醫(yī)學(xué)圖像網(wǎng)格中面向服務(wù)的虛擬化技術(shù)研究.pdf

1、醫(yī)學(xué)圖像網(wǎng)格是當(dāng)前網(wǎng)格技術(shù)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一?，F(xiàn)有的醫(yī)學(xué)圖像網(wǎng)格技術(shù)無法有效地解決Web 服務(wù)的異構(gòu)性、分布性和動(dòng)態(tài)性等問題，限制了Web服務(wù)資源框架技術(shù)(WSRF，Web Service Resource Framework)優(yōu)勢的進(jìn)一步發(fā)揮。通過將面向服務(wù)的虛擬化(SOV，Service Oriented Virtualization)技術(shù)引入醫(yī)學(xué)圖像網(wǎng)格，以Web服務(wù)技術(shù)作為虛擬化、網(wǎng)格和語義技術(shù)的結(jié)合點(diǎn)開展研究，對(duì)于醫(yī)學(xué)圖像網(wǎng)

2、格技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。 醫(yī)學(xué)圖像網(wǎng)格中面向服務(wù)的虛擬化技術(shù)研究以屏蔽網(wǎng)格應(yīng)用的復(fù)雜性和網(wǎng)格基礎(chǔ)設(shè)施的復(fù)雜性為主要目標(biāo)，包括虛擬化體系結(jié)構(gòu)、異構(gòu)服務(wù)互操作模型、服務(wù)選擇模型、服務(wù)編程模型等重要組成部分。 醫(yī)學(xué)圖像網(wǎng)格面向服務(wù)的虛擬化層次架構(gòu)通過引入虛擬服務(wù)層，實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)圖像網(wǎng)格平臺(tái)與虛擬化技術(shù)的結(jié)合；采用基于虛擬客戶端接入(VCA，Virtual ClientAccess)模式的服務(wù)封裝方式，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格和本地資源管理策略的

3、有效融合；通過在網(wǎng)格各層次引入元數(shù)據(jù)，并建立元數(shù)據(jù)間關(guān)聯(lián)，以提高網(wǎng)格服務(wù)的管理和發(fā)現(xiàn)效率；針對(duì)醫(yī)學(xué)圖像網(wǎng)格服務(wù)按需組合的需求，設(shè)計(jì)醫(yī)學(xué)圖像網(wǎng)格應(yīng)用層編程模型。 醫(yī)學(xué)圖像網(wǎng)格基于語義的異構(gòu)服務(wù)互操作模型通過與語義代理技術(shù)結(jié)合，基于混合本體策略構(gòu)建醫(yī)學(xué)圖像網(wǎng)格的服務(wù)語義環(huán)境，定義服務(wù)對(duì)象的派生結(jié)構(gòu)和描述方式，向上屏蔽服務(wù)的異構(gòu)性，支持服務(wù)間的互操作；通過將服務(wù)互操作與本體標(biāo)記綁定，標(biāo)示交互消息對(duì)應(yīng)的語義模型，從而引導(dǎo)異構(gòu)服務(wù)間的語義

4、映射操作，實(shí)現(xiàn)服務(wù)數(shù)據(jù)模式的轉(zhuǎn)換。 醫(yī)學(xué)圖像網(wǎng)格基于語義的近似最優(yōu)服務(wù)選擇模型由三種聚類策略組成。其中基于本體的服務(wù)聚類方法通過本體提供的概念關(guān)系模型來實(shí)現(xiàn)服務(wù)按功能聚類；基于語義上下文的聚類方法將用戶和服務(wù)上下文結(jié)合起來，根據(jù)約束規(guī)則對(duì)Web 服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量(QoS，Quality of Service)進(jìn)行預(yù)測，并根據(jù)QoS 參數(shù)實(shí)現(xiàn)服務(wù)按性能聚類；基于語義的服務(wù)交叉聚類方法整合基于本體和基于語義上下文聚類方法的優(yōu)勢，以保證

5、構(gòu)建的服務(wù)視圖中的服務(wù)對(duì)于應(yīng)用需求是近似最優(yōu)的。 醫(yī)學(xué)圖像網(wǎng)格基于語義工作流的服務(wù)組合模型定義業(yè)務(wù)工作流、語義工作流和服務(wù)工作流三種工作流模型；以語義工作流作為業(yè)務(wù)工作流和服務(wù)工作流的中間層，向上屏蔽底層服務(wù)組合的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)；向下簡化用戶業(yè)務(wù)工作流向服務(wù)工作流的轉(zhuǎn)化，支持網(wǎng)格環(huán)境中服務(wù)的按需組合。針對(duì)服務(wù)無關(guān)的網(wǎng)格服務(wù)工作流調(diào)度目標(biāo)，提出基于關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的服務(wù)工作流調(diào)度算法；該算法將網(wǎng)格服務(wù)工作流的重組和容錯(cuò)作為首要的考慮因素，將可能

6、的服務(wù)執(zhí)行錯(cuò)誤限制在組合路徑的最小分段內(nèi)，以避免因組成服務(wù)出錯(cuò)而導(dǎo)致整個(gè)組合服務(wù)的失敗。 通過MedImGrid 網(wǎng)格原型系統(tǒng)支持的醫(yī)療信息集成、三維重建和圖像檢索三個(gè)典型應(yīng)用，對(duì)上述方法進(jìn)行驗(yàn)證并和其它方法進(jìn)行對(duì)比。醫(yī)學(xué)圖像網(wǎng)格中面向服務(wù)的虛擬化技術(shù)能夠屏蔽服務(wù)間的語義鴻溝，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)服務(wù)互操作的透明性；提高網(wǎng)格服務(wù)管理、發(fā)現(xiàn)和集成效率；建立用戶業(yè)務(wù)流程和網(wǎng)格組合服務(wù)之間松耦合的映射關(guān)系，對(duì)于醫(yī)學(xué)圖像網(wǎng)格技術(shù)打破資源緊耦合模式的