一種規(guī)范化用戶需求的組合服務(wù)選擇方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種規(guī)范化用戶需求的組合服務(wù)選擇方法，包括組合服務(wù)選擇中的用戶需求描述語言URDL-CSS和基于URDL-CSS語言的組合服務(wù)選擇方法兩部分。URDL-CSS語言有固定的組成元素及語法結(jié)構(gòu)，是一種在組合服務(wù)選擇過程中解決如何規(guī)范化用戶復(fù)雜需求的工具，并可利用它更方便的保存、讀取、分析、計(jì)算出用戶的實(shí)際需求，再通過組合服務(wù)選擇部分計(jì)算出更有價(jià)值的符合用戶需求的組合服務(wù)QoS值，用于組合服務(wù)選擇。該組合服務(wù)選擇方法解決了組合服務(wù)選擇中用戶需求的復(fù)雜性問題，使用戶需求的表示更加規(guī)范化、文檔化，同時(shí)使用戶需求的獲取、計(jì)算和管理更為方便，為組合服務(wù)選擇提供了一種有力的方法和工具。
【專利說明】一種規(guī)范化用戶需求的組合服務(wù)選擇方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一個(gè)在開放異構(gòu)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)組合服務(wù)選擇的方法。主要針對(duì)組合服務(wù)選擇中用戶需求具有復(fù)雜性的特點(diǎn)，提出了一種適用于組合服務(wù)選擇的用戶需求描述語言URDL-CSS，該語言可以描述用戶的復(fù)雜需求，使用戶需求清晰化、規(guī)范化、文檔化，解決組合服務(wù)選擇過程中用戶需求越來越復(fù)雜的問題，并給出基于該語言的組合服務(wù)選擇方法。屬于信息服務(wù)、服務(wù)計(jì)算領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]信息服務(wù)是以開發(fā)利用信息資源為基礎(chǔ)，根據(jù)用戶需求，運(yùn)用電子信息技術(shù)對(duì)相關(guān)知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行采集、加工、存儲(chǔ)、傳輸、檢索和利用，以新的序列化的知識(shí)單元提供給用戶的服務(wù)工作。在信息服務(wù)的演變過程中，P2P服務(wù)、網(wǎng)格服務(wù)、Web服務(wù)、SOA和云服務(wù)扮演著重要的角色，可以說，信息服務(wù)是諸多具體服務(wù)形式高層次的抽象與凝練。信息服務(wù)具有與平臺(tái)無關(guān)、松耦合、可表達(dá)、可發(fā)現(xiàn)、可組合和可度量等服務(wù)特性。
[0003]面對(duì)網(wǎng)絡(luò)中日益增多的不同服務(wù)，以及不同服務(wù)商提供的相同服務(wù)，作為服務(wù)的請(qǐng)求者，做出服務(wù)選擇的過程變得越來越復(fù)雜。同時(shí)，由于單個(gè)服務(wù)往往不能滿足用戶的需求，這時(shí)就需將已有的多個(gè)原子服務(wù)進(jìn)行組合，以便產(chǎn)生滿足用戶特定的復(fù)雜功能需求的、增值的組合服務(wù)。
[0004]結(jié)合用戶需求的組合服務(wù)選擇是解決以上問題的一種主要方法，由于用戶需求具有復(fù)雜性的特點(diǎn)，提出組合服務(wù)選擇中的用戶需求描述語言URDL-CSS，考慮了用戶需求在組合服務(wù)選擇中的特點(diǎn)，并給出基于該語言的組合服務(wù)選擇方法，具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是給出一種描述組合服務(wù)選擇中用戶復(fù)雜需求的工具，即組合服務(wù)選擇中的用戶需求描述語言URDL-CSS，并實(shí)現(xiàn)基于該語言的組合服務(wù)選擇方法。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明將借鑒最新的組合服務(wù)選擇方法，考慮用戶需求具有復(fù)雜性的的特點(diǎn)，提出一種有效描述組合服務(wù)選擇中用戶需求的規(guī)范方法，給出組合服務(wù)選擇中的用戶需求描述語言URDL-CSS，并實(shí)現(xiàn)組合服務(wù)選擇。
[0007]本發(fā)明是一種策略性的方案，參考組合服務(wù)選擇已有的研究成果、結(jié)合成熟的基于服務(wù)質(zhì)量的組合服務(wù)選擇模型，提出一種適用于組合服務(wù)選擇的用戶需求描述語言URDL-CSS，實(shí)現(xiàn)一種用戶需求清晰化、規(guī)范化、文檔化的組合服務(wù)選擇方法，主要有組合服務(wù)選擇中的用戶需求描述語言URDL-CSS和基于URDL-CSS語言的組合服務(wù)選擇方法兩部分。
[0008]組合服務(wù)選擇中的用戶需求描述語言URDL-CSS有固定的組成元素，主要的組成結(jié)構(gòu)包括需求基本信息、需求詳細(xì)信息、服務(wù)屬性信息和服務(wù)結(jié)構(gòu)信息四大部分，其中需求基本信息主要有用戶ID、需求ID、需求生存期，需求詳細(xì)信息主要有功能屬性需求、非功能屬性需求、服務(wù)權(quán)重分值，服務(wù)屬性信息主要是服務(wù)質(zhì)量屬性，服務(wù)結(jié)構(gòu)信息主要有前驅(qū)服務(wù)名、有無執(zhí)行概率、后繼服務(wù)名；
[0009]基于URDL-CSS語言的組合服務(wù)選擇方法關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理過程，主要包括的數(shù)據(jù)有用戶需求庫(kù)、個(gè)人需求庫(kù)、原子服務(wù)QoS需求、組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型、組合服務(wù)QoS需求、處理后的QoS參數(shù)、最佳組合服務(wù)等，主要包括的處理過程有用戶需求庫(kù)查詢讀取分析過程、原子服務(wù)用戶需求計(jì)算過程、組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建過程、組合服務(wù)用戶需求計(jì)算過程、組合服務(wù)QoS參數(shù)計(jì)算處理過程、用戶選擇最佳服務(wù)過程等處理子過程。
