征是特化操作證明: FT1

34、表示包含“可選”特征類型的特征f的特征樹，F(xiàn)T2表示FT1中的特征f改變?yōu)椤氨剡x”特征類型特征的特征樹。P， P是FT2的配置，則P滿足特征樹FT2配置的約束條件，由于“可選”特征類型沒有作用特征樹配置約束條件，所以 P一定滿足特征樹FT1配置的約束條件，P是FT1的配置，根據(jù)定義7，F(xiàn)T2 f FT1，得證。2）“可選”特征類型的特征改變?yōu)椤爱惢颉碧卣黝愋偷奶卣饕约啊翱蛇x”特征類型的特征改變?yōu)椤盎颉碧卣黝愋偷奶卣魇翘鼗僮鳎ㄗC明同上面類似）3）當(dāng)同一個父特征下的“必選”特征類型的子特征只有一個時，“必選”特征類型的子特征改變?yōu)椤爱惢颉被颉盎颉碧卣黝愋偷淖犹卣魇翘鼗僮?在相同條件下，“異或”

35、特征類型、“或”特征類型的證明類似)證明: FT1表示包含“必選”特征類型的特征f的特征樹，并且f的父特征在這個“必選”特征類型下只有一個子特征，F(xiàn)T2表示FT1中的特征f改變?yōu)椤爱惢颉被颉盎颉碧卣黝愋吞卣鞯奶卣鳂?。P， P是FT2的配置，則P滿足特征樹FT2配置的約束條件，由于在父特征只有一個子特征情況下，“必選”、“異或”、“或”特征類型作用于特征樹配置的約束條件等價，所以 P一定滿足特征樹FT1配置的約束條件，P是FT1的配置，根據(jù)定義7，F(xiàn)T2 f FT1，得證。4）當(dāng)同一個父特征下的“必選”特征類型的子特征不只有一個時，“必選”特征類型的子特征改變?yōu)椤爱惢颉被颉盎颉碧卣黝愋偷淖犹卣鞑?/p>

36、是特化操作(在相同條件下，“異或”特征類型、“或”特征類型的證明類似)證明: FT1表示包含“必選”特征類型的特征f的特征樹，并且f的父特征在這個“必選”特征類型下不只有一個子特征，F(xiàn)T2表示FT1的特征f改變?yōu)椤爱惢颉被颉盎颉碧卣黝愋吞卣鞯奶卣鳂?。由于“異或”、“或”、“必選”這三種特征類型作用于特征樹配置的約束條件的定義不同，并且，在這種情況下它們作用于特征樹配置的約束條件也不等價，因此，P，P滿足特征樹FT2配置的約束條件，是FT2的配置，但是P不滿足特征樹FT1配置的約束條件，P不是FT1的配置，根據(jù)定義7，F(xiàn)T2不是FT1的特化，得證。5）“必選”、“異或”、“或”特征類型的特征改變

37、為“可選”特征類型的特征不是特化操作證明: FT1表示包含“必選”特征類型的特征f的特征樹(“異或”、“或”證明類似)，F(xiàn)T2表示FT1中的特征f改變?yōu)椤翱蛇x”特征類型特征的特征樹。由于“必選”特征類型對特征樹配置作用了約束條件，因此，P，P不包含“可選”特征類型的特征f，P滿足特征樹FT2配置的約束條件，是FT2的配置，但P不滿足特征樹FT1中“必選”特征類型對特征樹配置作用的約束條件，P不是FT1的配置，根據(jù)定義7，F(xiàn)T2不是FT1的特化，得證。n 刪除特征1）刪除“可選”特征類型的特征是特化操作證明: FT1表示包含“可選”特征類型的特征f的特征樹，F(xiàn)T2表示FT1刪除特征f的特征樹。P

