自主Web服務(wù)組合需求模型及自動機(jī)制設(shè)計(jì)研究.pdf

1、Web服務(wù)是一種獨(dú)立于平臺和實(shí)現(xiàn)的軟件構(gòu)件，可以在網(wǎng)絡(luò)中被描述、發(fā)布、查找，通過調(diào)用的形式能夠?qū)崿F(xiàn)異構(gòu)平臺之間的互連和集成。Agent理論技術(shù)在面向服務(wù)計(jì)算領(lǐng)域的應(yīng)用為研究Web服務(wù)的自動發(fā)現(xiàn)、交互以及自動組合工作提供了一種良好的指導(dǎo)，它使服務(wù)從被動等待調(diào)用的軟件實(shí)體演變?yōu)橹鲃犹峁┓?wù)的智能Agent成為了可能。利用Agent的主動特性，可以將Web服務(wù)構(gòu)建成一種主動的智能Agent實(shí)體，從而能夠根據(jù)自身的能力在環(huán)境中去發(fā)現(xiàn)可參與的用戶

2、需求，并最終向該服務(wù)需求形成一種聚集現(xiàn)象，這種主動提供服務(wù)的方式為面向服務(wù)計(jì)算的研究提供了一個全新的角度。
　　 在自主Web服務(wù)環(huán)境當(dāng)中，聚集在需求周圍的服務(wù)Agent將會通過一系列的協(xié)商來形成有利于需求解決的服務(wù)聯(lián)盟，從而完成服務(wù)的自動組合工作。但這種多Agent的自主協(xié)商是一個開放、動態(tài)、不確定的過程，它所涉及到的工作不僅僅體現(xiàn)在各個Agent之間的相互通訊方面，更為重要的是如何協(xié)調(diào)管理這些Agent的全局行為。在動態(tài)的自

3、主協(xié)商過程中，各個參與Agent仍然會保有自私的一面，也就是在實(shí)現(xiàn)用戶請求都會得到相應(yīng)報(bào)酬的前提下，它們都會采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣碓噲D使自身所獲得的利益最大化。通常，服務(wù)Agent往往會通過提供虛假的服務(wù)信息來引導(dǎo)服務(wù)聯(lián)盟向著對自身最有利的方向發(fā)展，而這種自利性將會導(dǎo)致產(chǎn)生的服務(wù)聯(lián)盟并非最有利于需求的解決。因此，我們必須制定一些相關(guān)的規(guī)則，用于約束全局Agent的行為，從而引導(dǎo)服務(wù)聯(lián)盟向著有利于需求解決的方向發(fā)展。
　　 傳統(tǒng)的多Ag

4、ent系統(tǒng)當(dāng)中，大多是采用機(jī)制設(shè)計(jì)(Automated Mechanism Design，AMD)來產(chǎn)生能夠約束各個Agent行為的全局規(guī)則，以確保協(xié)作的有效性。那么本文的研究重點(diǎn)之一就是將自動機(jī)制設(shè)計(jì)(AMD)理論運(yùn)用到主動服務(wù)環(huán)境當(dāng)中，探討如何有效地進(jìn)行面向主動服務(wù)環(huán)境的自動機(jī)制設(shè)計(jì)，其中的關(guān)鍵還是如何利用自主Web服務(wù)環(huán)境當(dāng)中的可用信息來構(gòu)建AMD的計(jì)算集，大致包括Agent參與代理集的設(shè)計(jì)、針對需求的特定產(chǎn)出的確定、各個Agen

5、t合適類型集的定義、代理的某一類型對特定產(chǎn)出的效用表示以及最終的目標(biāo)函數(shù)的制定。最后，我們可以把機(jī)制設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的優(yōu)化問題，利用線性規(guī)劃方法來進(jìn)行處理，從而得出能夠反映服務(wù)組合信息的優(yōu)化解。
　　 進(jìn)行面向主動服務(wù)環(huán)境的自動機(jī)制設(shè)計(jì)之前，我們必須能夠提取出足夠的可用信息以支撐自動機(jī)制設(shè)計(jì)所涉及的計(jì)算集合的構(gòu)造，而這些有效信息主要來源于對用戶需求以及Web服務(wù)的形式化描述方面。Web服務(wù)所能提供的信息大致可以從功能屬性以及非功能

6、屬性這兩個方面來進(jìn)行挖掘，目前相關(guān)的研究成果還是比較豐碩的，而從主動服務(wù)的角度來研究組合服務(wù)需求的報(bào)道則相對比較少，而更為重要的是它們并非完全適用于自動機(jī)制的設(shè)計(jì)當(dāng)中。因此，本文首先將繼續(xù)沿用環(huán)境本體作為基本的語義支撐，利用圖規(guī)劃算法的相關(guān)理論知識，提出一種基于規(guī)劃圖的服務(wù)需求模型以支撐面向主動服務(wù)環(huán)境的自動機(jī)制設(shè)計(jì)。
　　 基于以上兩點(diǎn)，本文所要做的工作主要表現(xiàn)在以下4個方面:
　　 (1)提出基于環(huán)境本體和規(guī)劃圖的服

7、務(wù)需求模型。針對自主Web服務(wù)環(huán)境，以環(huán)境本體作為服務(wù)與需求之間相互理解的基礎(chǔ)語義指稱，借鑒圖規(guī)劃算法的第一個階段—規(guī)劃圖的擴(kuò)展，利用一個具有兩類結(jié)點(diǎn)三類邊的類規(guī)劃圖結(jié)構(gòu)來表示組合服務(wù)需求。
　　 (2)定義組合模式的概念及并給出一種提取算法。定義服務(wù)需求的每個邏輯實(shí)現(xiàn)方案為一個組合模式，在功能層面上，將組合服務(wù)需求等效成多個組合模式的形式，并且其中任一組合模式的實(shí)現(xiàn)都能代表服務(wù)需求的滿足。此外，繼續(xù)沿用圖規(guī)劃算法的第二個階段—

8、有效解的提取，給出了一個可行的組合模式提取算法，其主要包括兩大步驟:1.構(gòu)建一棵組合模式生成樹;2.從組合模式生成樹中提取需求的全部組合模式。
　　 (3)面向主動服務(wù)環(huán)境的自動機(jī)制設(shè)計(jì)。利用主動服務(wù)環(huán)境中的特定信息，設(shè)計(jì)出一種合適的機(jī)制，用以保障服務(wù)Agent聯(lián)盟的有效形成。在制定自動機(jī)制設(shè)計(jì)的計(jì)算集合時，將需求中的原子任務(wù)作為Agent代理，用合適的服務(wù)作為代理的類型，把組合模式視為需求的特定產(chǎn)出，從服務(wù)質(zhì)量以及服務(wù)的可替代