裴大容

摘要：通過(guò)對(duì)現(xiàn)有大數(shù)據(jù)服務(wù)研究現(xiàn)狀的分析，分析大數(shù)據(jù)服務(wù)研究目前所存在的問(wèn)題，并針對(duì)目前大數(shù)據(jù)服務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)特征表達(dá)不足，所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)現(xiàn)和組合困難的問(wèn)題，提出了基于OWL-S的大數(shù)據(jù)服務(wù)模型，通過(guò)利用OWL-S中的服務(wù)操作、服務(wù)類型和數(shù)據(jù)源等屬性，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)服務(wù)的可視化、分析和檢索等服務(wù)的構(gòu)建和動(dòng)態(tài)組合，使得大數(shù)據(jù)服務(wù)在屬性和操作方面的描述更加完備，具有較強(qiáng)的語(yǔ)義理解和自動(dòng)服務(wù)組合能力。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)服務(wù)；Web服務(wù)；語(yǔ)義Web技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）30-7014-03

大數(shù)據(jù)服務(wù)（Big Data-as-a-Service，BDaaS）是可獨(dú)立部署，具有明確契約和獨(dú)立功能的功能單元[1]。而大數(shù)據(jù)服務(wù)模型大數(shù)據(jù)服務(wù)的理論基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)規(guī)范，在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)密集型Web服務(wù)中，采用WDSL對(duì)Web服務(wù)進(jìn)行描述。但是這種描述方式只是描述了服務(wù)接口規(guī)范，缺乏對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)質(zhì)量、模型、隱私等特征的描述，因此傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)描述方法不適用于大數(shù)據(jù)服務(wù)的描述。

1 大數(shù)據(jù)服務(wù)模型研究現(xiàn)狀

目前針對(duì)大數(shù)據(jù)服務(wù)模型的研究，還存在如下的問(wèn)題：

1） 目前的對(duì)大數(shù)據(jù)服務(wù)模型的研究，仍然沿用傳統(tǒng)的Web服務(wù)模型，無(wú)法提供對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的支持，不適用于大數(shù)據(jù)服務(wù)中對(duì)多種服務(wù)類型、多種數(shù)據(jù)源的支持[2]。

2） 對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)操作、數(shù)據(jù)源等特征的表達(dá)不足，導(dǎo)致使用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)描述方式阻礙了服務(wù)的組合和發(fā)現(xiàn)。

2 大數(shù)據(jù)服務(wù)模型設(shè)計(jì)思路

針對(duì)目前對(duì)待大數(shù)據(jù)進(jìn)行描述的Web服務(wù)模型所存在的不支持非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和特征表達(dá)不足的問(wèn)題，大數(shù)據(jù)服務(wù)模型的設(shè)計(jì)必須要滿足如下三個(gè)方面的條件：

1） 同時(shí)支持結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)模型、服務(wù)模型。

2） 能夠?qū)?shù)據(jù)各個(gè)方面的特征屬性進(jìn)行形式化的定義，和完善的描述。

3） 支持可視化型數(shù)據(jù)服務(wù)和分析型數(shù)據(jù)服務(wù)的構(gòu)建。

針對(duì)大數(shù)據(jù)服務(wù)模型設(shè)計(jì)所需要滿足的要求，在進(jìn)行大數(shù)據(jù)服務(wù)模型設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)如下的方法來(lái)滿足大數(shù)據(jù)服務(wù)模型的需求。

1） 采用非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型GDM將非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，然后對(duì)GDM中的屬性進(jìn)行描述，從而將用戶對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)的檢索、可視化請(qǐng)求和分析都轉(zhuǎn)換為對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)屬性的操作。

2） 韓晶（2013）已經(jīng)對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)應(yīng)該包含的屬性進(jìn)行了全面分析[3]，考慮到數(shù)據(jù)服務(wù)應(yīng)該盡可能的體現(xiàn)數(shù)據(jù)特征，為此在文獻(xiàn)三研究的基礎(chǔ)上，增加數(shù)據(jù)隱私和數(shù)據(jù)質(zhì)量部分的屬性。并且設(shè)計(jì)大數(shù)據(jù)服務(wù)模型的相關(guān)操作函數(shù)，滿足用戶對(duì)輸出結(jié)果進(jìn)行篩選的需求。