38、， P是FT2的配置，則P滿足特征樹FT2配置的約束條件，由于“可選”特征類型沒有對特征樹配置作用約束條件，因此P一定滿足特征樹FT1配置的約束條件，P是FT1的配置，根據(jù)定義7，F(xiàn)T2 f FT1，得證。2）當(dāng)同一個父特征下的“異或”特征類型的子特征不只有一個時，刪除“異或”特征類型的子特征是特化操作(在相同條件下“或”特征類型的證明類似)證明: FT1 表示包含“異或”特征類型的特征f1的特征樹，并且f1的父特征在這個“異或”特征類型下還有其他子特征如特征f2，F(xiàn)T2表示FT1中刪除f1或f2的特征樹。P， P是FT2的配置，則P滿足特征樹FT2配置的約束條件，如果P不包含f1的父特征，“

39、異或”特征類型沒有對 P屬于FT1的配置作用約束條件，則P是FT1的配置。如果P包含f1的父特征，那么P必然包含f1或f2，因此，P滿足FT1下“異或”特征類型作用特征樹配置的約束條件，P是FT1的配置，根據(jù)定義7，F(xiàn)T2 f FT1。3）當(dāng)同一個父特征下的“異或”特征類型的子特征只有一個時，刪除“異或”特征類型的子特征不是特化操作(在相同條件下“或”特征類型的證明類似)證明: FT1 表示包含“異或”特征類型的子特征f1的特征樹，并且f1的父特征在這個“異或”特征類型下只有f1子特征，F(xiàn)T2表示FT1中刪除f1得到的特征樹。P， P是包含f1的父特征但是不包含特征f1的FT2的配置，P滿足特

40、征樹FT2配置的約束條件，但是P不滿足FT1下“異或”特征類型作用特征樹配置的約束條件，P不是FT1的配置，根據(jù)定義7，F(xiàn)T2不是FT1的特化，得證。 4）刪除“必選”特征類型的特征不是特化操作證明: FT1表示包含“必選”特征類型的特征f的特征樹，F(xiàn)T2表示FT1刪除f得到的特征樹。P，P是FT2的配置，P不包含特征f，P滿足特征樹FT2配置的約束條件，但是P不滿足FT1下“必選”特征類型作用特征樹配置的約束條件，P不是FT1的配置，根據(jù)定義7，F(xiàn)T2不是FT1的特化。上述通過對業(yè)務(wù)服務(wù)所有原子操作是否是特化操作的證明，我們找到了12種滿足業(yè)務(wù)服務(wù)特化操作定義的原子操作，這12種操作組成了業(yè)

41、務(wù)服務(wù)特征樹的完備的特化操作集合，這為業(yè)務(wù)服務(wù)泛化-特化關(guān)系的判定提供了新的方法。3.2.3業(yè)務(wù)服務(wù)特化-泛化關(guān)系的判定算法該算法通過業(yè)務(wù)服務(wù)表示的業(yè)務(wù)活動概念的細(xì)化關(guān)系和業(yè)務(wù)服務(wù)輸入、輸出、服務(wù)質(zhì)量特征樹的泛化-特化關(guān)系來判定業(yè)務(wù)服務(wù)的泛化-特化關(guān)系。算法1. 泛化-特化關(guān)系判定算法GSS(bs1, bs2)輸入: bs1, bs2;/ bs1,bs2表示業(yè)務(wù)服務(wù)輸出:boolean;/返回bs1是否是bs2的特化過程:(1) if (bs1.Action+ bs1.Entity cbs2.Action+ bs2.Entity)(2) for ft bs2.InputFT, bs2.Outp

42、utFT, bs2.QosFT (3) for(int i=0;ift.depth;i+)(4) selectedFeatureSet =selectedFeature(ft,i);(5) for(int j=0;jselectedFeatureSet.size;j+)(6) f=selectedFeatureSet.get(j);(7) ft=bs1.getFeatureTree(ft.getFTName();/根據(jù)bs2的特征樹得到bs1相應(yīng)的特征樹(8) if(!isModify(f,ft) continue; /如果特征f沒變化，則繼續(xù)(9) operation= getModifyO

