CN103761285A - 一种面向用户需求的服务资源检索方法 - Google Patents

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张明川
郑瑞娟
娄颖
刘娜娜
汪兴
蔡晓刚
李晨
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Abstract

一种面向用户需求的服务资源检索方法，涉及网上服务资源检索领域，首先根据用户需求的功能性特征过滤出候选服务，再结合QoS本体，对用户需求的QoS参数与候选服务的QoS进行语义匹配，采用区间型属性、阈值型属性、语言性属性对QoS参数进行取值约束，对用户需求的QoS属性进行计算，得出用户对QoS的综合满意度。不同的QoS属性值进行计算处理，使不同属性的满意度合成为一个综合的满意度值，最后基于用于对各个候选服务的综合满意度值为用户选择服务；本发明构建了一个满足用户需求、有语义信息的服务资源检索方法，能够有效的提高服务检索的查全率、查准率。

Description

一种面向用户需求的服务资源检索方法
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别是涉及网上服务资源检索领域，具体的说是一种面向用户需求的服务资源检索方法。
背景技术
云计算是一个总所周知，非常流行的技术。云计算是以网络服务和应用为中心的新兴服务计算模式，它通过管理、调度与整合分布在网络上的各种资源，以虚拟化的方式为用户提供可以缩减或扩展规模的计算资源，而随着云计算在企业的广泛应用，必将催生大量服务。以电信行业为例，国内外电信运营企业纷纷开展云计算相关研究和应用，逐渐形成基础设施即服务、平台即服务和软件即服务三个层次的服务资源池，服务资源将呈现规模化和商业化特点。在这种情况下，云服务的数量和种类都在急剧的增加。随着云服务数量的增长，网络上分布着大量功能相同但是非功能不同的云服务。随着云计算技术的日益成熟，公有、私有云以及混合云提供了大量具有相同功能和不同服务质量（Quality of Service，以下简称QoS)的云服务，如何检索出满足用户的QoS需求的云服务，是这个应用领域亟待解决的问题。
传统的服务检索方法，无论是统一描述、发现和集成（Universal Description，Discovery and Integration，以下简称UDDI）还是搜索引擎，都是通过关键字查询实现，停留在语法层面，查询效率很低。但调研显示绝大部分服务描述仅包含30-40个词语，因此返回结果可能出现两种情况：当搜索关键字较为特殊时，由于没有包含关键字的服务而导致查全率低；当关键字为常用词时，返回大量假阳性的结果致使查准率不足。虽然也有部分研究通过信息检索技术改善这种状况，但对于服务描述这类短文本，实际效果并不理想。有的方法是在Web服务描述语言和UDDI中加入语义信息，但没有充分考虑QoS的作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有服务检索通过关键字查询所存在的查全率、查准率及效率低，或是服务计算中的语义方法并没有充分考虑QoS的作用，提供一种面向用户需求的服务资源检索方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：一种面向用户需求的服务资源检索方法，包括以下步骤：
步骤一、利用用户提供的功能信息对服务资源进行功能匹配，选择出满足用户功能需求特征的云服务资源，标记为候选服务；
步骤二、用户需求的QoS参数通过QoS语义本体后，形成若干语义属性，然后与步骤一标记的候选服务的QoS属性进行语义匹配，若匹配合格，则进行下一步骤，否则匹配失败，输出结束信号；
步骤三、在步骤二语义匹配的基础上，对用户需求的QoS属性进行取值约束，判定用户需求的QoS属性所属的类别是区间属性、阀值型属性和语言型属性中的哪种形式；
步骤四、根据步骤三的取值约束结果，对用户需求的QoS属性进行计算，计算公式为，
区间型属性计算公式为：
Figure 860317DEST_PATH_IMAGE001
Figure 816246DEST_PATH_IMAGE002
其中，lk和uk分别表示用户对区间型属性设定的下界和上界条件，nk表示用户对QoS属性的数值要求，nki表示用户对服务Si的第k个QoS区间型属性的需求，uki表示服务Si的第k个QoS区间型属性的效用值，公式（1）为积极属性，公式（2）为消极属性；
阀值型属性的计算公式为：
Figure 553258DEST_PATH_IMAGE003
Figure 14326DEST_PATH_IMAGE004
其中，uki表示服务Si的第k个QoS阀值型属性的效用值，nki表示用户对服务Si的第k个QoS阀值型属性的需求，Tk表示用户对阀值型属性设定的边界常量，公式（3）为积极属性，公式（4）为消极属性；
语言型属性的计算公式为：
Figure 444170DEST_PATH_IMAGE005
其中，uki表示服务Si的第k个QoS语言型属性的效用值，nki表示用户对服务Si的第k个QoS语言型属性的需求，bk表示用户对语言型属性设定的边界常量；
步骤五、对步骤四数值匹配的结果进行计算，得出用户对QoS的综合满意度，数值匹配的结果进行计算：
Figure 420217DEST_PATH_IMAGE006
，形成匹配矩阵
Figure 147870DEST_PATH_IMAGE007
，其中，wk是表示用户对QoS语言型属性的偏好程度的权重因子，0＜wk＜1；r表示服务Si共有r个QoS属性。