3） 增加可視化型、分析型邏輯描述，從而支持用戶對(duì)大數(shù)據(jù)服務(wù)的這兩大數(shù)據(jù)服務(wù)需求。

3 大數(shù)據(jù)服務(wù)模型的具體設(shè)計(jì)

目前對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行描述的方法主要包括REST API和WSDL方法等，這些數(shù)據(jù)服務(wù)描述方法都由于缺乏相應(yīng)的語(yǔ)義信息，導(dǎo)致數(shù)據(jù)服務(wù)在自動(dòng)服務(wù)組合方面存在一定的不足。

OWL-S（Ontology Language for Web Service）通過(guò)一組語(yǔ)言標(biāo)記對(duì)Web服務(wù)進(jìn)行描述，是基于語(yǔ)義Web技術(shù)和Web服務(wù)的結(jié)合體，從而使得數(shù)據(jù)服務(wù)能夠更好的被計(jì)算機(jī)所理解，有利于數(shù)據(jù)的分析，從而支持Web服務(wù)的發(fā)現(xiàn)、調(diào)用和組合。除此之外，OWL-S還支持自定義類實(shí)現(xiàn)對(duì)OWL-S的擴(kuò)展。為此，使用OWL-S設(shè)計(jì)大數(shù)據(jù)服務(wù)，可以使得大數(shù)據(jù)服務(wù)模型具備語(yǔ)義和數(shù)據(jù)特征雙重優(yōu)勢(shì)。

由于大數(shù)據(jù)服務(wù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源復(fù)雜，各數(shù)據(jù)源模式各異。為此，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)的匹配和組合，即必須要采用一種合適的方式來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一表示，語(yǔ)義Web技術(shù)通過(guò)RDF將大數(shù)據(jù)服務(wù)的各個(gè)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)模型映射到一個(gè)全局共享語(yǔ)義本體上，從而方便用戶對(duì)數(shù)據(jù)語(yǔ)義的理解，從而實(shí)現(xiàn)基于OWL-S的大數(shù)據(jù)服務(wù)建模。

在建立數(shù)據(jù)源與共享本體之間的映射之后，就可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行基于OWL-S大數(shù)據(jù)服務(wù)的建設(shè)。OWL-S使用OWL語(yǔ)義對(duì)Web服務(wù)本體進(jìn)行定義，并且將其中每個(gè)具體的Web服務(wù)當(dāng)成是Web服務(wù)本體的一個(gè)實(shí)例來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述。

每一個(gè)大數(shù)據(jù)服務(wù)模型都需要用一個(gè)Service來(lái)對(duì)模型進(jìn)行描述[4]，在基于OWL-S的大數(shù)據(jù)模型中，使用由ServiceGrounding、ServiceModel和ServiceProfile三個(gè)屬性子類構(gòu)成的Service來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行描述。其中，ServiceGrounding主要包含服務(wù)端口號(hào)、消息格式和服務(wù)訪問(wèn)協(xié)議等內(nèi)容，描述用戶怎樣獲取大數(shù)據(jù)服務(wù)；ServiceModel主要對(duì)大數(shù)據(jù)服務(wù)內(nèi)部流程進(jìn)行描述；ServiceProfile主要包含服務(wù)的QoS信息、服務(wù)所屬分類信息、服務(wù)功能和服務(wù)提供者信息等內(nèi)容。

如圖1所示，基于OWL-S的大數(shù)據(jù)服務(wù)模型通過(guò)對(duì)服務(wù)組合、服務(wù)操作和服務(wù)屬性三個(gè)方面的描述來(lái)體現(xiàn)大數(shù)據(jù)服務(wù)的擴(kuò)展，其中使用OWL-S的ServiceModel實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)服務(wù)模型的擴(kuò)展，通過(guò)ServiceProfile來(lái)實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)服務(wù)模型中服務(wù)操作和服務(wù)屬性的擴(kuò)展。

1） 數(shù)據(jù)源基本屬性描述

在ServcieProfile中添加Profile的BasicAttrs子類對(duì)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)隱私、質(zhì)量等基本屬性進(jìn)行描述，添加DataQuality子類對(duì)數(shù)據(jù)源的清洗程度、精確性等數(shù)據(jù)質(zhì)量相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行描述。DataSource屬性的描述如下所示：

2） 服務(wù)類型屬性描述

服務(wù)類型屬性描述ServiceContent是Profile的子類，服務(wù)類型剛屬性主要包括serviceType和serviceItems等數(shù)據(jù)類型屬性，ServiceContent屬性的描述如下：