[0010]該規(guī)范化用戶需求的組合服務(wù)選擇方法的步驟在于先讀取分析用戶需求XML文檔后形成用戶需求庫(kù)，用戶需求庫(kù)經(jīng)過查詢讀取分析過程可以得到個(gè)人需求庫(kù)，個(gè)人需求庫(kù)通過進(jìn)一步的分析，經(jīng)過原子服務(wù)用戶需求計(jì)算過程可以得到原子服務(wù)QoS需求，經(jīng)過組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建過程可以得到組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型，再經(jīng)過組合服務(wù)用戶需求計(jì)算過程可以得到組合服務(wù)QoS需求，而組合服務(wù)QoS參數(shù)計(jì)算處理過程可以得到處理后的QoS參數(shù)，最后，用戶選擇最佳服務(wù)過程可以得到最佳組合服務(wù)，將最佳組合服務(wù)提供給上層用戶，完成組合服務(wù)選擇。
[0011]下面給出組合服務(wù)選擇中的用戶需求描述語言URDL-CSS中所有組成元素的定乂:
[0012]I)用戶ID:需求基本信息之一。用于標(biāo)識(shí)提供某用戶需求XML文檔的用戶的ID號(hào)，該用戶ID必須是唯一的；
[0013]2)需求ID:需求基本信息之一。用于唯一標(biāo)識(shí)某用戶需求XML文檔；
[0014]3)需求生存期:需求基本彳目息之一。表不該需求存在的時(shí)間起止，只有在生存期內(nèi)的需求才可用，不在生存期內(nèi)的需求不可用；
[0015]4)功能屬性需求:需求詳細(xì)信息之一。表示用戶所需要的服務(wù)的功能；
[0016]5)非功能屬性需求:需求詳細(xì)信息之一。表示用戶對(duì)所需要的服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量方面的需求，如對(duì)服務(wù)的價(jià)格、性能、可靠性等方面的需求；
[0017]6)服務(wù)權(quán)重分值:需求詳細(xì)信息之一。表示用戶對(duì)該服務(wù)的重視程度，并給出一個(gè)分值表示其重視大??；
[0018]7)服務(wù)質(zhì)量屬性:服務(wù)屬性信息。列出服務(wù)具有的非功能屬性，如價(jià)格、性能、可靠性、可用性、安全性、聲譽(yù)度等；
[0019]8)前驅(qū)服務(wù)名:服務(wù)結(jié)構(gòu)信息之一。前驅(qū)服務(wù)表示執(zhí)行當(dāng)前服務(wù)之前，所必須要先執(zhí)行的服務(wù)，沒有執(zhí)行過前驅(qū)服務(wù)，也就不能執(zhí)行當(dāng)前服務(wù)，沒有前驅(qū)服務(wù)的服務(wù)為組合服務(wù)中第一個(gè)服務(wù)；
[0020]9)有無執(zhí)行概率:服務(wù)結(jié)構(gòu)信息之一。特別針對(duì)組合服務(wù)中的分支結(jié)構(gòu)模型，在執(zhí)行前驅(qū)服務(wù)后，有一定概率會(huì)執(zhí)行到當(dāng)前服務(wù)，有執(zhí)行概率的服務(wù)即表示它當(dāng)前所在的組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型為分支結(jié)構(gòu)模型；
[0021]10)后繼服務(wù)名:服務(wù)結(jié)構(gòu)信息之一。后繼服務(wù)表示執(zhí)行當(dāng)前服務(wù)之后，所必須或可能要執(zhí)行的服務(wù)，當(dāng)后續(xù)服務(wù)為多個(gè)時(shí)，可能是組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型中的分支結(jié)構(gòu)，也可能是并行結(jié)構(gòu)，當(dāng)無后繼服務(wù)時(shí)，表示其為組合服務(wù)中的最后一個(gè)服務(wù)。
[0022]下面針對(duì)基于URDL-CSS語言的組合服務(wù)選擇方法中數(shù)據(jù)處理過程中包含的數(shù)據(jù)和處理的過程，定義如下:[0023]I) XML文檔:使用URDL-CSS語言描述的所有用戶需求描述XML文檔；
[0024]2)用戶需求庫(kù):用戶需求庫(kù)是通過能夠識(shí)別URDL-CSS語言的定制軟件讀取所有用戶提供的用戶需求XML文檔，再將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)形成，用于查詢、讀取、分析及上層的處理；
[0025]3)個(gè)人需求庫(kù):用戶需求庫(kù)經(jīng)過查詢讀取分析過程可以得到個(gè)人需求庫(kù)，個(gè)人需求庫(kù)中只保存與指定用戶有關(guān)的有效信息，不在生存期內(nèi)的需求不保存在該數(shù)據(jù)庫(kù)中，該數(shù)據(jù)庫(kù)隨著用戶需求的各種變化及用戶需求生存期的限制而改變，具有實(shí)時(shí)更新的功能；
[0026]4)原子服務(wù)QoS需求:用戶對(duì)組合服務(wù)中的每一個(gè)可能用到的原子服務(wù)的QoS需求，通過讀取個(gè)人需求庫(kù)信息，利用原子服務(wù)用戶需求計(jì)算過程可以得到用戶對(duì)每個(gè)原子服務(wù)的QoS需求；
[0027]5)組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型:組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型，主要有串行模型、并行模型、分支模型和循環(huán)模型，在較復(fù)雜的組合服務(wù)中，可能會(huì)同時(shí)存在這四種模型。通過讀取個(gè)人需求庫(kù)信息，利用組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建過程可以得到組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型；
