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计算机学报 2010年第11期杂志 文档列表

《服务计算》专辑 前言2031-2032

摘要：网络环境下IT资源的优化利用以及跨管理域的资源共享和应用集成是近年来推动信息技术发展的重要驱动力之一，致使SOA、网格、SaaS和云计算等新理念和新技术层出不穷．这些新兴计算模式和相应的商业模式颠覆了许多传统的基本假设，对学科基础、产业和应用都带来了冲击和挑战，形成了很多新的研究热点，例如：（1）支持资源的跨域共享与集成；

一种SaaS模式下的服务社区模型及其在全国科技信息服务网中的应用2033-2043

摘要：如何从服务的提供、运营和使用等多个维度有效组织和管理服务是软件即服务（SaaS）模式下面临的一个重要挑战.以支持服务发现为主要目标的传统服务管理方法难以适应SaaS模式下服务的动态有界、关联演化和可控可测等特征及满足服务全生命周期管控的需求.该文结合全国科技信息服务网实际应用,探索了一种支持科技信息资源整合共享与综合利用的＂双向＂SaaS模式,并提出一种适于该模式下服务管理的服务社区模型.服务社区模型支持服务元建模和业务规范及服务管控策略自主定义,可以使能面向特定业务领域的有界化和有序化服务管理.文中还针对服务管理边界的演化需求讨论了该模型下的服务社区派生机制.最后,以全国科技信息服务网中的科技信息服务运营管理为具体案例,展示并讨论了服务社区模型的使用方法、应用效果和适用范围.

面向SaaS应用的数据组合隐私保护机制研究2044-2054

摘要：软件即服务（SaaS）模式下,业务应用和数据库部署在非完全可信的服务运营商的平台上,租户数据的隐私保护成为SaaS模式应用和推广中一个极大的问题和挑战.基于明文状态下不同SaaS数据属性组合泄露隐私程度的不同,提出一种面向SaaS应用的数据组合隐私保护机制.该隐私保护机制支持租户自定制隐私约束,用来描述数据组合隐私保护需求,将SaaS数据属性切分到不同的数据分块中,利用可信第三方实现数据切片间关联关系的混淆和重构,并基于伪造数据,确保同一数据分块内部数据切片分布的均衡化,实现SaaS数据组合隐私保护和实用性的有效结合.通过分析,证明了隐私保护机制的合理性,并通过实验验证了该隐私保护机制的实用性.

基于TLA的SaaS业务流程定制及验证机制研究2055-2067

摘要：SaaS模式已成为当前流行的软件服务形式.为满足不同租户个性化的业务服务需求,SaaS模式必须提供灵活的定制机制.为此,提出了一个支持租户业务流程定制行为建模及验证的框架.该框架以层次定制行为约束图作为定制指导,通过TLA（Temporal Logic of Actions）对各层的原子定制活动建模,并以此为基础构建租户的全局定制行为,然后基于应用的业务规则约束设计算法验证全局定制行为的正确性;为有效提高租户的定制效率,基于对多租户已有正确定制结果的统计分析,设计定制推荐算法,合理减少验证次数.仿真实验结果证实了该机制的高效性及可靠性.

服务关系及其在面向服务计算中的应用2068-2083

摘要：在面向服务计算模式中,传统的UDDI、ebXML服务注册中心无论是服务发现,还是组合与交互方面都面临着信息共享和过程中介的难题.文中结合语义Web（Semantic Web）和社会化网络（Social Networking）技术,显式地定义服务间的交互关系（简称服务关系）,并将它们融入到服务注册中心的组织、构建及服务计算过程中,将可用Web服务组织成具有丰富语义信息、基于业务上下文和交互关系的服务生态系统.文章首先分析并定义了参数、操作和服务三个层级的服务关系;接着详细讨论了服务关系挖掘的技术细节,包括Web服务的语义标注、服务关系提取、利用等;最后是相关实验数据及结果分析.将语义推理和关系演算引入到服务发现、组合、交互过程中,可以促进和便利服务计算,也是朝向服务互联网（Internet of Services）迈出的重要一步.

一种情境感知服务系统框架2084-2092

摘要：根据感知的情境信息将业务服务组合成情境感知服务是提高服务水平的有效途径.现有研究多关注于情境信息及服务的表示,而对情境感知服务的构造特征和业务运行机制缺乏充分考虑.一方面,各情境感知服务的情境信息和业务服务重复性较强,通过预定义流程的紧耦合构造方式难以支持重用;另一方面,情境信息取值变化具有随机性和动态性,基于推理的触发式调用执行代价过高.基于情境感知服务特征分析提出了一种情境感知服务系统框架CBS3,给出了情境信息与业务服务的配置模型和构造机制.通过社区老年情境感知服务的案例说明使用CBS3建立情境感知服务的过程.对比分析的结果表明,与传统方法相比,CBS3能够提高情境感知服务重用度和执行效率.

