论文部分内容阅读
摘 要：该文为了突破当前技术还尚未对Web应用组合交互予以技术支持这一局限，提出基于语义描述的Web应用构件自动组装及实现方法。提出建立OWL-S基础上的Web应用构件组装语义描述方案，通过运用Web能够根据规范统一的Web应用构件，进行语义化标注并赋予Web应用构件语义，用户能够结合自身的应用所需，在匹配规则内筛选大量构件获得与语义描述相符的Web应用构件。成功优化Web复合组合交互复合应用，并且很大程度缩减了开发周期，更对Web复合运用开发效率有效提升。
关键词：语义描述 Web应用构件 自动组合 实现方法
中图分类号：TP311.52 文獻标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）11（b）-0042-03
Abstract： In order to break through the limitation that the current technology has not yet provided technical support for web application composition interaction， this paper proposes a method of automatic composition and implementation of web application components based on semantic description. A semantic description scheme of web application component assembly based on OWL-S is proposed. By the using web， users can label web application components according to the standardized and unified web application components and give them semantics. Users can select a large number of components in the matching rules to obtain the web application components that match the semantic description according to their own application needs. Successful optimization of web composite interactive composite application， and greatly reduced the development cycle， more effective improvement of web composite application development efficiency.
Key Words： Semantic description; Web application components; Automatic composition; Implementation method
随着互联网信息技术的飞速发展，Web应用逐渐出现在人们社会生活的多个领域，分散于Internet上的这些独立Web，能够在运用中实现用户所需的特定业务功能。在传统应用软件开发中，构件组装技术获得广泛运用。目前学术界已经形成有关Web Service构件组装的较丰富研究成果，但是在有关WS-BPEL技术实现支持Web构件自动组装的人工交互技术操作支持尚且匮乏。并且BPEL引擎需要完成具体Web服务的手工筛选和绑定，并不能进行Web应用的自动化灵活性构件组装，所以对于当前的实际应用业务场景需求无法满足。所以该文提出基于语义描述的Web应用构件自动组装及实现方法。
1 相关理论概述
1.1 语义描述
语义网作为一种统一定义网络资源的方式，能够让存在的网络资源均具备一定语义功能，从而更便捷地实现计算机平台的自动化处理。包括了XML技术、RDF技术、本体技术等核心技术。OWL-S作为基于OWL实现的一种Web Service本体描述语言[1]，通过运用OWL-S整套描述机制，进行语义描述Web Service，最终生成描述文件所实现计算机理解处理的语言。主要包括了Service Profile、Service Model、Service Grounding这3个基本构件。需要经WSDL实现OWL-S的信息格式具体描述，因此OWL-S和WSDL之间存在概念映射关系[2]。
1.2 构件组装技术
软件构件在目前学术界作为一种带有契约接口，并且可以完成上下文依赖组装单元显示的构件，能够独立发布并且进行第三方组装。而构件组装技术就作为一种能够遵循特定组装方案，成功组合原本可复用构件的技术，从而获得更大粒度构件或获得完善的应用系统。截至目前，主要包括以下几类构件组装相关技术，譬如基于体系结构、基于框架、基于工作流、基于连接器、基于构件模型、基于Web Service。
2 Web应用构件及语义描述流程
图1是基于语义描述的Web应用构件自动化组装实现技术的整个方法流程。首先，在OWL-S作为基于OWL-S机制基础之上，拓展形成的描述Web应用构件及复合运用业务流程，能够语义化表示Web应用构件组装。其次，匹配抽象应用构件，就是根据上一步骤筛选获得与语义描述条件相符的Web应用构件，形成两者对应关系。再者OWL-S映射为BPMN 2.0描述，就是说参照具体的映射规则，成功实现含有所有匹配成功Web应用构件信息及组装方式所得的完整OWL文件，能够映射为与BPMN 2.0标准相符的bpmn文件[3]。之后构建复合应用，以OWL-S文件及与工作流BPMN 2.0标准相符的bpmn文件中提供相关信息，汇聚Web应用构件公共平台中最终获取Web构件应用副本，分别完成Web应用构件的副本配置操作，并在特定运行环境中部署Web应用构件副本。最后，执行jBPM引擎解释复合应用。 3 基于语义描述的Web应用构件自动组装实现