43、peration(f,ft); /得到特征的變化操作(10) if(!isSpecificationOperation(operation) /判斷是否是屬于完備的特化操作集合的特化操作(11) return false;(12) (13) return true;(14) else return false I通過分析，該算法最壞時間復(fù)雜度是O(h*t)，其中t是業(yè)務(wù)服務(wù)的特征樹中特征最多的一層的特征個數(shù)，h是業(yè)務(wù)服務(wù)的特征樹中最深的特征樹的深度。3.2.4鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)發(fā)現(xiàn)算法該算法從領(lǐng)域業(yè)務(wù)服務(wù)開始，根據(jù)深度優(yōu)先遍歷的原則，判斷每個業(yè)務(wù)服務(wù)下的特化業(yè)務(wù)服務(wù)與輸入業(yè)務(wù)服務(wù)的泛化-特化關(guān)系

44、。如果業(yè)務(wù)服務(wù)下的特化業(yè)務(wù)服務(wù)中存在輸入業(yè)務(wù)服務(wù)的泛化業(yè)務(wù)服務(wù)，進(jìn)入下一層；如果業(yè)務(wù)服務(wù)下的特化業(yè)務(wù)服務(wù)中沒有輸入業(yè)務(wù)服務(wù)的泛化業(yè)務(wù)服務(wù)，則將該業(yè)務(wù)服務(wù)加入鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)集合中，并且對它的特化業(yè)務(wù)服務(wù)進(jìn)行剪枝。具體算法如下：算法2. 鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)發(fā)現(xiàn)算法AUS(bs1, bs2)輸入: bs1, bs2;/ bs1是業(yè)務(wù)服務(wù)，bs2是領(lǐng)域業(yè)務(wù)服務(wù)輸出: bsSet;/ bs1的鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)集合過程:(1) bsSet,bsSet1= bs2.getsubbs();(2) boolean sign=true;/剪枝標(biāo)記(3) for(int i=0;ibsSet1.size();i+)

45、 /遍歷業(yè)務(wù)服務(wù)bs2下一層所有的業(yè)務(wù)服務(wù)(4) bs=bsSet1.get(i);(5) if (GSS(bs,bs)(6) sign=false;(7) bsSet=bsSet.add(AUS(bs1,bs);(8) (9) if(sign) bsSet.add(bs2);(10) return bsSet;通過分析，鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)發(fā)現(xiàn)算法的最壞時間復(fù)雜度是O(p*h*t) ，其中p是領(lǐng)域業(yè)務(wù)服務(wù)下所有業(yè)務(wù)服務(wù)的個數(shù)，h是領(lǐng)域業(yè)務(wù)服務(wù)下所有業(yè)務(wù)服務(wù)的特征樹中最深的特征樹的深度，t是領(lǐng)域業(yè)務(wù)服務(wù)下所有業(yè)務(wù)服務(wù)的特征樹中特征最多一層的特征個數(shù)。3.3業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化業(yè)務(wù)服務(wù)與它的鄰近上界業(yè)務(wù)服

46、務(wù)滿足泛化-特化關(guān)系，因此，我們可以應(yīng)用泛化-特化關(guān)系模式?；谶@個模式，我們得到了推論1 ，下面我們給出這個推論和利用這個推論的實(shí)例化算法。推論1：如果業(yè)務(wù)服務(wù)存在鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)，則該業(yè)務(wù)服務(wù)的實(shí)例在它的鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)的公共實(shí)例集合中。證明：bs，bsSet是bs的鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)集合，bsSet，則bsbsSet，bs bs bs，根據(jù)定理1，sws，instance(sws,bs)=true，則instance(sws, bs)=true，所以ws屬于bsSet的公共實(shí)例集合。業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化可以建立業(yè)務(wù)服務(wù)與物理服務(wù)之間跨所屬域的映射，這里是通過業(yè)務(wù)服務(wù)與語義Web服務(wù)進(jìn)行能力信息的