一种基于推荐网络和蚁群算法的服务发现方法2093-2103

摘要：服务分散存储在互联网上,随着互联网上Web服务数量的迅速增长,自动、准确、快速地搜索Web服务已经成为面向服务计算中的难点和关键问题.文中针对在开放、动态环境下现有的服务发现研究中存在的搜索效率不高、负载不均衡和语义欠缺等问题,提出了一种基于推荐网络和蚁群算法的服务发现方法.首先,该方法构建一个自组织服务推荐网络模型,并给出了相关策略,从而适合大规模开放、动态的网络环境,为服务发现提供了搜索空间和基础.其次,在自组织服务推荐网络模型的基础上,给出了一种基于蚁群算法的服务发现方法,该方法使用推荐有效地提高了服务发现的成功率和查全率,引入蚁群算法的思想有效地解决了服务发现中的网络负载均衡问题.最后,实验结果证明了该方法的正确性和可行性.

面向组合服务收益优化的动态服务选择方法2104-2115

摘要：服务组合是面向服务计算环境中实现价值增值的有效途径.现有研究多关注于顾客价值的提高,而对提供服务组合方案的服务提供者或商的价值缺乏充分考虑.一方面,在服务级别协议下,超过约定级别的质量不会给提供者带来额外收益,也不能有效提升顾客价值,因此是没有必要的;另一方面,服务本身及其交付环境的不确定性导致服务质量也具有一定的不确定性,使得实际服务可能无法达到约定的服务级别,甚至完全失效.对此基于服务级别协议对服务收益和策略进行分析,给出面向收益优化的服务选择模型,并将阶段估计与即时反馈相结合,对需求进行贪婪调度,最终基于模拟退火算法实现组合服务的优化选择.实验结果表明,与传统方法相比,该方法不仅能够获取更多的服务收益,而且在不同需求分布下均具有更高的效率.

一种基于混合智能优化的服务选择模型2116-2125

摘要：基于Web服务功能属性与非功能属性分离的思想,提出了在组合服务流程确定情况下基于非功能属性的组合Web服务选择模型.考虑到非功能属性之间的不可公度性和矛盾性,设计了一种基于极大熵函数和社会认知算法的新型混合智能优化算法来解决全局服务选择问题.最后给出了数值实验,实验表明文中的方法可以综合考虑服务组合的非功能要求,从而实现自动的全局服务选择.

上下文感知的移动社交网络服务选择机制研究2126-2135

摘要：服务选择机制作为为用户提供智能性、主动性应用服务的一项关键支撑技术,是移动社交网络中重要的研究内容之一.文中提出了基于上下文、信任网络和协作过滤算法的移动社交网络服务选择机制,将上下文相似度引入到服务选择的过程中,并且和信任度相结合,构成＂用户-服务-上下文＂三维协作过滤服务选择模型.该方法提高了服务选择的准确性和可靠性,避免了服务选择的盲目性和随意性.仿真实验表明,与传统的协作过滤推荐算法相比,该服务选择算法具有更高的准确率.

基于Skyline的QoS感知的动态服务选择2136-2146

摘要：服务计算相关技术标准的持续完善和不断成熟推动了基于Web服务重用的分布式应用系统开发方式的迅速普及.而随着服务数量的爆炸性增长,网络上存在着大量功能相似、非功能特性各异的服务,如何在功能相当的服务集中选择质量较优的服务成为一个亟待解决的问题.传统的基于服务质量的服务选择方法,无论是局部最优或是全局最优策略,均面向服务库中的所有服务进行选择,选择效率受服务数量影响较大,因此不适用于基于大规模服务库的服务选择.文中引入数据库查询中的skyline方法,利用skyline中的支配关系,在选择过程中仅考虑skyline之上的服务,从而大大缩小了服务选择的范围,提高了服务选择的效率.同时针对动态Web服务环境,提出一种动态环境下的skyline服务维护算法,并通过一系列仿真实验证明了所提算法的高效性及良好的可扩展性.