3） 服務(wù)操作描述

在OWL-S的大數(shù)據(jù)模型中，將數(shù)據(jù)源的操作也作為數(shù)據(jù)源的一個(gè)屬性進(jìn)行描述，例如，在Process子類中的inCondition對(duì)createTime操作進(jìn)行描述如下：

4） 服務(wù)組合描述

數(shù)據(jù)源的服務(wù)組合也通過(guò)屬性來(lái)進(jìn)行描述，例如大數(shù)據(jù)的“順序組合”服務(wù)在基于OWL-S的大數(shù)據(jù)模型中的描述如下：

4 結(jié)束語(yǔ)

本文所研究的基于OWL-S的大數(shù)據(jù)服務(wù)模型增加了服務(wù)操作、服務(wù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)源等屬性，從而使得數(shù)據(jù)服務(wù)的屬性和操作描述更加完備；同時(shí)，使得大數(shù)據(jù)服務(wù)繼承了語(yǔ)義Web的語(yǔ)義理解能力和自動(dòng)服務(wù)組合能力，從而將服務(wù)組合運(yùn)算融入大數(shù)據(jù)服務(wù)中。

參考文獻(xiàn)：

[1] Chen M，Song M，Han J，et al.Survey on data quality[C]//Information and Communication Technologies （WICT）， 2012 World Congress on. IEEE， 2012：1009-1013.

[2] 徐寶文，張衛(wèi)豐.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在Web預(yù)取中的應(yīng)用研究[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2001，24（4）.

[3] 韓晶，鄂海紅，宋美娜，等.基于主體行為的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2013（3）：904-908.

[4] 石嘉，張?jiān)?，裴云霞，?基于Web對(duì)象流行度的PPM預(yù)測(cè)模型[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2006，7（27）：1378-1383.endprint

摘要：通過(guò)對(duì)現(xiàn)有大數(shù)據(jù)服務(wù)研究現(xiàn)狀的分析，分析大數(shù)據(jù)服務(wù)研究目前所存在的問(wèn)題，并針對(duì)目前大數(shù)據(jù)服務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)特征表達(dá)不足，所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)現(xiàn)和組合困難的問(wèn)題，提出了基于OWL-S的大數(shù)據(jù)服務(wù)模型，通過(guò)利用OWL-S中的服務(wù)操作、服務(wù)類型和數(shù)據(jù)源等屬性，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)服務(wù)的可視化、分析和檢索等服務(wù)的構(gòu)建和動(dòng)態(tài)組合，使得大數(shù)據(jù)服務(wù)在屬性和操作方面的描述更加完備，具有較強(qiáng)的語(yǔ)義理解和自動(dòng)服務(wù)組合能力。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)服務(wù)；Web服務(wù)；語(yǔ)義Web技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）30-7014-03

大數(shù)據(jù)服務(wù)（Big Data-as-a-Service，BDaaS）是可獨(dú)立部署，具有明確契約和獨(dú)立功能的功能單元[1]。而大數(shù)據(jù)服務(wù)模型大數(shù)據(jù)服務(wù)的理論基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)規(guī)范，在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)密集型Web服務(wù)中，采用WDSL對(duì)Web服務(wù)進(jìn)行描述。但是這種描述方式只是描述了服務(wù)接口規(guī)范，缺乏對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)質(zhì)量、模型、隱私等特征的描述，因此傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)描述方法不適用于大數(shù)據(jù)服務(wù)的描述。

1 大數(shù)據(jù)服務(wù)模型研究現(xiàn)狀

目前針對(duì)大數(shù)據(jù)服務(wù)模型的研究，還存在如下的問(wèn)題：

1） 目前的對(duì)大數(shù)據(jù)服務(wù)模型的研究，仍然沿用傳統(tǒng)的Web服務(wù)模型，無(wú)法提供對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的支持，不適用于大數(shù)據(jù)服務(wù)中對(duì)多種服務(wù)類型、多種數(shù)據(jù)源的支持[2]。

2） 對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)操作、數(shù)據(jù)源等特征的表達(dá)不足，導(dǎo)致使用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)描述方式阻礙了服務(wù)的組合和發(fā)現(xiàn)。

