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文檔簡(jiǎn)介
1、隨著人類基因組計(jì)劃的完成,生命科學(xué)進(jìn)入了后基因組時(shí)代,各種功能基因組計(jì)劃紛紛啟動(dòng),基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)等各種組學(xué)數(shù)據(jù)不斷增長(zhǎng),由此產(chǎn)生了大量的生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)分析工具。復(fù)雜生物信息數(shù)據(jù)分析任務(wù)通常需要綜合利用若干由不同組織開發(fā)的數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)分析工具,有效集成這些資源已經(jīng)成為生物信息領(lǐng)域的迫切需求。生物信息Web服務(wù)組合技術(shù)可以為解決這一問(wèn)題提供有效途徑。
面向服務(wù)的體系架構(gòu)(Service-Oriented Arc
2、hitecture,SOA)與面向服務(wù)的計(jì)算(Service-Oriented Computing,SOC)近年來(lái)在生物信息領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。Web服務(wù)作為SOA和SOC的一種具體實(shí)現(xiàn)方式,已經(jīng)被越來(lái)越多的生物信息領(lǐng)域研究者所采納,用以訪問(wèn)生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)和調(diào)用數(shù)據(jù)分析工具。單一的Web服務(wù)往往結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能有限,無(wú)法滿足復(fù)雜應(yīng)用需求。如何有效組合互聯(lián)網(wǎng)中功能各異的生物信息Web服務(wù),實(shí)現(xiàn)生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)分析工具服務(wù)之間的無(wú)縫集成,
3、形成功能強(qiáng)大的復(fù)合服務(wù)來(lái)滿足用戶需求,已經(jīng)成為生物信息領(lǐng)域的熱點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題。
本文針對(duì)生物信息領(lǐng)域的迫切需求和服務(wù)組合的研究問(wèn)題,提出語(yǔ)義Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)與組合方法,研發(fā)面向生物信息數(shù)據(jù)分析的語(yǔ)義Web服務(wù)組合系統(tǒng)。生物信息領(lǐng)域Web服務(wù)組合存在如下問(wèn)題:已有的組合方法沒(méi)有對(duì)生物信息Web服務(wù)包含的豐富語(yǔ)義信息進(jìn)行有效利用,針對(duì)大規(guī)模的服務(wù)注冊(cè)庫(kù)發(fā)現(xiàn)效率低下,服務(wù)組合缺乏自學(xué)習(xí)能力無(wú)法重用已有的組合方案,針對(duì)這些問(wèn)題,本文重點(diǎn)研
4、究以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:
(1)針對(duì)語(yǔ)義Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,提出基于語(yǔ)義Web服務(wù)功能關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法。該方法主要由兩個(gè)部分組成:服務(wù)資源組織預(yù)處理和服務(wù)匹配。服務(wù)資源組織預(yù)處理是指,通過(guò)計(jì)算Web服務(wù)功能關(guān)聯(lián)度,構(gòu)建Web服務(wù)功能關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。旨在對(duì)服務(wù)注冊(cè)庫(kù)中的服務(wù)資源進(jìn)行有效組織,減少服務(wù)匹配階段的服務(wù)搜索空間,提高服務(wù)發(fā)現(xiàn)效率。服務(wù)匹配是指,通過(guò)服務(wù)內(nèi)容匹配以及服務(wù)接口匹配,能夠高效、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)符合用戶需求的服務(wù)。實(shí)驗(yàn)
5、表明,通過(guò)構(gòu)造Web服務(wù)功能關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò),在保證服務(wù)發(fā)現(xiàn)召回率的前提下,服務(wù)發(fā)現(xiàn)的效率得到明顯提高。
(2)研究語(yǔ)義Web服務(wù)自動(dòng)組合問(wèn)題,提出基于服務(wù)過(guò)程接口匹配的服務(wù)組合方法。該方法以基于OWL-S描述的語(yǔ)義Web服務(wù)內(nèi)部過(guò)程作為組合操作對(duì)象,旨在有效地發(fā)現(xiàn)滿足用戶需求的潛在服務(wù)組合方案。提出的組合方法建立了相應(yīng)的優(yōu)化搜索機(jī)制:利用后繼服務(wù)搜索策略既能保證滿足用戶需求,又可以進(jìn)行高效的服務(wù)組合;采用反向檢查復(fù)合服務(wù)過(guò)程的方式,
6、去除對(duì)產(chǎn)生用戶需求沒(méi)有貢獻(xiàn)的冗余服務(wù)過(guò)程,達(dá)到優(yōu)化服務(wù)組合方案的目的。通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證服務(wù)組合的成功率和效率,結(jié)果表明該方法是合理的、有效的,能夠快速提供滿足用戶需求的服務(wù)組合方案。
(3)為了有效地利用已有服務(wù)組合方案,使組合方法具備自學(xué)習(xí)能力,本文將基于案例的推理應(yīng)用到語(yǔ)義Web服務(wù)組合領(lǐng)域,提出基于案例推理的語(yǔ)義Web服務(wù)組合方法。該方法構(gòu)建基于案例推理的語(yǔ)義Web服務(wù)組合框架。針對(duì)案例檢索問(wèn)題,提出服務(wù)請(qǐng)求與服務(wù)過(guò)程
7、相似度的計(jì)算方法;針對(duì)案例庫(kù)組織問(wèn)題,提出利用PAM算法進(jìn)行服務(wù)過(guò)程聚類并建立索引的方法;針對(duì)案例重用與調(diào)整問(wèn)題,對(duì)檢索出的只能滿足用戶部分需求的服務(wù)組合方案以及滿足用戶需求的冗余服務(wù)組合方案進(jìn)行調(diào)整,并提出相應(yīng)的調(diào)整算法。在案例重用與調(diào)整失效時(shí),通過(guò)融入基于語(yǔ)義Web服務(wù)內(nèi)部過(guò)程接口匹配的自動(dòng)服務(wù)組合方法,服務(wù)組合框架能夠進(jìn)一步滿足用戶需求,解決更多的問(wèn)題。通過(guò)實(shí)驗(yàn),證實(shí)了該方法可有效地利用已有組合方案,滿足用戶需求。
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