面向组合服务动态自适应的事务级主动伺机服务替换算法2147-2162

摘要：动态服务环境的各种异常随时会导致整个业务流程暂时无响应或服务中断,极大影响业务流程的可靠性.已有替换机制大多缺乏事务支持而适应性差,进而不能有效保证系统执行过程中事务服务的原子性和数据一致性,也无法保障替换过程要求的正确性、实时性和高效性.该文以＂事务支持＂为核心,充分考虑了服务间多关系以及Web服务的事务特性,提出一种事务级组合服务主动伺机替换算法.首先,该文给出了事务粒度的获取及替换范围识别算法.然后,提出事务级替换代价/收益QoS模型,将事务补偿代价与替换代价有机结合,保证以最少的代价实现服务替换.在此基础上,提出了全新的QoS驱动的事务级服务替换算法.为了提高替换的时效性,提出了早期预测模式挖掘算法,对运行的服务实时监控保证其识别失效服务的早期性.实验结果证明,该模型不仅保证了替换过程中业务流程的事务原子性和数据一致性,而且提高了系统的可靠性和时效性.

需求语义驱动的按需服务聚合生产方法2163-2176

摘要：按需服务资源聚合、软件随需演变生长,赋予了需求工程在服务计算时代新的机遇.文中针对面向服务的网络化软件开发强调发现和重用已有的服务资源,通过聚合服务资源来满足用户需求的软件生产技术形态,构筑语义需求工程以应用于网络化软件的生产.基于语义的服务需求工程的关注点是识别服务和过程,采取涉众群体智能参与的服务需求语义获取和需求语义驱动的互操作性聚类来实施按需服务生产的方法,以服务的需求语义完整性描述为支点,系统地研究和提出三大技术：即面向大众本体、不断演化、即时验证的需求语义获取技术,需求语义驱动的服务软件聚合方法,基于需求语义的服务定制.针对需求语义驱动的服务聚合生产,充分利用网上涉众群体智能和需求专家相结合,采用语义wikis以捕获和验证网络化软件需求语义,通过需求语义互操作展开选择连接本体作为语义信息载体,进行服务资源聚合,生成网络化软件.理论与实证研究表明,基于语义的服务需求工程对云服务环境下网络化软件的按需交付具有明显的实用性和有效性.

基于进程代数的服务业务流程价值分析2177-2189

摘要：服务业务流程模型的质量对服务系统的质量会产生直接影响,而衡量模型质量的标准除了模型本身的一致性、无歧义性等性质外,更为重要的是其能否充分满足顾客的服务需求.在服务工程中,服务价值被认为是各服务参与者期望从服务获取的最终目标,采用价值模型从功能性和非功能性两方面对顾客需求进行形式化描述.通过对Pi演算扩展动作质量约束和价值实现程度计算函数,提出价值进程代数VPA,用于形式化表达和验证服务业务流程模型.利用语义等价匹配算法和弱互模拟理论,提出验证目标价值的可实现性和实现完整性的模型分析方法,分析目标价值的实现程度,进而定量计算服务业务流程模型对顾客需求的满足情况,为后续面向价值的服务模型优化提供依据.

一种利用业务服务抽象提升服务可用性的方法2190-2201

摘要：互联网上Web服务资源具有自治性和动态性,单个资源的可用性不尽确定.汇聚同类资源、提升抽象层次,并且在运行时动态绑定至具体资源的方式是提升可用性的基本手段之一.文中通过业务服务抽象汇聚相似功能的具体服务,并在此基础上提出了运行时请求拆分和动态切换技术以提升服务的可用性,同时给出了相应的业务服务执行算法.此方法较传统的基于服务副本的方式能够避免单个服务的不可用问题,然而由于服务的可用性状态以及它们在业务能力上的差异,用户请求可能需要通过多个服务的执行才能得以满足,故此方法也带来了服务选择时的额外服务调用开销,因此进而在业务服务执行算法的基础上提出了基于实时可用性更新和服务对用户请求覆盖程度的运行时服务选择算法以提高业务服务的执行效率、减小实现代价.最后使用案例和仿真实验对上述方法进行了评价.

一种SOA软件系统可信性评价方法研究2202-2210

摘要：结合计算机系统可信性评价需求,研究基于SOA软件系统可信性评价方法.首先引入SOA软件代数模型,给出SOA软件可信范式,为从软件体系结构角度研究可信性评价问题奠定基础.给出SOA软件元素（服务组件和服务组合）可信属性的定义以及可信性定义;证明可信范式下SOA软件系统的Markov特性,提出SOA软件系统的综合可信性评价模型.通过一个案例解释SOA软件系统可信性模型的应用.最后通过与同类研究比较,总结本文的特点和贡献.