[0028]6)組合服務(wù)QoS需求:用戶對(duì)該組合服務(wù)的一個(gè)整體的QoS需求，通過讀取各個(gè)原子服務(wù)QoS需求和組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型，利用組合服務(wù)用戶需求計(jì)算過程可以得到用戶的組合服務(wù)QoS需求；
[0029]7)處理后的QoS參數(shù):通過讀取組合服務(wù)原始的QoS參數(shù)，再利用組合服務(wù)QoS參數(shù)計(jì)算處理過程，即得到處理后的組合服務(wù)QoS參數(shù)；
[0030]8)最佳組合服務(wù):符合用戶需求的QoS值最高的組合服務(wù)，通過讀取組合服務(wù)QoS需求和處理后的QoS參數(shù)，利用用戶選擇最佳服務(wù)過程可以得到最佳組合服務(wù)；
[0031]9)用戶需求庫(kù)查詢讀取分析過程:在用戶需求庫(kù)中讀取出同時(shí)滿足“用戶名”和“需求存在時(shí)間”的用戶需求信息，形成個(gè)人需求庫(kù)；
[0032]10)原子服務(wù)用戶需求計(jì)算過程:讀取個(gè)人需求庫(kù)中每個(gè)原子服務(wù)的需求詳細(xì)信息及服務(wù)屬性信息，利用直覺模糊集理論計(jì)算出用戶的原子服務(wù)QoS需求；
[0033]11)組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建過程:讀取個(gè)人需求庫(kù)中每個(gè)原子服務(wù)的“前驅(qū)服務(wù)名”、“有無執(zhí)行概率”和“后繼服務(wù)名”，結(jié)合當(dāng)前服務(wù)的功能屬性需求，利用圖論知識(shí)構(gòu)建組合服務(wù)的鄰接矩陣，通過鄰接矩陣可以得到組合服務(wù)的結(jié)構(gòu)模型；
[0034]12)組合服務(wù)用戶需求計(jì)算過程:利用得到的原子服務(wù)QoS需求和組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型，再讀取原子服務(wù)權(quán)重分值，根據(jù)給出的結(jié)合了服務(wù)權(quán)重分值的組合服務(wù)中每個(gè)結(jié)構(gòu)模型所對(duì)應(yīng)的用戶需求計(jì)算方法(公式詳見圖4)，計(jì)算出用戶的組合服務(wù)QoS需求；
[0035]13)組合服務(wù)QoS參數(shù)計(jì)算處理過程:通過常用的各個(gè)組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型對(duì)應(yīng)的QoS參數(shù)計(jì)算方法，先計(jì)算出組合服務(wù)的QoS參數(shù)，再將QoS參數(shù)進(jìn)行歸一化處理；
[0036]14)用戶選擇最佳服務(wù)過程:將組合服務(wù)用戶需求與處理后的QoS參數(shù)加權(quán)計(jì)算，通過Top-K算法選擇出QoS值最大的組合服務(wù)，供上層用戶選擇使用。
[0037]基于URDL-CSS語言的組合服務(wù)選擇方法不同于傳統(tǒng)的組合服務(wù)選擇方法，它將原本用戶隨意表達(dá)的復(fù)雜需求轉(zhuǎn)變成清晰的、規(guī)范的用戶需求XML文檔，完成了用戶需求文檔化的建立。在考慮用戶需求時(shí)，增加了需求生存期、前驅(qū)服務(wù)名、有無執(zhí)行概率、后繼服務(wù)名等新元素。通過需求生存期，可以有效剔除過期的用戶需求，適應(yīng)了用戶需求存在動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)，通過用戶需求中的服務(wù)結(jié)構(gòu)信息，表達(dá)出用戶所需組合服務(wù)的結(jié)構(gòu)模型，達(dá)到更好的描述用戶需求的目的。
[0038]一、URDL-CSS語言中元素的語法結(jié)構(gòu)及功能
[0039]URDL-CSS語言描述的用戶需求XML文檔以〈URDL-CSS〉開始，以〈/URDL-CSS〉結(jié)尾，主要包括以下四個(gè)組成部分:
[0040]1)需求基本信息:主要有用戶ID、需求ID、需求生存期。包含在〈Requirement ofBasic Information〉......〈/Requirement of Basic Information〉節(jié)點(diǎn)內(nèi)。
[0041]2)需求詳細(xì)信息:主要有功能屬性需求、非功能屬性需求、服務(wù)權(quán)重分值。包
含在〈Requirement of Detailed Information)......〈/Requirement of Detailed
Information)節(jié)點(diǎn)內(nèi)。
[0042]3)服務(wù)屬性信息:主要是服務(wù)質(zhì)量屬性。包含在〈Service PropertiesInformation〉......〈/Service Properties Information〉節(jié)點(diǎn)內(nèi)。
[0043]4)服務(wù)結(jié)構(gòu)信息:主要有前驅(qū)服務(wù)名、有無執(zhí)行概率、后繼服務(wù)名。包含在〈Service Structure Information)......〈/Service Structure Information〉節(jié)點(diǎn)內(nèi)。
[0044]每一部分中元素的語法結(jié)構(gòu)及功能如下:
[0045]1)用戶ID:包含在〈User ID>……〈/User ID>節(jié)點(diǎn)內(nèi)，用于唯一標(biāo)識(shí)用戶，以正整數(shù)表示。
[0046]2)需求 ID:包含在〈Requirement ID>......〈/Requirement ID> 節(jié)點(diǎn)內(nèi)，用于唯一
標(biāo)識(shí)用戶需求，以正整數(shù)表示。
[0047]3)需求生存期:包含在〈Requirement Lifetime〉......〈/Requirement Lifetime〉