3.1 Web应用构件及复合应用语义描述
在上文已经完成语义描述Web应用构件该方案，并运用于Web应用构件组装方案中，在当前现有大量Web应用构件平台中，完成对Web应用构件的语义描述标注，赋予Web应用构件相应语义，以其他有关材料为参照赋予Web应用构件的语义标注相应语义。对于OWL-S的复合过程可视化设计，基于Protege 3.0版本OWL编辑软件，完成插件安装对于可视化软件设计中，每一个可视化复合过程针对每一个复合应用来说，都作为一个能够直接进行Web调用的应用构件。并且可以采用具体描述过程节点占位符，表示简单过程从而完成可视化设计复合运用业务流程。这样一来也能够经过可视化设计，描述复合运用组装过程，打下良好的组装Web应用构件工作基础。
3.2 Web应用构件语义匹配
（1）要以构件基本信息实现匹配推理，对于构件的名称、描述、提供者信息、类型、范围、环境部署信息、具体的范围及开发语言信息作为基本构件信息。根据以上基本构件信息的本体描述，运用OWL-S、API、Jena相关技术，匹配并推理现有本体构件。在完成匹配推理之后，即可成功筛选众多Web构件中，与用户构件需求相符的Web应用构件。
（2）要根据构件IOPE完成匹配推理。对于OWL-S语义描述机制内，要想完成Web Service匹配推理，就需要重视提供基于IOPE匹配推理，基于IOPE机制筛选符合要求的Web应用构件。根据匹配推理之后的Web应用构件集合，进行IOPE的二次筛选匹配推理，最終获得与用户构件需求相符的Web应用构件。
4 结语
尽管目前多数工具平台都能够完成Web Service与本地构件之间的组装，但是还尚未形成充分的线上人工交互操作Web应用构件自动化组装。该文提出基于语义描述所实现的Web构件自动组装，经过OWL-S、抽象应用构建匹配、OWL-S映射为BPMN 2.0描述、构建复合化应用以及自行jBPM引擎解释，成功优化了Web复合组合交互复合应用，极大地提升了Web复合运用开发效率。
参考文献
[1] 马晔.Web服务发现技术专利分析[J].中国新通信，2019，21（10）：78.
[2] 傅波.基于服务发现的计算通信关键技术研究[D].上海交通大学，2018.
[3] 张科.语义稀疏的Web服务发现技术研究[D].山东科技大学，2018.
[4] 喻麒睿.高铁共享汽车数据流通机制及关键技术研究[D].中国铁道科学研究院，2019.
[5] 肖堃.嵌入式系统安全可信运行环境研究[D].电子科技大学，2019.
[6] 舒红梅.基于Unikernel的可信Web微服务的研究[D].四川师范大学，2019.
[7] 苏联灯.面向档案信息系统区块链支撑平台的构建[D].中国科学院大学（中国科学院深圳先进技术研究院），2020.
[8] 贾世林.基于团体信息的微博传播趋势预测的研究[D].上海师范大学，2020.
[9] 徐春笙，郭凤宇.基于消息层的Web服务安全模型设计分析[J].数字技术与应用，2020，38（1）：186，188.
关键词：语义描述 Web应用构件 自动组合 实现方法
中图分类号：TP311.52 文獻标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）11（b）-0042-03
Abstract： In order to break through the limitation that the current technology has not yet provided technical support for web application composition interaction， this paper proposes a method of automatic composition and implementation of web application components based on semantic description. A semantic description scheme of web application component assembly based on OWL-S is proposed. By the using web， users can label web application components according to the standardized and unified web application components and give them semantics. Users can select a large number of components in the matching rules to obtain the web application components that match the semantic description according to their own application needs. Successful optimization of web composite interactive composite application， and greatly reduced the development cycle， more effective improvement of web composite application development efficiency.