2 大數(shù)據(jù)服務(wù)模型設(shè)計(jì)思路

針對(duì)目前對(duì)待大數(shù)據(jù)進(jìn)行描述的Web服務(wù)模型所存在的不支持非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和特征表達(dá)不足的問(wèn)題，大數(shù)據(jù)服務(wù)模型的設(shè)計(jì)必須要滿足如下三個(gè)方面的條件：

1） 同時(shí)支持結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)模型、服務(wù)模型。

2） 能夠?qū)?shù)據(jù)各個(gè)方面的特征屬性進(jìn)行形式化的定義，和完善的描述。

3） 支持可視化型數(shù)據(jù)服務(wù)和分析型數(shù)據(jù)服務(wù)的構(gòu)建。

針對(duì)大數(shù)據(jù)服務(wù)模型設(shè)計(jì)所需要滿足的要求，在進(jìn)行大數(shù)據(jù)服務(wù)模型設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)如下的方法來(lái)滿足大數(shù)據(jù)服務(wù)模型的需求。

1） 采用非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型GDM將非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，然后對(duì)GDM中的屬性進(jìn)行描述，從而將用戶對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)的檢索、可視化請(qǐng)求和分析都轉(zhuǎn)換為對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)屬性的操作。

2） 韓晶（2013）已經(jīng)對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)應(yīng)該包含的屬性進(jìn)行了全面分析[3]，考慮到數(shù)據(jù)服務(wù)應(yīng)該盡可能的體現(xiàn)數(shù)據(jù)特征，為此在文獻(xiàn)三研究的基礎(chǔ)上，增加數(shù)據(jù)隱私和數(shù)據(jù)質(zhì)量部分的屬性。并且設(shè)計(jì)大數(shù)據(jù)服務(wù)模型的相關(guān)操作函數(shù)，滿足用戶對(duì)輸出結(jié)果進(jìn)行篩選的需求。

3） 增加可視化型、分析型邏輯描述，從而支持用戶對(duì)大數(shù)據(jù)服務(wù)的這兩大數(shù)據(jù)服務(wù)需求。

3 大數(shù)據(jù)服務(wù)模型的具體設(shè)計(jì)

目前對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行描述的方法主要包括REST API和WSDL方法等，這些數(shù)據(jù)服務(wù)描述方法都由于缺乏相應(yīng)的語(yǔ)義信息，導(dǎo)致數(shù)據(jù)服務(wù)在自動(dòng)服務(wù)組合方面存在一定的不足。

OWL-S（Ontology Language for Web Service）通過(guò)一組語(yǔ)言標(biāo)記對(duì)Web服務(wù)進(jìn)行描述，是基于語(yǔ)義Web技術(shù)和Web服務(wù)的結(jié)合體，從而使得數(shù)據(jù)服務(wù)能夠更好的被計(jì)算機(jī)所理解，有利于數(shù)據(jù)的分析，從而支持Web服務(wù)的發(fā)現(xiàn)、調(diào)用和組合。除此之外，OWL-S還支持自定義類實(shí)現(xiàn)對(duì)OWL-S的擴(kuò)展。為此，使用OWL-S設(shè)計(jì)大數(shù)據(jù)服務(wù)，可以使得大數(shù)據(jù)服務(wù)模型具備語(yǔ)義和數(shù)據(jù)特征雙重優(yōu)勢(shì)。

由于大數(shù)據(jù)服務(wù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源復(fù)雜，各數(shù)據(jù)源模式各異。為此，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)的匹配和組合，即必須要采用一種合適的方式來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一表示，語(yǔ)義Web技術(shù)通過(guò)RDF將大數(shù)據(jù)服務(wù)的各個(gè)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)模型映射到一個(gè)全局共享語(yǔ)義本體上，從而方便用戶對(duì)數(shù)據(jù)語(yǔ)義的理解，從而實(shí)現(xiàn)基于OWL-S的大數(shù)據(jù)服務(wù)建模。

在建立數(shù)據(jù)源與共享本體之間的映射之后，就可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行基于OWL-S大數(shù)據(jù)服務(wù)的建設(shè)。OWL-S使用OWL語(yǔ)義對(duì)Web服務(wù)本體進(jìn)行定義，并且將其中每個(gè)具體的Web服務(wù)當(dāng)成是Web服務(wù)本體的一個(gè)實(shí)例來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述。