節(jié)點(diǎn)內(nèi)，由一對(duì)日期與時(shí)間組成，中間用空格隔開，表示該用戶需求生存時(shí)間的起止，過期的用戶需求將不再用到，例如“2014-01-01-00-002014-01-05-00-00”。
[0048]4)功能屬性需求:包含在〈Functional Properties Requirement〉......〈/
Functional Properties Requirement)節(jié)點(diǎn)內(nèi)，用字符串表示用戶需求的服務(wù)功能,例如“hotel”。
[0049]5)非功能屬性需求:包含在〈Non-Functional Properties Requirement〉......〈/
Non-Functional Properties Requirement〉節(jié)點(diǎn)內(nèi)，根據(jù)直覺模糊集理論，由用戶提供直覺判斷矩陣表示用戶對(duì)服務(wù)各非功能屬性的需求，逐行書寫，每個(gè)直覺模糊數(shù)用空格隔開，例如 “ (0.5，0.5) (0.2，0.7) (0.4，0.6) (0.7，0.2) (0.5，0.5) (0.6，0.2) (0.6，0.4) (0.2，0.6)(0.5，0.5) ”。
[0050]6)服務(wù)權(quán)重分值:包含在〈Weight Score〉......〈/Weight Score〉節(jié)點(diǎn)內(nèi)，表示用
戶對(duì)該服務(wù)的重視程度，用I到100的整數(shù)表示。
[0051]7)服務(wù)質(zhì)量屬性:包含在<QoS>……〈/Qos>節(jié)點(diǎn)內(nèi)，表示所關(guān)注的服務(wù)非功能屬性，用若干字符串表示，以空格隔開，數(shù)量與非功能屬性需求中直覺判斷矩陣的行列數(shù)相一致，例如 “Price Performance Reliability Availability Security Reputation，，。
[0052]8)前驅(qū)服務(wù)名:包含在〈Precursor Service Name〉......〈/Precursor Service
Name)節(jié)點(diǎn)內(nèi)，用字符串表示該服務(wù)的前驅(qū)服務(wù)名，例如“airplane”。
[0053]9)有無執(zhí)行概率:包含在〈Execution Probability〉......〈/Execution
Probability)節(jié)點(diǎn)內(nèi)，I表示有執(zhí)行概率，即該服務(wù)處于分支結(jié)構(gòu)中，O表示必然發(fā)生，即該服務(wù)不處于分支結(jié)構(gòu)中。[0054]10)后繼服務(wù)名:包含在〈Successor Service Name〉......〈/Successor Service
Name)節(jié)點(diǎn)內(nèi)，用字符串表示該服務(wù)的后繼服務(wù)名，例如“restaurant”。
[0055]二、基于URDL-CSS語言的組合服務(wù)選擇方法工作流程
[0056]第一步:所有用戶給出使用URDL-CSS語言描述的用戶需求XML文檔；
[0057]第二步:通過能夠識(shí)別URDL-CSS語言的軟件讀取所有用戶提供的用戶需求XML文檔，再將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)形成用戶需求庫(kù)；
[0058]第三步:從用戶需求庫(kù)中讀取出同時(shí)滿足需要服務(wù)的用戶的“用戶名”和“需求存在時(shí)間”沒有過期的用戶需求信息，形成個(gè)人需求庫(kù)；
[0059]第四步:從個(gè)人需求庫(kù)中讀取每條需求的需求詳細(xì)信息及服務(wù)屬性信息，利用直覺模糊集理論計(jì)算出用戶的原子服務(wù)QoS需求；
[0060]第五步:從個(gè)人需求庫(kù)中讀取每條需求的“前驅(qū)服務(wù)名”、“有無執(zhí)行概率”和“后繼服務(wù)名”，結(jié)合本條需求的功能屬性需求，利用圖論知識(shí)構(gòu)建鄰接矩陣，再根據(jù)鄰接矩陣得到組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型；
[0061]第六步:給出結(jié)合了服務(wù)權(quán)重分值的組合服務(wù)中每個(gè)結(jié)構(gòu)模型所對(duì)應(yīng)的用戶需求計(jì)算方法(公式詳見圖4)，利用得到的原子服務(wù)QoS需求和組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型，結(jié)合服務(wù)權(quán)重分值，計(jì)算出用戶的組合服務(wù)QoS需求；
[0062]第七步:通過常用的組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型對(duì)應(yīng)的QoS參數(shù)計(jì)算方法，計(jì)算出組合服務(wù)的QoS參數(shù)，并將QoS參數(shù)歸一化；
[0063]第八步:將組合服務(wù)用戶需求與處理后的QoS參數(shù)加權(quán)計(jì)算，通過Top-K算法選擇出QoS值最大的組合服務(wù)，即最佳組合服務(wù)；
[0064]第九步:將最佳組合服務(wù)提供給上層用戶選擇使用。
[0065]三、基于URDL-CSS語言的組合服務(wù)選擇方法性能分析
[0066]本方案主要針對(duì)在開放異構(gòu)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，用戶選擇組合服務(wù)時(shí)，用戶需求具有復(fù)雜性的特點(diǎn)，提出了一種組合服務(wù)選擇中用戶需求描述語言URDL-CSS，利用該語言描述用戶的復(fù)雜需求，并給出基于該語言的組合服務(wù)選擇方法。該語言將用戶需求分為四大部分，涵蓋了用戶所有可能的需求，包括所需服務(wù)的功能屬性需求、非功能屬性需求、月艮務(wù)質(zhì)量屬性、用戶對(duì)服務(wù)的偏好權(quán)重分值、所需服務(wù)的前后結(jié)構(gòu)等。該方案使用戶需求清晰化、規(guī)范化、文檔化，解決了服務(wù)選擇過程中用戶需求越來越復(fù)雜的問題，使用戶需求的獲取、計(jì)算和管理更為方便，為組合服務(wù)選擇提供了一種有力的方法與工具。具體分析如下:
