● 摘要
互联网技术的快速发展使计算模式和软件开发模式发生了重大变革。Web服务是一种新兴的互联网环境下的技术，它基于一系列的标准规范，具有自治性、松耦合、跨平台等特性，为互联网环境下的软件应用之间的互操作提供了支持。基于Web服务技术，可以快速地进行软件的设计和开发，基于Web服务的软件集成与开发逐渐成为互联网环境下软件开发的重要方法。另一方面，由于互联网环境的动态性和开放性，以及服务本身可能出现动态的演化和升级，给在互联网环境下基于服务的软件开发带来了诸多挑战。首先，互联网环境中存在众多的服务资源，服务之间的描述方式存在很大差异。同时服务本身的质量受动态网络环境的影响，用户本身也缺乏专业的知识去主动发现所需的服务。如何为用户从众多功能相似的服务中推荐满足用户需求的、可信的服务是基于服务的软件集成与开发的首要问题。其次，单个服务本身完成的功能有限，服务之间往往通过相互协作来完成复杂的业务功能。服务绝大多数情况下由不同的软件人员开发，相似功能的服务之间具有不同的实现方式。服务之间能否进行正常交互是基于服务开发的软件正常运行的基础。因此，如何判定服务之间的兼容性，是基于服务的软件集成与开发过程中需要解决的另一个关键问题。最后，在动态的互联网环境下，用户的业务需求不断变化，服务本身也处于动态变化的过程中。以上变化可能会导致服务交互过程中产生不兼容性的情况。如何保障变更后的服务间的正常交互，提高服务化软件的复用效率，降低业务变更带来的损失，也是基于服务的软件集成与开发中面临的关键技术问题。针对基于服务的软件集成与开发过程中遇到的上述问题，本文以提高网络化软件开发效率和软件的复用效率为研究目标，从理论、模型、机制和算法等多个角度，在可信的服务资源发现、服务兼容性判定方法及服务兼容性保障机制等方面展开研究工作，为基于服务的软件集成与开发提供相应的理论基础和支撑工具。本文的主要研究工作体现在如下几个方面：1) 针对“如何为用户推荐满足用户需求的、可信的服务”问题，提出了一种面向服务推荐的用户信任网络发现方法。首先提出了一种面向服务推荐的用户信任网络结构，该网络结构刻画了影响服务推荐的用户基本信任关系、用户属性相似度、偏好相似度、角色影响力等因素。然后提出了一种启发式的社会网络发现算法，发现从源用户到目标用户的关键路径，并基于该关键路径给出了用户综合信任关系的计算方法，用于计算用户对所需服务的预期评价值。最后在Filmtipset数据集上对本文算法和其它算法进行了对比实验，并对影响服务推荐质量的各个因素进行了对比分析；结果表明，本算法在执行效率及性能方面优于其他一些经典算法。2) 针对“如何判定服务之间的兼容性”的问题，提出了一种Web服务兼容性判定方法。首先，给出服务兼容性的相关定义。其次，从Web服务消息层和协议层分别给出了基于消息树的Web服务消息形式化模型和基于有限自动机的Web服务协议形式化模型。再次，提出了Web服务在消息层面和协议层面的兼容性判定算法。最后通过案例对Web服务兼容性判定方法的有效性进行了评估。3) 针对“如何保障变更后的服务间的正常交互”的问题，提出了一种基于服务适配器的兼容性保障机制。针对服务间存在的消息描述、消息顺序不一致等问题，首先分析服务消息在语义和结构上的相似性，得出消息之间的映射关系，进而通过可达图给出了服务协议的执行路径，以消息层的映射关系和协议的执行路径作为输入，生成服务适配器的协议路径。然后在服务适配器协议描述的基础上，通过引入第三方组件的处理机制，生成一个服务适配器组件作为服务交互的中介部署在服务运行环境中支持服务间的正常交互。最后基于互联网上收集到的真实服务及典型的应用场景对该机制的有效性和性能进行了实验分析。4) 基于以上研究工作，设计并实现了服务兼容性判定及保障支撑工具，给出了其体系结构、运行原理和实现分析。