每一個(gè)大數(shù)據(jù)服務(wù)模型都需要用一個(gè)Service來(lái)對(duì)模型進(jìn)行描述[4]，在基于OWL-S的大數(shù)據(jù)模型中，使用由ServiceGrounding、ServiceModel和ServiceProfile三個(gè)屬性子類構(gòu)成的Service來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行描述。其中，ServiceGrounding主要包含服務(wù)端口號(hào)、消息格式和服務(wù)訪問(wèn)協(xié)議等內(nèi)容，描述用戶怎樣獲取大數(shù)據(jù)服務(wù)；ServiceModel主要對(duì)大數(shù)據(jù)服務(wù)內(nèi)部流程進(jìn)行描述；ServiceProfile主要包含服務(wù)的QoS信息、服務(wù)所屬分類信息、服務(wù)功能和服務(wù)提供者信息等內(nèi)容。

如圖1所示，基于OWL-S的大數(shù)據(jù)服務(wù)模型通過(guò)對(duì)服務(wù)組合、服務(wù)操作和服務(wù)屬性三個(gè)方面的描述來(lái)體現(xiàn)大數(shù)據(jù)服務(wù)的擴(kuò)展，其中使用OWL-S的ServiceModel實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)服務(wù)模型的擴(kuò)展，通過(guò)ServiceProfile來(lái)實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)服務(wù)模型中服務(wù)操作和服務(wù)屬性的擴(kuò)展。

1） 數(shù)據(jù)源基本屬性描述

在ServcieProfile中添加Profile的BasicAttrs子類對(duì)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)隱私、質(zhì)量等基本屬性進(jìn)行描述，添加DataQuality子類對(duì)數(shù)據(jù)源的清洗程度、精確性等數(shù)據(jù)質(zhì)量相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行描述。DataSource屬性的描述如下所示：

2） 服務(wù)類型屬性描述

服務(wù)類型屬性描述ServiceContent是Profile的子類，服務(wù)類型剛屬性主要包括serviceType和serviceItems等數(shù)據(jù)類型屬性，ServiceContent屬性的描述如下：

3） 服務(wù)操作描述

在OWL-S的大數(shù)據(jù)模型中，將數(shù)據(jù)源的操作也作為數(shù)據(jù)源的一個(gè)屬性進(jìn)行描述，例如，在Process子類中的inCondition對(duì)createTime操作進(jìn)行描述如下：

4） 服務(wù)組合描述

數(shù)據(jù)源的服務(wù)組合也通過(guò)屬性來(lái)進(jìn)行描述，例如大數(shù)據(jù)的“順序組合”服務(wù)在基于OWL-S的大數(shù)據(jù)模型中的描述如下：

4 結(jié)束語(yǔ)

本文所研究的基于OWL-S的大數(shù)據(jù)服務(wù)模型增加了服務(wù)操作、服務(wù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)源等屬性，從而使得數(shù)據(jù)服務(wù)的屬性和操作描述更加完備；同時(shí)，使得大數(shù)據(jù)服務(wù)繼承了語(yǔ)義Web的語(yǔ)義理解能力和自動(dòng)服務(wù)組合能力，從而將服務(wù)組合運(yùn)算融入大數(shù)據(jù)服務(wù)中。

參考文獻(xiàn)：

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摘要：通過(guò)對(duì)現(xiàn)有大數(shù)據(jù)服務(wù)研究現(xiàn)狀的分析，分析大數(shù)據(jù)服務(wù)研究目前所存在的問(wèn)題，并針對(duì)目前大數(shù)據(jù)服務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)特征表達(dá)不足，所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)現(xiàn)和組合困難的問(wèn)題，提出了基于OWL-S的大數(shù)據(jù)服務(wù)模型，通過(guò)利用OWL-S中的服務(wù)操作、服務(wù)類型和數(shù)據(jù)源等屬性，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)服務(wù)的可視化、分析和檢索等服務(wù)的構(gòu)建和動(dòng)態(tài)組合，使得大數(shù)據(jù)服務(wù)在屬性和操作方面的描述更加完備，具有較強(qiáng)的語(yǔ)義理解和自動(dòng)服務(wù)組合能力。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)服務(wù)；Web服務(wù)；語(yǔ)義Web技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）30-7014-03