[0067]I)該用戶需求描述語言考慮了用戶需求可能涉及到的所有方面，并將描述用戶需求的過程規(guī)范化，將用戶對(duì)組合服務(wù)的復(fù)雜需求抽離出為若干個(gè)清晰可見的XML文檔，更方便快速地保存與讀取用戶需求。
[0068]2)每個(gè)用戶需求XML文檔都具有用戶ID、需求ID，用戶可以方便地管理自己已有的需求文檔，當(dāng)對(duì)某一服務(wù)的需求有所變動(dòng)時(shí)，只需要對(duì)相應(yīng)的XML文檔作少量的更改，而且可以通過更改需求生存期達(dá)到延期需求生存時(shí)間、重復(fù)使用該XML文檔的目的，大大減少了使用的空間資源，避免了重新填寫需求帶來的重復(fù)操作。
[0069]3)每一個(gè)XML文檔中都有服務(wù)結(jié)構(gòu)信息的相關(guān)內(nèi)容，通過“功能屬性需求”、“前驅(qū)服務(wù)名”、“有無執(zhí)行概率”和“后繼服務(wù)名”，進(jìn)行快速匹配操作，利用圖論知識(shí)構(gòu)建鄰接矩陣，可以方便、自動(dòng)、快速地構(gòu)建出用戶所需要的組合服務(wù)結(jié)構(gòu)。[0070]有益效果:使用該組合服務(wù)選擇中的用戶需求描述語言URDL-CSS實(shí)現(xiàn)開放異構(gòu)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的組合服務(wù)選擇有如下優(yōu)點(diǎn):
[0071]I)用戶需求的清晰化、文檔化、規(guī)范化。本方案規(guī)范化了用戶提供的復(fù)雜需求，并使之文檔化，在使用戶需求更加清晰的同時(shí)，其需求文檔也更加便于保存和管理。
[0072]2)便于用戶對(duì)已有需求的管理與使用。由于每個(gè)需求文檔都有唯一的需求ID標(biāo)識(shí)，用戶可以方便的管理自己已有的需求文檔，并可以將過期的需求文檔刪除或者修改需求生存期以進(jìn)行延期、重復(fù)使用等操作。
[0073]3)服務(wù)提供商可以利用用戶需求文檔以完善、改進(jìn)自己的服務(wù)。用戶請(qǐng)求過的服務(wù)，在服務(wù)提供商那里會(huì)有相應(yīng)的信息記錄，服務(wù)提供商可以根據(jù)請(qǐng)求過的所有用戶需求文檔，綜合分析出用戶需求的偏好以改進(jìn)服務(wù)，使更多的用戶使用該服務(wù)，獲得更多的收益，同時(shí)也使用戶可以獲得更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
[0074]4)服務(wù)結(jié)構(gòu)信息有助于更方便快速地構(gòu)建組合服務(wù)的結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的用戶需求信息所不同，URDL-CSS語言包含了用戶需求的服務(wù)結(jié)構(gòu)信息，它有助于自動(dòng)地、快速地構(gòu)建出用戶所需要的組合服務(wù)結(jié)構(gòu)，更加便捷智能。
[0075]5)另外該方案還具有其它優(yōu)點(diǎn)。如:服務(wù)權(quán)重分值，體現(xiàn)了用戶對(duì)組合服務(wù)中個(gè)別原子服務(wù)的偏好程度，使最終得到的最佳組合服務(wù)在全局和局部上同時(shí)滿足用戶偏好需求；又如:非功能屬性需求，使用直覺模糊集理論，可以處理用戶直覺模糊信息，比傳統(tǒng)模糊數(shù)學(xué)更勝一籌。
[0076]該方案的提出將對(duì)開放異構(gòu)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中組合服務(wù)選擇理論研究及其未來網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)軟件的發(fā)展產(chǎn)生一定的推動(dòng)作用，對(duì)未來網(wǎng)絡(luò)中組合服務(wù)選擇策略是一種新的嘗試，提供了一種新的思路。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0077]圖1是組合服務(wù)選擇中的用戶需求描述語言URDL-CSS的組成結(jié)構(gòu)。
[0078]圖2是基于URDL-CSS語言的組合服務(wù)選擇方法框架。
[0079]圖3是查詢讀取分析用戶需求庫(kù)過程。
[0080]圖4是組合服務(wù)用戶需求計(jì)算過程。
【具體實(shí)施方式】
[0081]為了說明本發(fā)明所述的組合服務(wù)選擇中的用戶需求描述語言URDL-CSS及基于URDL-CSS語言的組合服務(wù)選擇方法框架，我們給出如下的最佳實(shí)施例，詳細(xì)的描述了此規(guī)范化用戶需求的組合服務(wù)選擇方法的實(shí)現(xiàn)過程。
[0082]圖2給出了基于URDL-CSS語言的組合服務(wù)選擇方法框架及整體流程。假設(shè)用戶向網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求北京最佳的旅游組合服務(wù)，具體步驟表述如下:
[0083]第一步，某用戶通過北京某旅游網(wǎng)的網(wǎng)頁(yè)表單的形式填寫旅游中需求的具體內(nèi)容，例如需要“住宿”功能的服務(wù)，時(shí)間在“2014年I月10日到2014年I月15日”期間，關(guān)注的服務(wù)屬性有“價(jià)格、環(huán)境、便利性、安全性、聲譽(yù)度”，并給出這五個(gè)屬性之間兩兩比較的偏好判斷矩陣，矩陣元素用直覺模糊數(shù)表示，由于該用戶對(duì)住宿服務(wù)比較看重，因此用戶為該服務(wù)權(quán)重分值打“90分”，該服務(wù)的前驅(qū)服務(wù)名為“出行”，后繼服務(wù)名為“餐飲”，是必然執(zhí)行服務(wù)；表單填寫完畢后，網(wǎng)站后臺(tái)根據(jù)用戶填寫的內(nèi)容形成使用URDL-CSS語言描述的用戶需求XML文檔，它們描述了旅游中用戶需求的基本信息和詳細(xì)信息，以及所需要的所有原子服務(wù)的屬性信息和結(jié)構(gòu)信息。
