web服务语义标注研究

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1、http://www.paper.edu.cnWeb服务语义标注研究张发圣河海大学计算机科学技术系，南京(210098)E-mail：buddyst@hhu.edu.cn摘要：传统的Web服务的描述标准采用基于XML的WSDL语言，由于能够方便的描述Web服务的调用接口而得到广泛的应用；但是，WSDL语言着重描述的是Web服务的接口细节，缺乏语义信息，不能满足Web服务发现、组合自动化的需要。将WSDL语义化是当前Web服务的一个重要任务。本文介绍当前主要语义Web服务框架和标注技术，并将结合现有的技术和框架提出一个较完备的We

2、b服务语义标注框架――双层Web服务语义标注框架（DLWSSAF）。关键词：语义Web；Web服务；语义标注；OWL-S；SAWSDL1．简介[1]Web服务技术作为Web中多种异构应用之间的标准交互机制，为开放环境中发布、发现、调用和绑定Web服务提供了一整套方法。然而，传统的Web服务协议栈中，从XML、SOAP、WSDL到UDDI都不提供对服务语义的支持。Web服务从开发、包装到发布、注册直至最后的发现和绑定，其中的互操作都是在语法层次上进行的。现有的Web服务描述标准采用基于XML的WSDL语言，由于能够方便地描述Web

3、服务的调用接口而得到广泛的应用；但是，WSDL语言着重描述的是Web服务运行的接口细节，缺乏语义信息，致使Web服务的发现和组装只能在UDDI中以基于关键字匹配的方式进行，查准率和查全率都不高。语义Web服务致力于将语义引入到Web服务中，使得Web服务中的每一个信息都具有明确的含义，目的是让计算机能够自动处理和集成Web服务上的信息。本体是语义Web[2]的基础，它的目标是给出领域的概念模型，提供对该领域知识的共同理解。一些研究工作[3][4]将本体应用于描述Web服务，提高了Web服务发现和组装的精度。目前存在两种方法将本体

4、用于Web服务的描述。第一种方法是直接定义一套描述Web[5][6]服务的本体，比如WSMO或OWL-S，其不足之处是它仅仅是Web服务描述的上层本体，并不关注特定的应用领域，而在Web服务的描述过程中需要再增加特定领域本体的概念标注。第二种方法是直接在现有的Web服务标准（WSDL和UDDI）上增加语义信息，采用领域本体直接对WSDL文件进行标注。由于当前已存在大量的传统Web服务，且语义Web服务尚处于研究阶段，直接开发基于服务本体描述的Web服务的环境还不成熟，而采用OWL本体来增强WSDL文件的语义信息，对WSDL文件进

5、行语义标注，实现对Web服务的语义标注成了主流。标注后，制定WSDL到OWL-S的转换规则，并根据转换规则生成OWL-S格式的Web服务语义描述，这是当前的Web服务语义标注研究热点之一。[7]W3C于2007年给出了SAWSDL推荐标准，SAWSDL试图通过从WSDL和XSD元素中引用语义模型的方法来填补Web服务和语义网的鸿沟，这些语义模型在WSDL外部定义。标注后的文件仍然遵守传统的Web服务描述标准，并且含有部分语义信息。这也丰富了Web服务语义标注技术，并成为研究热点之一。本文将介绍当前各种主流Web服务标注技术，重点

6、分析OWL-S和SAWSDL两种优秀Web服务标注技术，分析各自的优缺点和可供结合的地方，并提出了一个双层Web服务语义标注框架（DLWSSAF:aDoubleLayerWebServiceSemanticAnnotationFramework）。-1-http://www.paper.edu.cn2．主流Web服务标注技术语义标注是使机器理解所处理对象的一种手段。抽象来说语义标注的过程就是及其可理解的“知识”的过程。“知识”提供了领域内部不同主体（人、机器、软件系统等）之间进行交流的一种语义基础。在语义Web中，这种“知识”主

7、要是面向机器理解的，以本体形式表达的。本体的概念起源于哲学，目前一个广为接受的本体的定义是：本体是对一个共享的概念化的形式化的、显示的规格说明。在语义Web服务中，“知识”以服务本体的形式来表达。服务本体是概念层上关于服务的最本质的描述，它定义了服务输入、服务输出、执行前提、执行结果、服务的类型以及服务的质量等。如何创建和利用服务本体来精确定义Web服务的语义，这是Web服务语义标注的研究重点所在。当前主流的语义Web服务描述框架有WSMO和OWL-S，W3C于2007年推荐的SAWSDL标准也是Web服务语义标注的研究热点之一

8、，它的成果是生成含部分语义信息的Web服务描述文件，接下来我们就介绍这三种标准。2.1WSMOWSMO（WebServiceModelingOntology）的提出始于EU-IST第五个框架计划的资助项目SWWS（http://swws.semanticweb.