47、匹配來實(shí)現(xiàn)。這種匹配方法一方面可以基于服務(wù)能力信息以實(shí)現(xiàn)精確匹配，另一方面允許匹配的一方(業(yè)務(wù)服務(wù))的能力信息有一定的變化性，匹配的另一方(語義Web服務(wù))只需與業(yè)務(wù)服務(wù)能力信息變化范圍內(nèi)的某一合法能力信息匹配即可，并且，需要匹配的語義Web服務(wù)集合縮小為鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)的公共實(shí)例集合。下面給出具體算法：算法3. 利用鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)的公共實(shí)例集合的業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化算法BSIA(bs1, bs2)輸入: bs1, bs2, paraSet;/ bs1是輸入業(yè)務(wù)服務(wù), bs2是領(lǐng)域業(yè) 務(wù)服務(wù), paraSet是參數(shù)集合輸出: resultSet;/ bs1的實(shí)例集合過程:(1) 根據(jù)算法2得到bs

48、1的鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)集合bsSet;(2) 取得鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)的公共實(shí)例集合wsSet;(3) for each swsdo(4) if(cm(sws.Function,bs1.Action+ bs1.Entity)(5) for ft bs1.InputFT, bs1.OutputFT, bs1.QosFT /判斷是否存在參數(shù)沒有特征概念匹配(6) if(!existNotMatchedFeaturePara(paraSet,ft)(7) (8) for f/從葉子結(jié)點(diǎn)開始向上判斷參數(shù)概念匹配的特征是否滿足特征樹配置的約束條件(9) if f是葉子節(jié)點(diǎn)，如果存在參數(shù)集合的參數(shù)與它概念匹配，

49、則f滿足約束條件(10) else if f不是葉子節(jié)點(diǎn)，則根據(jù)子特征和邊的特征類型判斷f是否滿足約束條件(11) (12) if bs1的根節(jié)點(diǎn)r不滿足約束條件，continue; (13) resultSet.add(sws);(14) return resultSet;通過分析，業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化算法的最壞時間復(fù)雜度是O(p* h*t*h*t*n) 其中p是領(lǐng)域業(yè)務(wù)服務(wù)下所有業(yè)務(wù)服務(wù)的個數(shù)，h是領(lǐng)域業(yè)務(wù)服務(wù)下所有業(yè)務(wù)服務(wù)的特征樹中最深的特征樹的深度，t是領(lǐng)域業(yè)務(wù)服務(wù)下所有業(yè)務(wù)服務(wù)的特征樹中特征最多一層的特征個數(shù)，h是輸入業(yè)務(wù)服務(wù)的特征樹中最深的特征樹的深度，t是輸入業(yè)務(wù)服務(wù)的特征樹中特征最多

50、的一層的特征個數(shù)，n是輸入業(yè)務(wù)服務(wù)的鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)的公共實(shí)例個數(shù)。4. 應(yīng)用及評價4.1應(yīng)用案例下面通過生物信息領(lǐng)域的一個應(yīng)用案例來說明業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化的效果。案例說明：某科研人員需要進(jìn)行Blastn序列相似性查找實(shí)驗(yàn)（利用Blast算法，在核苷酸數(shù)據(jù)庫中查找與核苷酸序列具有同源相似性的序列）。目前，領(lǐng)域?qū)＜乙呀?jīng)構(gòu)建了表示領(lǐng)域內(nèi)序列相似性查找業(yè)務(wù)活動的領(lǐng)域業(yè)務(wù)服務(wù)，并且科研人員已經(jīng)定制出了Blast序列相似性查找，F(xiàn)asta序列相似性查找，核苷酸序列相似性查找三個業(yè)務(wù)服務(wù)。下面詳細(xì)說明解決科研人員需求的具體流程。1）科研人員在領(lǐng)域?qū)＜覙?gòu)建的表示序列相似性查找業(yè)務(wù)活動的領(lǐng)域業(yè)務(wù)服務(wù)下進(jìn)行個性化定