[0084]第二步:網(wǎng)站后臺(tái)具有識(shí)別及分析URDL-CSS語言的功能，它讀取最近新填寫表單的用戶提供的用戶需求XML文檔，再分析處理后將數(shù)據(jù)存入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，形成用戶需求庫(kù)；
[0085]第三步:針對(duì)該用戶提交過來的需求XML文檔，經(jīng)過網(wǎng)站后臺(tái)分析后，從用戶需求庫(kù)中讀取出“用戶ID”是該用戶的，并且用戶需求XML文檔的“需求存在時(shí)間”沒有過期的用戶需求信息，在后臺(tái)形成一個(gè)臨時(shí)的個(gè)人需求數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0086]第四步:從該臨時(shí)的個(gè)人需求庫(kù)中讀取每條需求的需求詳細(xì)信息及服務(wù)屬性信息，從某條需求的需求詳細(xì)信息中獲取用戶的功能屬性需求即所需原子服務(wù)的功能，例如“住宿”服務(wù)；非功能屬性需求結(jié)合所需原子服務(wù)的屬性信息，由直覺模糊數(shù)組成的用戶偏好判斷矩陣表示，例如 “ (0.5，0.5) (0.2，0.7) (0.4，0.6) (0.7，0.2) (0.5，0.5) (0.6，0.2)(0.6，0.4) (0.2，0.6) (0.5，0.5) ”，利用直覺模糊集理論可以計(jì)算出用戶對(duì)該原子服務(wù)的QoS需求，由用戶偏好權(quán)重向量表示，例如“(0.1, 0.3，0.1, 0.2，0.3)τ” ；如果無法計(jì)算出用戶偏好權(quán)重向量，返回約定的失敗代碼給用戶；
[0087]第五步:從該臨時(shí)的個(gè)人需求庫(kù)中讀取每條需求的“前驅(qū)服務(wù)名”、“有無執(zhí)行概率”和“后繼服務(wù)名”，其中“前驅(qū)服務(wù)名”和“后繼服務(wù)名”可能與其它某條需求中的“功能屬性需求”同名，例如“住宿”服務(wù)的“前驅(qū)服務(wù)名”為“出行”，而某條需求中的“功能屬性需求”名為“出行”，因此，通過查找其它需求的“功能屬性需求”，與本條需求的“前驅(qū)服務(wù)名”(或“后繼服務(wù)名”)進(jìn)行匹配，匹配成功后，再用匹配成功的那條需求的“后繼服務(wù)名”(或“前驅(qū)服務(wù)名”)與本需求的“功能屬性需求”匹配，再次成功后，便可以結(jié)合本條需求的“有無執(zhí)行概率”，利用圖論知識(shí)構(gòu)建有向圖的鄰接矩陣，其中“O”表示無關(guān)聯(lián)，“ I ”表示有必然執(zhí)行的前后關(guān)系，“2”表示有概率執(zhí)行的前后關(guān)系，例如“住宿”服務(wù)的“前驅(qū)服務(wù)名”為“出行”，它匹配到“功能屬性需求”名為“出行”的一條需求，而該“出行”的“后繼服務(wù)名”為“住宿”，則兩次匹配成功，如果“出行”執(zhí)行完后必然執(zhí)行“住宿”，則這兩個(gè)需求之間的關(guān)系在鄰接矩陣中就表示為“ 1”，如果是有概率執(zhí)行便為“2”，如此就可以構(gòu)建一個(gè)完整的鄰接矩陣，根據(jù)鄰接矩陣便可得到組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型；如果鄰接矩陣中的元素全為“0”，則無法構(gòu)建組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型，返回約定的失敗代碼給用戶；
[0088]第六步:根據(jù)給出的組合服務(wù)中每個(gè)結(jié)構(gòu)模型所對(duì)應(yīng)的用戶需求計(jì)算方法(公式詳見圖4)，結(jié)合第四步得到的每個(gè)需求的原子服務(wù)的用戶偏好權(quán)重向量，第五步得到的組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型，以及每個(gè)原子服務(wù)的權(quán)重分值，計(jì)算出用戶的組合服務(wù)QoS需求；再通過常用的組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型對(duì)應(yīng)的QoS參數(shù)計(jì)算方法，計(jì)算出組合服務(wù)的QoS參數(shù)，并將QoS參數(shù)歸一化；最后將用戶的組合服務(wù)QoS需求與處理后的QoS參數(shù)加權(quán)計(jì)算，通過Top-K算法選擇出QoS值最大的組合服務(wù)即最佳組合服務(wù)，將其所有的原子服務(wù)屬性、組合服務(wù)屬性、組合服務(wù)結(jié)構(gòu)等信息在網(wǎng)頁(yè)上顯示出來，提供給用戶選擇使用。
【權(quán)利要求】
1.一種規(guī)范化用戶需求的組合服務(wù)選擇方法，其特征在于使用用戶需求描述語言規(guī)范化用戶需求，主要有組合服務(wù)選擇中的用戶需求描述語言URDL-CSS和基于URDL-CSS語言的組合服務(wù)選擇方法兩部分； 組合服務(wù)選擇中的用戶需求描述語言URDL-CSS有固定的組成元素，其主要的組成結(jié)構(gòu)包括需求基本信息、需求詳細(xì)信息、服務(wù)屬性信息和服務(wù)結(jié)構(gòu)信息四大部分，其中需求基本信息主要有用戶ID、需求ID和需求生存期，需求詳細(xì)信息主要有功能屬性需求、非功能屬性需求和服務(wù)權(quán)重分值，服務(wù)屬性信息主要是服務(wù)質(zhì)量屬性，服務(wù)結(jié)構(gòu)信息主要有前驅(qū)服務(wù)名、有無執(zhí)行概率和后繼服務(wù)名； 