随着云计算、物联网以及移动互联网等新一代信息技术的成熟与应用普及,软件开发和应用呈现出明显的面向服务特征。Web服务在面向服务体系结构、分布式计算以及软件与数据重用等方面具有重要的应用前景。随着Web服务数量的不断增多,如何快速发现服务,或者利用现有的服务进行组合以快速构建新的增值服务,满足用户的需求,成为当前的研究热点。在海量服务库中很多服务具有相似的功能和接口,将功能相似的服务映射为一个服务簇,可以增大服务发现粒度,缩减服务查找空间,提高搜索效率。本文利用逻辑Petri网作为形式化工具建立了一种Web服务簇模型,并利用这种模型对Web服务的组合技术进行研究,主要工作和创新点如下:(1)提出了一种基于本体库树形结构编码的相似性计算方法建立高效的领域本体概念库是基于语义的服务发现的重要基础。本文提出了一种基于本体库树形结构编码的相似性计算方法,将本体概念按照本体树的层次结构进行编码,可以将本体概念的语义距离转换为字符编码距离,而不必通过查找本体树确定,可以大幅度降低服务聚类、服务发现过程中概念相似性计算的复杂度。(2)提出了一种基于逻辑Petri网的Web服务簇模型对逻辑Petri网的定义进行改进,以逻辑向量表示逻辑表达式,在进行引发条件判断时便于提高计算效率。基于逻辑Petri网的理论,将服务簇看作逻辑Petri网的变迁,以服务簇接口参数看作逻辑Petri网的库所集,服务的参数集合表示为基于服务簇参数的统一的逻辑向量,建立Web服务簇模型。在服务匹配时,可以将用户请求中的参数集转换为基于服务簇参数的逻辑向量,然后可以通过逻辑比较判断是否匹配。这样可以使基于语义的相似匹配限制在服务簇比较的级别,在服务簇内部则采用基于逻辑向量的匹配,可以降低参数语义匹配的规模,提高服务发现效率。(3)提出了基于逻辑Petri网服务簇的服务组合发现体系与算法提出了基于逻辑Petri网服务簇的静态组合和动态组合相结合的方法。动态组合方法是按照逻辑Petri网可达性计算的方法,按照并行分层的思想搜索服务簇和服务簇中的服务,建立服务组合的规划图。静态方法保存将成功发现的服务簇组合结构,逐步建立服务簇组合库。在进行服务发现时,首先搜索服务簇组合库。如果服务簇组合满足用户请求,则根据服务簇组合结构进入服务簇查找服务,否则就进行动态搜索。这种静态组合和动态组合相结合的方法,有利于提高组合发现效率。(4)提出了一种基于QoS和逻辑运算的服务组合优化算法对服务组合发现过程中建立的服务组合的规划图进行逆向裁剪,可以获得优化的组合服务。在进行逆向裁剪时,基于服务的最优组合QoS值动态确定阈值进行服务过滤,可提降低组合规模,为用户提供多个最优组合;将组合服务的构建过程表示为逻辑析取范式向逻辑合取范式转换的过程,可以利用逻辑运算公式快速处理冗余服务,提高服务组合的效率,并保证获得最简化的组合服务。利用基于逻辑Petri网服务簇的服务发现与组合方法和基于QoS和逻辑运算的服务组合优化算法,可以缩减服务空间,降低语义比较规模,提高计算速度,有利于提高海量服务数据库的发现与组合效率。