Key Words： Semantic description; Web application components; Automatic composition; Implementation method
随着互联网信息技术的飞速发展，Web应用逐渐出现在人们社会生活的多个领域，分散于Internet上的这些独立Web，能够在运用中实现用户所需的特定业务功能。在传统应用软件开发中，构件组装技术获得广泛运用。目前学术界已经形成有关Web Service构件组装的较丰富研究成果，但是在有关WS-BPEL技术实现支持Web构件自动组装的人工交互技术操作支持尚且匮乏。并且BPEL引擎需要完成具体Web服务的手工筛选和绑定，并不能进行Web应用的自动化灵活性构件组装，所以对于当前的实际应用业务场景需求无法满足。所以该文提出基于语义描述的Web应用构件自动组装及实现方法。
1 相关理论概述
1.1 语义描述
语义网作为一种统一定义网络资源的方式，能够让存在的网络资源均具备一定语义功能，从而更便捷地实现计算机平台的自动化处理。包括了XML技术、RDF技术、本体技术等核心技术。OWL-S作为基于OWL实现的一种Web Service本体描述语言[1]，通过运用OWL-S整套描述机制，进行语义描述Web Service，最终生成描述文件所实现计算机理解处理的语言。主要包括了Service Profile、Service Model、Service Grounding这3个基本构件。需要经WSDL实现OWL-S的信息格式具体描述，因此OWL-S和WSDL之间存在概念映射关系[2]。
1.2 构件组装技术
软件构件在目前学术界作为一种带有契约接口，并且可以完成上下文依赖组装单元显示的构件，能够独立发布并且进行第三方组装。而构件组装技术就作为一种能够遵循特定组装方案，成功组合原本可复用构件的技术，从而获得更大粒度构件或获得完善的应用系统。截至目前，主要包括以下几类构件组装相关技术，譬如基于体系结构、基于框架、基于工作流、基于连接器、基于构件模型、基于Web Service。
2 Web应用构件及语义描述流程
图1是基于语义描述的Web应用构件自动化组装实现技术的整个方法流程。首先，在OWL-S作为基于OWL-S机制基础之上，拓展形成的描述Web应用构件及复合运用业务流程，能够语义化表示Web应用构件组装。其次，匹配抽象应用构件，就是根据上一步骤筛选获得与语义描述条件相符的Web应用构件，形成两者对应关系。再者OWL-S映射为BPMN 2.0描述，就是说参照具体的映射规则，成功实现含有所有匹配成功Web应用构件信息及组装方式所得的完整OWL文件，能够映射为与BPMN 2.0标准相符的bpmn文件[3]。之后构建复合应用，以OWL-S文件及与工作流BPMN 2.0标准相符的bpmn文件中提供相关信息，汇聚Web应用构件公共平台中最终获取Web构件应用副本，分别完成Web应用构件的副本配置操作，并在特定运行环境中部署Web应用构件副本。最后，执行jBPM引擎解释复合应用。 3 基于语义描述的Web应用构件自动组装实现
3.1 Web应用构件及复合应用语义描述
在上文已经完成语义描述Web应用构件该方案，并运用于Web应用构件组装方案中，在当前现有大量Web应用构件平台中，完成对Web应用构件的语义描述标注，赋予Web应用构件相应语义，以其他有关材料为参照赋予Web应用构件的语义标注相应语义。对于OWL-S的复合过程可视化设计，基于Protege 3.0版本OWL编辑软件，完成插件安装对于可视化软件设计中，每一个可视化复合过程针对每一个复合应用来说，都作为一个能够直接进行Web调用的应用构件。并且可以采用具体描述过程节点占位符，表示简单过程从而完成可视化设计复合运用业务流程。这样一来也能够经过可视化设计，描述复合运用组装过程，打下良好的组装Web应用构件工作基础。
3.2 Web应用构件语义匹配
（1）要以构件基本信息实现匹配推理，对于构件的名称、描述、提供者信息、类型、范围、环境部署信息、具体的范围及开发语言信息作为基本构件信息。根据以上基本构件信息的本体描述，运用OWL-S、API、Jena相关技术，匹配并推理现有本体构件。在完成匹配推理之后，即可成功筛选众多Web构件中，与用户构件需求相符的Web应用构件。
（2）要根据构件IOPE完成匹配推理。对于OWL-S语义描述机制内，要想完成Web Service匹配推理，就需要重视提供基于IOPE匹配推理，基于IOPE机制筛选符合要求的Web应用构件。根据匹配推理之后的Web应用构件集合，进行IOPE的二次筛选匹配推理，最終获得与用户构件需求相符的Web应用构件。
4 结语
尽管目前多数工具平台都能够完成Web Service与本地构件之间的组装，但是还尚未形成充分的线上人工交互操作Web应用构件自动化组装。该文提出基于语义描述所实现的Web构件自动组装，经过OWL-S、抽象应用构建匹配、OWL-S映射为BPMN 2.0描述、构建复合化应用以及自行jBPM引擎解释，成功优化了Web复合组合交互复合应用，极大地提升了Web复合运用开发效率。
参考文献
[1] 马晔.Web服务发现技术专利分析[J].中国新通信，2019，21（10）：78.
[2] 傅波.基于服务发现的计算通信关键技术研究[D].上海交通大学，2018.
[3] 张科.语义稀疏的Web服务发现技术研究[D].山东科技大学，2018.
[4] 喻麒睿.高铁共享汽车数据流通机制及关键技术研究[D].中国铁道科学研究院，2019.
[5] 肖堃.嵌入式系统安全可信运行环境研究[D].电子科技大学，2019.
[6] 舒红梅.基于Unikernel的可信Web微服务的研究[D].四川师范大学，2019.
[7] 苏联灯.面向档案信息系统区块链支撑平台的构建[D].中国科学院大学（中国科学院深圳先进技术研究院），2020.
[8] 贾世林.基于团体信息的微博传播趋势预测的研究[D].上海师范大学，2020.
[9] 徐春笙，郭凤宇.基于消息层的Web服务安全模型设计分析[J].数字技术与应用，2020，38（1）：186，188.