基于URDL-CSS語言的組合服務(wù)選擇方法關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)處理過程，主要包括的數(shù)據(jù)有用戶需求XML文檔、用戶需求庫(kù)、個(gè)人需求庫(kù)、原子服務(wù)QoS需求、組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型、組合服務(wù)QoS需求、處理后的QoS參數(shù)和最佳組合服務(wù)，主要包括的處理過程有用戶需求庫(kù)查詢讀取分析過程、原子服務(wù)用戶需求計(jì)算過程、組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建過程、組合服務(wù)用戶需求計(jì)算過程、組合服務(wù)QoS參數(shù)計(jì)算處理過程和用戶選擇最佳服務(wù)過程； 該規(guī)范化用戶需求的組合服務(wù)選擇方法的步驟在于先讀取分析用戶需求XML文檔后形成用戶需求庫(kù)，用戶需求庫(kù)經(jīng)過查詢讀取分析過程得到個(gè)人需求庫(kù)，個(gè)人需求庫(kù)通過進(jìn)一步的分析，經(jīng)過原子服務(wù)用戶需求計(jì)算過程得到原子服務(wù)QoS需求，經(jīng)過組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建過程得到組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型，再經(jīng)過組合服務(wù)用戶需求計(jì)算過程得到組合服務(wù)QoS需求，而組合服務(wù)QoS參數(shù)計(jì)算處理過程得到處理后的QoS參數(shù)，最后，用戶選擇最佳服務(wù)過程得到最佳組合服務(wù)，將最佳組合服務(wù)提供給上層用戶，完成組合服務(wù)選擇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種規(guī)范化用戶需求的組合服務(wù)選擇方法，其特征在于:組合服務(wù)選擇中的用戶需求描述語言URDL-CSS固定的組成元素如下: 所述用戶ID:需求基本信息之一，用于標(biāo)識(shí)提供某用戶需求XML文檔的用戶的ID號(hào)，該用戶ID必須是唯一的； 所述需求ID:需求基本信息之一，用于唯一標(biāo)識(shí)某用戶需求XML文檔； 所述需求生存期:需求基本信息之一，表示該需求存在的時(shí)間起止，只有在生存期內(nèi)的需求才可用，不在生存期內(nèi)的需求不可用； 所述功能屬性需求:需求詳細(xì)信息之一，表示用戶所需要的服務(wù)的功能； 所述非功能屬性需求:需求詳細(xì)信息之一，表示用戶對(duì)所需要的服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量方面的需求，如對(duì)服務(wù)的價(jià)格、性能、可靠性等方面的需求； 所述服務(wù)權(quán)重分值:需求詳細(xì)信息之一，表示用戶對(duì)該服務(wù)的重視程度，并給出一個(gè)分值表示其重視大小； 所述服務(wù)質(zhì)量屬性:服務(wù)屬性信息，列出服務(wù)具有的非功能屬性，如價(jià)格、性能、可靠性、可用性、安全性、聲譽(yù)度； 所述前驅(qū)服務(wù)名:服務(wù)結(jié)構(gòu)信息之一，前驅(qū)服務(wù)表示執(zhí)行當(dāng)前服務(wù)之前，所必須要先執(zhí)行的服務(wù)，沒有執(zhí)行過前驅(qū)服務(wù)，也就不能執(zhí)行當(dāng)前服務(wù)，沒有前驅(qū)服務(wù)的服務(wù)為組合服務(wù)中第一個(gè)服務(wù)； 所述有無執(zhí)行概率:服務(wù)結(jié)構(gòu)信息之一，特別針對(duì)組合服務(wù)中的分支結(jié)構(gòu)模型，在執(zhí)行前驅(qū)服務(wù)后，有一定概率會(huì)執(zhí)行到當(dāng)前服務(wù)，有執(zhí)行概率的服務(wù)即表示它當(dāng)前所在的組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型為分支結(jié)構(gòu)模型；所述后繼服務(wù)名:服務(wù)結(jié)構(gòu)信息之一，后繼服務(wù)表示執(zhí)行當(dāng)前服務(wù)之后，所必須或可能要執(zhí)行的服務(wù)，當(dāng)后續(xù)服務(wù)為多個(gè)時(shí)，可能是組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型中的分支結(jié)構(gòu)，也可能是并行結(jié)構(gòu)，當(dāng)無后繼服務(wù)時(shí)，表示其為組合服務(wù)中的最后一個(gè)服務(wù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種規(guī)范化用戶需求的組合服務(wù)選擇方法，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)處理過程，其包含的數(shù)據(jù)和處理的過程如下: 1)XML文檔:使用URDL-CSS語言描述的所有用戶需求描述XML文檔； 2)用戶需求庫(kù):用戶需求庫(kù)是通過能夠識(shí)別URDL-CSS語言的定制軟件讀取所有用戶提供的用戶需求XML文檔，再將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)形成，用于查詢、讀取、分析及上層的處理； 3)個(gè)人需求庫(kù):用戶需求庫(kù)經(jīng)過查詢讀取分析過程得到個(gè)人需求庫(kù)，個(gè)人需求庫(kù)中只保存與指定用戶有關(guān)的有效信息，不在生存期內(nèi)的需求不保存在該數(shù)據(jù)庫(kù)中，該數(shù)據(jù)庫(kù)隨著用戶需求的各 種變化及用戶需求生存期的限制而改變，具有實(shí)時(shí)更新的功能； 4)原子服務(wù)QoS需求:用戶對(duì)組合服務(wù)中的每一個(gè)可能用到的原子服務(wù)的QoS需求，通過讀取個(gè)人需求庫(kù)信息，利用原子服務(wù)用戶需求計(jì)算過程可以得到用戶對(duì)每個(gè)原子服務(wù)的QoS需求； 5)組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型:組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型，主要有串行模型、并行模型、分支模型和循環(huán)模型，在較復(fù)雜的組合服務(wù)中，可能會(huì)同時(shí)存在這四種模型。