大數(shù)據(jù)服務(wù)（Big Data-as-a-Service，BDaaS）是可獨(dú)立部署，具有明確契約和獨(dú)立功能的功能單元[1]。而大數(shù)據(jù)服務(wù)模型大數(shù)據(jù)服務(wù)的理論基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)規(guī)范，在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)密集型Web服務(wù)中，采用WDSL對(duì)Web服務(wù)進(jìn)行描述。但是這種描述方式只是描述了服務(wù)接口規(guī)范，缺乏對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)質(zhì)量、模型、隱私等特征的描述，因此傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)描述方法不適用于大數(shù)據(jù)服務(wù)的描述。

1 大數(shù)據(jù)服務(wù)模型研究現(xiàn)狀

目前針對(duì)大數(shù)據(jù)服務(wù)模型的研究，還存在如下的問(wèn)題：

1） 目前的對(duì)大數(shù)據(jù)服務(wù)模型的研究，仍然沿用傳統(tǒng)的Web服務(wù)模型，無(wú)法提供對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的支持，不適用于大數(shù)據(jù)服務(wù)中對(duì)多種服務(wù)類型、多種數(shù)據(jù)源的支持[2]。

2） 對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)操作、數(shù)據(jù)源等特征的表達(dá)不足，導(dǎo)致使用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)描述方式阻礙了服務(wù)的組合和發(fā)現(xiàn)。

2 大數(shù)據(jù)服務(wù)模型設(shè)計(jì)思路

針對(duì)目前對(duì)待大數(shù)據(jù)進(jìn)行描述的Web服務(wù)模型所存在的不支持非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和特征表達(dá)不足的問(wèn)題，大數(shù)據(jù)服務(wù)模型的設(shè)計(jì)必須要滿足如下三個(gè)方面的條件：

1） 同時(shí)支持結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)模型、服務(wù)模型。

2） 能夠?qū)?shù)據(jù)各個(gè)方面的特征屬性進(jìn)行形式化的定義，和完善的描述。

3） 支持可視化型數(shù)據(jù)服務(wù)和分析型數(shù)據(jù)服務(wù)的構(gòu)建。

針對(duì)大數(shù)據(jù)服務(wù)模型設(shè)計(jì)所需要滿足的要求，在進(jìn)行大數(shù)據(jù)服務(wù)模型設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)如下的方法來(lái)滿足大數(shù)據(jù)服務(wù)模型的需求。

1） 采用非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型GDM將非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，然后對(duì)GDM中的屬性進(jìn)行描述，從而將用戶對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)的檢索、可視化請(qǐng)求和分析都轉(zhuǎn)換為對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)屬性的操作。

2） 韓晶（2013）已經(jīng)對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)應(yīng)該包含的屬性進(jìn)行了全面分析[3]，考慮到數(shù)據(jù)服務(wù)應(yīng)該盡可能的體現(xiàn)數(shù)據(jù)特征，為此在文獻(xiàn)三研究的基礎(chǔ)上，增加數(shù)據(jù)隱私和數(shù)據(jù)質(zhì)量部分的屬性。并且設(shè)計(jì)大數(shù)據(jù)服務(wù)模型的相關(guān)操作函數(shù)，滿足用戶對(duì)輸出結(jié)果進(jìn)行篩選的需求。

3） 增加可視化型、分析型邏輯描述，從而支持用戶對(duì)大數(shù)據(jù)服務(wù)的這兩大數(shù)據(jù)服務(wù)需求。

3 大數(shù)據(jù)服務(wù)模型的具體設(shè)計(jì)

目前對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行描述的方法主要包括REST API和WSDL方法等，這些數(shù)據(jù)服務(wù)描述方法都由于缺乏相應(yīng)的語(yǔ)義信息，導(dǎo)致數(shù)據(jù)服務(wù)在自動(dòng)服務(wù)組合方面存在一定的不足。

OWL-S（Ontology Language for Web Service）通過(guò)一組語(yǔ)言標(biāo)記對(duì)Web服務(wù)進(jìn)行描述，是基于語(yǔ)義Web技術(shù)和Web服務(wù)的結(jié)合體，從而使得數(shù)據(jù)服務(wù)能夠更好的被計(jì)算機(jī)所理解，有利于數(shù)據(jù)的分析，從而支持Web服務(wù)的發(fā)現(xiàn)、調(diào)用和組合。除此之外，OWL-S還支持自定義類實(shí)現(xiàn)對(duì)OWL-S的擴(kuò)展。為此，使用OWL-S設(shè)計(jì)大數(shù)據(jù)服務(wù)，可以使得大數(shù)據(jù)服務(wù)模型具備語(yǔ)義和數(shù)據(jù)特征雙重優(yōu)勢(shì)。