51、制刪除輸入?yún)?shù)中的fasta_program，protein_sequence、protein_sequence_database特征，以及輸出參數(shù)中的fasta_report特征，表達(dá)科研人員對Blastn序列相似性查找的個性化需求，得到相應(yīng)的Blastn序列相似性查找業(yè)務(wù)服務(wù)。圖5 領(lǐng)域業(yè)務(wù)服務(wù)的個性化定制2）系統(tǒng)利用泛化-特化關(guān)系判定算法GSS，發(fā)現(xiàn)Blastn的鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)Blast序列相似性查找業(yè)務(wù)服務(wù)和核苷酸序列相似性查找業(yè)務(wù)服務(wù)。3）得到Blast序列相似性查找業(yè)務(wù)服務(wù)和核苷酸序列相似性查找業(yè)務(wù)服務(wù)的公共實(shí)例集合，包括DDBJ http:/xml.nig.ac.jp/wsdl

52、/Blast.wsdl的Blastn、Blast-searchParamAsync、Blast-searchSimpleAsync和MyGrid.uk/wiki/pub/Mygrid/TempWSDL/Blast_search_noparam.wsdl的Blastn、Blast-search、Blast-searchAsync等六種不同類型的語義Web服務(wù)。4）利用服務(wù)匹配算法BWM，Blastn序列相似性查找業(yè)務(wù)服務(wù)在其鄰近上界的公共實(shí)例集合中進(jìn)行匹配， DDBJ的Blastn和MyGrid的Blastn兩種語義Web服務(wù)在業(yè)務(wù)服務(wù)能力信息變化的范圍內(nèi)

53、，是Blastn序列相似性查找業(yè)務(wù)服務(wù)的實(shí)例。5）科研人員在業(yè)務(wù)層上調(diào)用Blastn序列相似性查找業(yè)務(wù)服務(wù)，系統(tǒng)在軟件層上執(zhí)行此業(yè)務(wù)服務(wù)的實(shí)例，獲得Blastn序列相似性查找結(jié)果。圖6業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化的結(jié)果4.2支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以業(yè)務(wù)服務(wù)為基礎(chǔ)單元的服務(wù)社區(qū)為最終用戶提供了業(yè)務(wù)層上可操作的資源，并且已經(jīng)應(yīng)用到實(shí)際的生物信息領(lǐng)域中。整個服務(wù)社區(qū)原型系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖7所示，具體包括：1）業(yè)務(wù)服務(wù)交互組件：負(fù)責(zé)用戶與業(yè)務(wù)服務(wù)的交互，具體功能包括業(yè)務(wù)服務(wù)建模、呈現(xiàn)、定制及執(zhí)行。2）業(yè)務(wù)服務(wù)與Web服務(wù)關(guān)聯(lián)組件：負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)服務(wù)與Web服務(wù)的關(guān)聯(lián)，具體功能包括Web服務(wù)注冊、利用泛化-特化關(guān)系的業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化。3

54、）面向服務(wù)計算的基礎(chǔ)設(shè)施：負(fù)責(zé)提供Web服務(wù)運(yùn)行環(huán)境，具體包括用于Web服務(wù)部署的SOAP服務(wù)器、用于Web服務(wù)執(zhí)行的引擎等。 圖7 服務(wù)社區(qū)的支撐架構(gòu)4.3實(shí)驗(yàn)與分析4.3.1評價指標(biāo)本文提出了基于泛化-特化關(guān)系模式的業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化方法，其目的是減少業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化的冗余匹配，使業(yè)務(wù)服務(wù)能夠正確、快速的落實(shí)到對應(yīng)的物理服務(wù)，因此本文從業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化的時間這個角度定義評價指標(biāo)。(實(shí)驗(yàn)過程可重復(fù))業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化的時間：業(yè)務(wù)服務(wù)匹配到所有在業(yè)務(wù)服務(wù)能力信息變化范圍內(nèi)的語義Web服務(wù)需要的時間。4.3.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計根據(jù)科研人員對序列相似性查找業(yè)務(wù)活動的具體需求，這里的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)包括了序列相似性查找業(yè)務(wù)活動