通過讀取個(gè)人需求庫(kù)信息，利用組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建過程可以得到組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型； 6)組合服務(wù)QoS需求:用戶對(duì)該組合服務(wù)的一個(gè)整體的QoS需求，通過讀取各個(gè)原子服務(wù)QoS需求和組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型，利用組合服務(wù)用戶需求計(jì)算過程可以得到用戶的組合服務(wù)QoS需求； 7)處理后的QoS參數(shù):通過讀取組合服務(wù)原始的QoS參數(shù)，再利用常用的組合服務(wù)QoS參數(shù)計(jì)算處理過程，即得到處理后的組合服務(wù)QoS參數(shù)； 8)最佳組合服務(wù):符合用戶需求的QoS值最高的組合服務(wù)，通過讀取組合服務(wù)QoS需求和處理后的QoS參數(shù)，利用用戶選擇最佳服務(wù)過程可以得到最佳組合服務(wù)； 9)用戶需求庫(kù)查詢讀取分析過程:在用戶需求庫(kù)中讀取出同時(shí)滿足“用戶名”和“需求存在時(shí)間”的用戶需求信息，形成個(gè)人需求庫(kù)； 10)原子服務(wù)用戶需求計(jì)算過程:讀取個(gè)人需求庫(kù)中每個(gè)原子服務(wù)的需求詳細(xì)信息及服務(wù)屬性信息，利用直覺模糊集理論計(jì)算出用戶的原子服務(wù)QoS需求； 11)組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建過程:讀取個(gè)人需求庫(kù)中每個(gè)原子服務(wù)的“前驅(qū)服務(wù)名”、“有無執(zhí)行概率”和“后繼服務(wù)名”，結(jié)合當(dāng)前服務(wù)的功能屬性需求，利用圖論知識(shí)構(gòu)建組合服務(wù)的鄰接矩陣，通過鄰接矩陣可以得到組合服務(wù)的結(jié)構(gòu)模型； 12)組合服務(wù)用戶需求計(jì)算過程:利用得到的原子服務(wù)QoS需求和組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型，再讀取原子服務(wù)權(quán)重分值，根據(jù)給出的結(jié)合了服務(wù)權(quán)重分值的組合服務(wù)中每個(gè)結(jié)構(gòu)模型所對(duì)應(yīng)的用戶需求計(jì)算方法(公式詳見圖4)，計(jì)算出用戶的組合服務(wù)QoS需求； 13)組合服務(wù)QoS參數(shù)計(jì)算處理過程:通過常用的各個(gè)組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型所對(duì)應(yīng)的QoS參數(shù)計(jì)算方法，先計(jì)算出組合服務(wù)的QoS參數(shù)，再將QoS參數(shù)進(jìn)行歸一化處理； 14)用戶選擇最佳服務(wù)過程:將組合服務(wù)用戶需求與處理后的QoS參數(shù)加權(quán)計(jì)算，通過Top-K算法選擇出QoS值最大的組合服務(wù)，供上層用戶選擇使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種規(guī)范化用戶需求的組合服務(wù)選擇方法，其特征在于:組合服務(wù)選擇方法的步驟如下: 第一步:所有用戶給出使用URDL-CSS語言描述的用戶需求XML文檔； 第二步:通過能夠識(shí)別URDL-CSS語言的軟件讀取所有用戶提供的用戶需求XML文檔，再將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)形成用戶需求庫(kù)； 第三步:從用戶需求庫(kù)中讀取出同時(shí)滿足需要服務(wù)的用戶的“用戶名”和“需求存在時(shí)間”沒有過期的用戶需求信息，形成個(gè)人需求庫(kù)； 第四步:從個(gè)人需求庫(kù)中讀取每條需求的需求詳細(xì)信息及服務(wù)屬性信息，利用直覺模糊集理論計(jì)算出用戶的原子服務(wù)QoS需求； 第五步:從個(gè)人需求庫(kù)中讀取每條需求的“前驅(qū)服務(wù)名”、“有無執(zhí)行概率”和“后繼服務(wù)名”，結(jié)合本條需求的功能屬性需求，利用圖論知識(shí)構(gòu)建鄰接矩陣，再根據(jù)鄰接矩陣得到組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型； 第六步:給出結(jié)合了服務(wù)權(quán)重分值的組合服務(wù)中每個(gè)結(jié)構(gòu)模型所對(duì)應(yīng)的用戶需求計(jì)算方法，利用得到的原子服務(wù)QoS需求和組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型，結(jié)合服務(wù)權(quán)重分值，計(jì)算出用戶的組合服務(wù)QoS需求； 第七步:通過常用的組合服務(wù)結(jié)構(gòu)模型對(duì)應(yīng)的QoS參數(shù)計(jì)算方法，計(jì)算出組合服務(wù)的QoS參數(shù)，并將QoS參數(shù)歸一化； 第八步:將組合服務(wù)用戶需求與處理后的QoS參數(shù)加權(quán)計(jì)算，通過Top-K算法選擇出QoS值最大的組合服務(wù)，即最佳組合服務(wù)； 第九步:將最佳組合服務(wù)提供給上層用戶選擇使用。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK103838841SQ201410073869
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】王海艷, 王隨昌, 嚴(yán)騏, 駱健 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)