由于大數(shù)據(jù)服務(wù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源復(fù)雜，各數(shù)據(jù)源模式各異。為此，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)的匹配和組合，即必須要采用一種合適的方式來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一表示，語(yǔ)義Web技術(shù)通過(guò)RDF將大數(shù)據(jù)服務(wù)的各個(gè)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)模型映射到一個(gè)全局共享語(yǔ)義本體上，從而方便用戶對(duì)數(shù)據(jù)語(yǔ)義的理解，從而實(shí)現(xiàn)基于OWL-S的大數(shù)據(jù)服務(wù)建模。

在建立數(shù)據(jù)源與共享本體之間的映射之后，就可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行基于OWL-S大數(shù)據(jù)服務(wù)的建設(shè)。OWL-S使用OWL語(yǔ)義對(duì)Web服務(wù)本體進(jìn)行定義，并且將其中每個(gè)具體的Web服務(wù)當(dāng)成是Web服務(wù)本體的一個(gè)實(shí)例來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述。

每一個(gè)大數(shù)據(jù)服務(wù)模型都需要用一個(gè)Service來(lái)對(duì)模型進(jìn)行描述[4]，在基于OWL-S的大數(shù)據(jù)模型中，使用由ServiceGrounding、ServiceModel和ServiceProfile三個(gè)屬性子類構(gòu)成的Service來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行描述。其中，ServiceGrounding主要包含服務(wù)端口號(hào)、消息格式和服務(wù)訪問(wèn)協(xié)議等內(nèi)容，描述用戶怎樣獲取大數(shù)據(jù)服務(wù)；ServiceModel主要對(duì)大數(shù)據(jù)服務(wù)內(nèi)部流程進(jìn)行描述；ServiceProfile主要包含服務(wù)的QoS信息、服務(wù)所屬分類信息、服務(wù)功能和服務(wù)提供者信息等內(nèi)容。

如圖1所示，基于OWL-S的大數(shù)據(jù)服務(wù)模型通過(guò)對(duì)服務(wù)組合、服務(wù)操作和服務(wù)屬性三個(gè)方面的描述來(lái)體現(xiàn)大數(shù)據(jù)服務(wù)的擴(kuò)展，其中使用OWL-S的ServiceModel實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)服務(wù)模型的擴(kuò)展，通過(guò)ServiceProfile來(lái)實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)服務(wù)模型中服務(wù)操作和服務(wù)屬性的擴(kuò)展。

1） 數(shù)據(jù)源基本屬性描述

在ServcieProfile中添加Profile的BasicAttrs子類對(duì)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)隱私、質(zhì)量等基本屬性進(jìn)行描述，添加DataQuality子類對(duì)數(shù)據(jù)源的清洗程度、精確性等數(shù)據(jù)質(zhì)量相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行描述。DataSource屬性的描述如下所示：

2） 服務(wù)類型屬性描述

服務(wù)類型屬性描述ServiceContent是Profile的子類，服務(wù)類型剛屬性主要包括serviceType和serviceItems等數(shù)據(jù)類型屬性，ServiceContent屬性的描述如下：

3） 服務(wù)操作描述

在OWL-S的大數(shù)據(jù)模型中，將數(shù)據(jù)源的操作也作為數(shù)據(jù)源的一個(gè)屬性進(jìn)行描述，例如，在Process子類中的inCondition對(duì)createTime操作進(jìn)行描述如下：

4） 服務(wù)組合描述

數(shù)據(jù)源的服務(wù)組合也通過(guò)屬性來(lái)進(jìn)行描述，例如大數(shù)據(jù)的“順序組合”服務(wù)在基于OWL-S的大數(shù)據(jù)模型中的描述如下：

4 結(jié)束語(yǔ)

本文所研究的基于OWL-S的大數(shù)據(jù)服務(wù)模型增加了服務(wù)操作、服務(wù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)源等屬性，從而使得數(shù)據(jù)服務(wù)的屬性和操作描述更加完備；同時(shí)，使得大數(shù)據(jù)服務(wù)繼承了語(yǔ)義Web的語(yǔ)義理解能力和自動(dòng)服務(wù)組合能力，從而將服務(wù)組合運(yùn)算融入大數(shù)據(jù)服務(wù)中。

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