55、涉及的服務(wù)資源。在本試驗(yàn)中，我們從服務(wù)社區(qū)選取了14個已經(jīng)注冊的Web服務(wù)，通過標(biāo)注語義得到95個語義Web服務(wù)，分組添加到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集中。在業(yè)務(wù)層上我們構(gòu)造了14個與序列相似性查找業(yè)務(wù)活動相關(guān)的業(yè)務(wù)服務(wù)，具體過程是：領(lǐng)域?qū)＜覙?gòu)建序列相似性查找領(lǐng)域業(yè)務(wù)服務(wù)，科研人員個性化定制13個子業(yè)務(wù)服務(wù)，具體包括Blast序列相似性查找、Fasta序列相似性查找、核苷酸序列相似性查找、蛋白質(zhì)序列相似性查找等業(yè)務(wù)服務(wù)。圖8記錄了隨著語義Web服務(wù)個數(shù)增加，F(xiàn)asta蛋白質(zhì)序列相似性查找業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化的時間，并且描述了它們之間的變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)所用95個語義Web服務(wù)，以10個為一組，分組進(jìn)行加入。圖9 記錄了當(dāng)

56、語義Web服務(wù)數(shù)量為95個時，隨著業(yè)務(wù)服務(wù)的增加，業(yè)務(wù)層中所有業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化的時間，并且描述了它們之間變化的規(guī)律。圖8 Fasta蛋白質(zhì)序列相似性查找業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化的時間 圖9業(yè)務(wù)層中所有業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例化的時間4.3.3分析與評價圖8的結(jié)果清楚地顯示了基于泛化-特化關(guān)系模式的實(shí)例化方法的時間指標(biāo)值比其他兩種方法的時間指標(biāo)值小，并且變化的幅度也穩(wěn)定在一個較小的范圍內(nèi)。這是因?yàn)镕asta蛋白質(zhì)序列相似性查找業(yè)務(wù)服務(wù)在基于泛化-特化關(guān)系模式的實(shí)例化方法下可以確定復(fù)用層次，與定制復(fù)用方法比，這種方法可以在更小的語義Web服務(wù)集合內(nèi)進(jìn)行匹配，從而使實(shí)例化時間可以進(jìn)一步減少，而直接實(shí)例化方法的時間會隨著語義Web服務(wù)數(shù)量的增加而線形增長。同時，由于業(yè)務(wù)服務(wù)數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于語義Web服務(wù)的數(shù)量，發(fā)現(xiàn)鄰近上界業(yè)務(wù)服務(wù)的時間相對服務(wù)匹配的時間可以忽略。因此，雖然語義Web服務(wù)的個數(shù)保持較大數(shù)量級增長，但是業(yè)務(wù)服務(wù)在基于泛化-特化關(guān)系模式的實(shí)例化方法下的實(shí)例化時間卻保持較小數(shù)量級增長。圖9的結(jié)果清楚地顯示了基于泛化-特化關(guān)系模式的實(shí)例化方法的時間指標(biāo)值比其他兩種方法的時間指標(biāo)值小，當(dāng)加入第八個業(yè)務(wù)服務(wù)后時間增長幅度突然減小，并且之后的時間增長幅度也變的相對平緩。這是因?yàn)殡S著業(yè)務(wù)服務(wù)的增多，新加入的業(yè)務(wù)服務(wù)對已有業(yè)務(wù)服務(wù)實(shí)例的復(fù)用的可能性越來越大，并且由于復(fù)用層次可