2018Ｗｅｂ服务组合技术在电子商务中的应用
作者：毛一梅 乐嘉锦 徐建平[摘要] Web服务技术已被电子商务企业广泛接受和认同，然而，在业务过程处理中，通常需要按照一定的粒度，将多个Web服务根据特定的应用背景和需求进行合理的组合，以便实现完整的业务过程。本文主要研究基于本体的Web组合服务的合成建模及接口集成的技术，介绍该技术在电子商务中应用的基本思想，并根据具体的案例提出了Web组合服务的实施方案。
[关键词] 电子商务 Web服务 Web组合服务 合成建模
在电子商务中，具有良好封闭性、松散耦合和高度可集成等特点的Web服务技术深受企业的青睐，但是单一的Web服务功能毕竟简单、有限，难以满足某些实际应用的需要，人们开始关注Web服务的组合问题，本文主要研究基于本体的Web组合服务的合成建模及接口集成的技术在电子商务中的应用，分析了具体的案例，提出了Web组合服务的实施方案。
一、Web服务的组合
1.概述
Web服务的组合就是通过合成不同提供者提供的原子Web服务或组合服务来为用户提供增值的服务。目前，有许多著名公司的商务套件产品都开始支持Web服务及其组合的应用。Web服务的组合中如何建模是组合成败的关键之一。
2.本体建模
在Web服务的合成中，本体建模的优劣直接影响到组合服务的效果。本体建模分为二个部分：输入输出参数建模和Web服务合成建模。
(1)输入输出参数建模
输入输出参数进行建模分收集属性和构建抽象属性二个步骤。收集属性就是根据现有的Web服务的输入输出参数来进行属性的选取；构建抽象属性是根据实际情况对收集到的属性和Web服务中已有的类进行分类和抽象，构建基本类和抽象类。在本体中可以有两个基本的关系——sub-class-of和part-of：
sub-class-of：A “sub-class-of” B，表示A是B的子类。这里的A和B只能是抽象类。sub-class-of具有传递性，即A “sub-class-of” B，B“sub-class-of”C意味着A“sub-class-of”C。
part-of：A“part-of”B表示A是B的一个元素。这里的A可以是基本类或抽象类，也可以是一个集合；而B只能为集合或者抽象类。part-of也具有传递性。
可以由sub-class-of和part-of定义一个关系：A“semi-part of”B。
定义1 假设有两个集合A、B，如果对于A中任意一个元素α，总能在B中找到一个元素β，使α、β满足关系：α“part of”β或α=β或α“sub-class-of” β，则A“semi-part of”B。
(2)Web服务合成建模
通过把Web服务转化为本体中的属性，并定义属性之间的关系来完成建模。
定义2 对于，我们把WSi作为本体中的一个属性Pi，其中Pi的定义域是PDi，值域为,。
把Web服务转化为属性之后，即可通过定义属性间的关系对Web服务之间的关系进行描述。
定义3 假设有两个属性Pi，Pj，对于，如果，就有，则Pj“semantic-equal”Pi。其中表示i的属性Pi取值为j，即i，j满足关系Pi。
由“semantic-equal”定义可知，属性Pj的语义包含Pi的语义。如果能够根据Web服务建立这种关系，我们就能由这种关系来判断Web服务的语义包含问题。
定理1 假设所产生的属性为所产生的属性为Pj。Pj“semantic-equal”Pi，当且仅当 ，如果满足WSi，就有满足WSj（其中in+1,…in+r可以取任意值）。
证明：充分性:，因为,所以，应该有这样的形式，。假设，满足WSi的输入输出为(i',j')，则j'一定具有形式满足WSi，所以(i, j)也满足WSj。因此i,j满足，即Pj“semantic-equal”Pi。
必要性:满足WSi，所以，i,j应有形式i=(i1,…,in)，j=(o1,…,on)，且。假设i'=(i1,…,in,in+1,…in+r)，j'=(o1,o2,…,on-m)，其中(in+1,…in+r)可以取任意值。因为PDi(I1,I2,…,In)，PRi(O1,O2,…,On)，所以，i'PDi，j'PRi;因为(i,j)Pi，所以(i',j')Pi;因为Pj“semantic-equal”Pi，所以(i',j')Pj，即(i',j')满足WSj。
可以由定理1推出定理2。
定理2 假设WSi(I，O)，WSj(I'，O')所产生的属性分别为Pi，Pj，如果I“semi-part-of” I'，O'“semi-part-of”O，且对于满足WSi的任意一组输入输出都满足WSj，则有Pj“semantic-equal” Pi。
定理1与定理2表明如果用户期望的Web服务是WSj(I1,I2,…,In,In+1,…, In+r,O1,O2,…,On-m)，通过合成得到这样一个Web服务：WSi(I1,I2,…,In,O1,O2,…,On)，则它的每一组输入输出都能满足的WSj要求，因此它能够根据提供的输入来获得用户期望的输出，即在本体中如果用户要求的Web服务对应的属性为Pj，只需找到与Pj有semantic-equal关系的属性Pi进行合成。
上述思想提出了在输入输出参数语义和Web服务语义上满足用户需求的合成目标。但Web服务的语义分解很难实现，可以通过引入另一种“semi-semantic-equal”关系将上述关系弱化。
定义4 设有两个属性Pi,Pj，对于i,j，如果iPDi，jPRi，就有iPDj，jPRj，则Pi“semi-semantic-equal”Pj。
定理3 假设nm≥0，r≥0，对于WSi(I1,I2,…,In,O1,O2,…,On)，WSj(I1,I2,…,In,In+1,…,In+r,O1,O2,…,On,On-m)所产生的属性分别为Pi，Pj，Pj“semi-semantic-equal”Pi。
证明：i,j，假设i,j满足属性Pj，则有iPDj，jPRi。由定义1可知，PDj(I1,I2,…,In,In+1,…,In+r)，PRj(O1,O2,…,On-m),因为PDi(I1,I2,…,In)，PRi(O1,O2,…,On),所以PDjPDi，PRjPRi。即PDj(I1,I2,…,In)，PRj(O1,O2,…,On),所以iPDi，jPRi,即Pj“semi-semantic-equal”Pi。
同样可由定理3推得定理4。
定理4 假设WSi(I,O)，WSj(I',O')所产生的属性分别为Pi，Pj，如果I“semi-part-of”I'，O“semi-part-of”O'，则有Pj“semi-semantic-equal”Pi。
上述定理表明，如果用户要求的Web服务对应的属性为Pj，只需找到与Pj有“semi-semantic-equal”Pi关系的属性Pi的合成方案即可。
3.基于本体的接口合成
Web服务WSi(I1,I2,…,In,…,In+r,O1,O2,…,On+r)要求其后续的Web服务WSn的输入是O1,O2,…,On+r，即WSn(O1,O2,…,On+r,…)，如果存在这样的Web服务WSj(O1,O2,…,On,…)，则可用WSj来代替WSn作为WSi的后续，根据定理3，需要在本体中找到与WSn对应Pn具有“semi-semantic-equal”关系的属性Pj。我们首先由用户提供的输入产生WSn，然后根据WSn在本体中产生一个对应的虚拟属性Pn，然后查找与Pn存在“semi-semantic-equal”关系的属性Pj，Pj对应的Web服务就是所需要的后继Web服务。反复迭代，直到最后一个Web服务的输出满足用户的需要为止。
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