本发明的总体检索结构由两部分组成：QoS本体和匹配计算，其中，QoS本体是总体检索结构中最基础、最核心的部分。QoS本体分为三层，上层主要是服务域内服务可度量的非功能属性集、同一个服务中不同的QoS参数之间的相互关系、取值约束以及权重等通用服务域中QoS参数的相关概念；中层本体主要是上层本体在通用服务域的一个扩展；下层本体主要描述了在特定服务域内各种具体的QoS参数与参数之间的关系。
本发明的检索的运行过程为：首先根据用户需求的功能性特征过滤出候选服务，再结合QoS本体，在步骤二中，用户需求的QoS参数与候选服务的QoS进行语义匹配，采用区间型属性、阈值型属性、语言性属性对QoS参数进行取值约束，然后进行数值匹配，最后对匹配的结果进行计算，得出用户对QoS的综合满意度。其中，语义匹配可分为四种情况：（1）精确匹配：候选服务中的与用户需求的QoS参数指向本体中的同一类；（2）插入匹配：候选服务中服务比用户需求能完成更多的功能；（3）候选服务中的参数只能完成用户需求中的一部分功能；（4）匹配失败：候选服务中没有用户需求的功能。而本发明的步骤二中，匹配合格是指候选服务的QoS参数与用户需求的QoS参数指向QoS本体的同一类，或是候选服务的QoS参数比用户需求的QoS参数完成更多的功能或一部分功能。
有益效果：
（1）本发明的检索方法将不同的QoS属性值进行计算处理，使不同属性的满意度合成为一个综合的满意度值，最后基于用于对各个候选服务的综合满意度值为用户选择服务；本发明构建了一个满足用户需求、有语义信息的服务资源检索方法，能够有效的提高服务检索的查全率、查准率；
（2）云服务中有大量功能相同非功能属性不同的云服务，为了能更好的检索出满足用户个性化需求的服务，本发明在语义描述的基础上提出了带QoS约束的扩展模型，提出在服务选择中充分利用QoS信息，使得检索效率更高，该方法能够综合考虑服务的客观QoS属性和用户主观的QoS需求，更加贴合现实生活中用户主观感受的变化情况。
附图说明
图1为本发明的总体框架图；
图2为本发明服务资源检索方法中，用户需求的QoS参数与候选服务中的QoS参数匹配流程图。
具体实施方式
一种面向用户需求的服务资源检索方法，包括以下步骤：
步骤一、利用用户提供的功能信息对服务资源进行功能匹配，选择出满足用户功能需求特征的云服务资源，标记为候选服务；
对于m个候选服务，服务Si提供的QoS属性为一矢量，表示为，
Figure 64191DEST_PATH_IMAGE009
和
Figure 793112DEST_PATH_IMAGE010
分别表示服务Si的第k个QoS属性名和属性值，r表示服务Si共有r个QoS属性，将服务Si提供的QoS属性集用矩阵表示为：
Figure 871927DEST_PATH_IMAGE011
；
步骤二、用户需求的QoS参数通过QoS语义本体后，形成若干语义属性，然后与步骤一标记的候选服务的QoS属性进行语义匹配，若匹配合格，则进行下一步骤，否则匹配失败，输出结束信号；
步骤三、在步骤二语义匹配的基础上，对用户需求的QoS属性进行取值约束，即对步骤二语义匹配合格的服务进行取值约束，判定用户需求的QoS属性所属的类别是区间属性、阀值型属性和语言型属性中的哪种形式；
步骤四、根据步骤三的取值约束结果，对用户需求的QoS属性进行计算，计算公式为，
区间型属性计算公式为：
Figure 556855DEST_PATH_IMAGE001
Figure 62922DEST_PATH_IMAGE002
其中，lk和uk分别表示用户对区间型属性设定的下界和上界条件，用户对于区间型属性的基本要求取值位于区间［lk，uk］内，nk表示用户对QoS属性的数值要求，nki表示用户对服务Si的第k个QoS区间型属性的需求，uki表示服务Si的第k个QoS区间型属性的效用值，公式（1）为积极属性，表示服务提供的属性值越高，服务的质量越好；公式（2）为消极属性，表示服务提供的属性值越高，服务的质量越差；
阀值型属性的计算公式为：
Figure 216823DEST_PATH_IMAGE003
Figure 99329DEST_PATH_IMAGE004
其中，uki表示服务Si的第k个QoS阀值型属性的效用值，用户对阀值型属性的需求是希望服务提供的属性值能够高于或低于阈值，nki表示用户对服务Si的第k个QoS阀值型属性的需求，Tk表示用户对阀值型属性设定的边界常量，公式（3）为积极属性，公式（4）为消极属性；
语言型属性：用户一般会用“好”、“不错”、“一般”、“较差”等词组来形容某个服务的属性，本发明直接将语言型描述与一些具体的数值进行简单的一一映射，其对应关系如下表1所示，用户需求对应关系中的边界条件将参照其语言描述，在表1中找到对应的实数值。
表1 语言描述和具体数值之间的映射关系
语言描述 具体数值
极差 0.1
差 0.3
一般 0.5
不错 0.7
很好 0.9
候选服务根据上表表1将自身的语言型属性映射为具体的数值，并与用户的边界条件bk相比较，语言型属性的计算公式为：
其中，uki表示服务Si的第k个QoS语言型属性的效用值，属性的效用值越高，表明用户对该属性的满意度就越高；nki表示用户对服务Si的第k个QoS语言型属性的需求，bk表示用户对语言型属性设定的边界常量；
步骤五、对步骤四数值匹配的结果进行计算，得出用户对QoS的综合满意度，数值匹配的结果进行计算：
Figure 581311DEST_PATH_IMAGE013
，形成匹配矩阵
Figure 956929DEST_PATH_IMAGE014
，其中，wk是表示用户对QoS语言型属性的偏好程度的权重因子，0＜wk＜1；r表示服务Si共有r个QoS属性。
上述步骤二中匹配合格是指候选服务的QoS参数与用户需求的QoS参数指向QoS本体的同一类，或是候选服务的QoS参数比用户需求的QoS参数完成更多的功能或一部分功能。

