[论文解读] ExploitingWeb Service Semantics: Taxonomies vs. Ontologies

Asuman Doğaç, Gökçe Banu Laleci Ertürkmen+2 more|ArXiv.org|Dec 23, 2002

Service-Oriented Architecture and Web Services参考文献 7被引用 42

一句话总结

本文主张，基于本体的语义描述在支持动态Web服务发现、组合及自动化协商方面，显著优于基于分类法的方法。通过利用具有属性和关系的正式本体，服务可被精确描述，并与其它资源语义关联，从而克服UDDI和ebXML注册中心依赖浅层分类法所带来的局限性。

ABSTRACT

Comprehensive semantic descriptions of Web services are essential to exploit them in their full potential, that is, discovering them dynamically, and enabling automated service negotiation, composition and monitoring. The semantic mechanisms currently available in service registries which are based on taxonomies fail to provide the means to achieve this. Although the terms taxonomy and ontology are sometimes used interchangably there is a critical difference. A taxonomy indicates only class/subclass relationship whereas an ontology describes a domain completely. The essential mechanisms that ontology languages provide include their formal specification (which allows them to be queried) and their ability to define properties of classes. Through properties very accurate descriptions of services can be defined and services can be related to other services or resources. In this paper, we discuss the advantages of describing service semantics through ontology languages and describe how to relate the semantics defined with the services advertised in service registries like UDDI and ebXML.

研究动机与目标

• 为解决当前服务注册中心（如UDDI和ebXML）依赖浅层分类法进行语义描述所存在的局限性。
• 证明分类法不足以支持自动化服务组合、发现与监控。
• 倡导使用正式本体作为表达丰富、机器可处理的服务语义的更优机制。
• 提供一种将本体定义的服务语义映射到现有服务注册中心的方法。
• 确立本体可通过属性与关系实现精确的服务描述，而分类法仅能表达类/子类层次结构。

提出的方法

• 使用正式本体语言定义服务语义，明确表达类属性与关系。
• 通过将基于本体的描述映射到其元数据结构，扩展传统服务注册中心（UDDI、ebXML）。
• 利用本体的形式化规范，实现对服务描述的语义查询与推理。
• 定义服务属性（如输入/输出类型、约束、质量属性等），以支持细粒度的服务发现与组合。
• 将基于本体的描述与注册条目集成，在保持互操作性的同时增强表达能力。
• 利用本体推理推断服务与资源之间的关系，支持自动化服务组合与监控。

实验结果

研究问题

• RQ1 为何基于分类法的方法在支持自动化Web服务发现与组合方面不足？
• RQ2 与分类法相比，正式本体如何提升Web服务描述的表达能力与机器可处理性？
• RQ3 需要何种机制才能将基于本体的语义集成到现有服务注册中心（如UDDI和ebXML）中？
• RQ4 本体在哪些方面能够实现比分类法更精确的服务协商与监控？
• RQ5 如何利用本体中的属性与关系，以支持自动化推理的方式描述服务？

主要发现

• 分类法仅表达类/子类关系，限制了其描述复杂服务语义的能力。
• 本体提供形式化规范，支持对服务描述的查询、推理与自动化处理。
• 本体中包含属性，可实现对服务输入、输出、约束及质量属性的精确刻画。
• 基于本体的描述使服务能与其它服务及外部资源语义关联，支持动态组合。
• 将本体语义映射到现有注册中心（如UDDI和ebXML）是可行的，且可增强其表达能力，而无需完全替换。
• 正式本体支持自动化服务协商、发现与监控——这些能力在仅依赖分类法的模型中无法实现。