Claims (2)

1.一种面向用户需求的服务资源检索方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、利用用户提供的功能信息对服务资源进行功能匹配，选择出满足用户功能需求特征的云服务资源，标记为候选服务；
步骤二、用户需求的QoS参数通过QoS语义本体后，形成若干语义属性，然后与步骤一标记的候选服务的QoS属性进行语义匹配，若匹配合格，则进行下一步骤，否则匹配失败，输出结束信号；
步骤三、在步骤二语义匹配的基础上，对用户需求的QoS属性进行取值约束，判定用户需求的QoS属性所属的类别是区间属性、阀值型属性和语言型属性中的哪种形式；
步骤四、根据步骤三的取值约束结果，对用户需求的QoS属性进行计算，计算公式为，
区间型属性计算公式为：
Figure 217004DEST_PATH_IMAGE001
Figure 612213DEST_PATH_IMAGE002
其中，lk和uk分别表示用户对区间型属性设定的下界和上界条件，nk表示用户对QoS属性的数值要求，nki表示用户对服务Si的第k个QoS区间型属性的需求，uki表示服务Si的第k个QoS区间型属性的效用值，公式（1）为积极属性，公式（2）为消极属性；
阀值型属性的计算公式为：
Figure 186731DEST_PATH_IMAGE004
其中，uki表示服务Si的第k个QoS阀值型属性的效用值，nki表示用户对服务Si的第k个QoS阀值型属性的需求，Tk表示用户对阀值型属性设定的边界常量，公式（3）为积极属性，公式（4）为消极属性；
语言型属性的计算公式为：
其中，uki表示服务Si的第k个QoS语言型属性的效用值，nki表示用户对服务Si的第k个QoS语言型属性的需求，bk表示用户对语言型属性设定的边界常量；
步骤五、对步骤四数值匹配的结果进行计算，得出用户对QoS的综合满意度，数值匹配的结果进行计算：
Figure 842545DEST_PATH_IMAGE006
，形成匹配矩阵
Figure 245845DEST_PATH_IMAGE007
，其中，wk是表示用户对QoS语言型属性的偏好程度的权重因子，0＜wk＜1；r表示服务Si共有r个QoS属性。
2.根据权利要求1所述的一种面向用户需求的服务资源检索方法，其特征在于：上述步骤二中匹配合格是指候选服务的QoS参数与用户需求的QoS参数指向QoS本体的同一类，或是候选服务的QoS参数比用户需求的QoS参数完成更多的功能或一部分功能。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104978483A (zh) * 2015-06-10 2015-10-14 南京邮电大学 支持偏好度动态修正的Web服务选择方法
CN107423307A (zh) * 2016-05-24 2017-12-01 阿里巴巴集团控股有限公司 一种互联网信息资源的分配方法及装置

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