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服務計算 版權信息
- ISBN：9787030686206
- 條形碼：9787030686206 ; 978-7-03-068620-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
服務計算 本書特色
服務計算技術的進步正在將互聯網轉變為一個全球工作場所、一個社會論壇、一種管理個人事務和促進協作的手段以及一個提供服務的商業平臺。
服務計算 內容簡介
針對國內外服務計算研究及其教學應用的熱點問題，作者在服務計算、Web服務學科領域基礎理論方面從事多年深入探索研究，借鑒國內外已有資料和前人成果，經過分析論證，收集大量專家學者近年來有關服務計算前沿問題的論壇、講座和報告等展開研究，圍繞Web服務技術、面向服務的體系結構、服務質量和質量預測、服務選擇和推薦、服務組合、云計算和教育云等六個方面的基本概念、研究現狀、主要的研究問題、待解決的問題及未來的發展趨勢等，以形成支持新一代服務計算教學應用的一些新思路。其目的是增進社會各界對服務計算、Web服務等新一代技術發展情況和應用前景的深入體驗和更加全面的認識，進而推進服務計算技術發展和完善。
服務計算 目錄
目錄
第1章 概述 1
1.1 什么是服務計算 1
1.1.1 服務計算的起源 2
1.1.2 服務計算的定義 5
1.2 服務計算的技術框架 6
1.2.1 服務資源層 7
1.2.2 服務匯聚層 8
1.2.3 服務應用層 9
1.2.4 服務系統層 10
1.3 服務計算發展現狀 11
1.4 本章小結 14
第2章 Web服務 15
2.1 Web服務簡介 15
2.1.1 Web服務基本概念 16
2.1.2 Web服務體系結構 17
2.1.3 Web服務技術架構 22
2.2 Web服務關鍵技術 24
2.2.1 XML 24
2.2.2 SOAP 26
2.2.3 WSDL 28
2.2.4 UDDI 29
2.3 服務安全 31
2.3.1 WS-Security 33
2.3.2 WS-Policy 36
2.3.3 WS-Trust 37
2.4 語義Web服務 38
2.4.1 OWL-S 41
2.4.2 WSDL-S 43
2.5 本章小結 47
第3章 面向服務的體系結構 48
3.1 概述 48
3.2 SOA 49
3.2.1 簡介 49
3.2.2 基本特點 51
3.2.3 元素 51
3.2.4 SOA特性 53
3.3 服務組件架構 57
3.3.1 SCA概念 57
3.3.2 組裝模型 61
3.3.3 策略框架 69
3.4 服務數據對象 70
3.4.1 SDO概念 70
3.4.2 SDO架構 71
3.5 SOA的中間件平臺 73
3.5.1 國外產品介紹 73
3.5.2 國內產品介紹 74
3.6 本章小結 75
第4章 服務質量和質量預測 76
4.1 什么是服務質量 76
4.1.1 服務質量的定義 76
4.1.2 服務質量的度量指標 77
4.1.3 服務質量模型 79
4.1.4 服務質量技術綜述 81
4.1.5 服務質量的功能 82
4.1.6 Web服務質量 83
4.2 服務質量預測的常用方法 85
4.2.1 基于結構方程的QoS預測方法 85
4.2.2 基于相似度的QoS預測方法 86
4.2.3 基于時間序列的QoS預測方法 87
4.2.4 基于位置的QoS預測方法 88
4.2.5 基于人工智能的QoS預測方法 91
4.3 服務質量預測在實際中的應用 92
4.3.1 基于用戶和服務區域信息的Web服務QoS預測 92
4.3.2 SOA遙感圖像處理中時間感知的QoS預測 96
4.3.3 基于移動邊緣環境的隱私保護QoS預測 99
4.3.4 基于P2P視頻流中深度傳輸協同過濾的鄰居選擇QoS預測 102
4.3.5 基于隨機森林的稅務熱線QoS預測 105
4.3.6 基于社區發現的Web服務QoS預測 108
4.3.7 基于覆蓋隨機游走算法對用戶信任值的QoS預測 113
4.4 本章小結 117
第5章 服務選擇和服務推薦 118
5.1 什么是服務選擇和服務推薦 118
5.2 服務選擇的常用方法 119
5.2.1 常用方法的深度學習預備知識 119
5.2.2 Web服務的研究方向 132
5.2.3 Web服務選擇的應用 135
5.2.4 服務選擇的QoS 137
5.2.5 基于QoS的Web服務選擇相關研究綜述 138
5.2.6 常用方法 141
5.3 服務推薦的常用方法 146
5.3.1 服務推薦方法簡介 146
5.3.2 常用方法分類 149
5.4 本章小結 152
第6章 服務組合 153
6.1 什么是服務組合 153
6.1.1 服務組合背景 153
6.1.2 服務組合定義 155
6.1.3 服務組合特點 159
6.1.4 服務組合技術 160
6.1.5 服務組合研究意義及解決思路 160
6.2 服務組合方法 161
6.2.1 服務組合方法概述 161
6.2.2 使用方法學分類 163
6.2.3 按照拓撲結構分類 163
6.2.4 按照動態程度分類 163
6.2.5 按照人工參與程度分類 164
6.2.6 服務組合方法分類 164
6.3 服務組合相關研究 171
6.3.1 服務組合的工作流程 171
6.3.2 服務組合的服務描述 173
6.3.3 服務匹配 174
6.3.4 服務合成 174
6.3.5 服務組合研究現狀 175
6.4 服務組合算法在實際中的應用 181
6.4.1 蟻群優化算法 182
6.4.2 粒子群優化算法 184
6.4.3 粒子蟻群優化算法 184
6.4.4 利用改進的粒子群優化算法求初始信息素 185
6.4.5 利用改進的蟻群優化算法求解*優解 186
6.4.6 算法流程 187
6.5 本章小結 188
第7章 云計算和教育云 189
7.1 什么是云計算 189
7.2 云計算發展歷程 191
7.3 云計算的服務形式 193
7.3.1 IaaS 194
7.3.2 PaaS 195
7.3.3 SaaS 195
7.4 云計算的特征 197
7.5 云計算的主要技術 200
7.6 教育云 207
7.6.1 概念 207
7.6.2 體系結構 208
7.6.3 發展進程及啟示 209
7.6.4 應用案例 215
7.7 本章小結 216
參考文獻 217
第1章 概述 1
1.1 什么是服務計算 1
1.1.1 服務計算的起源 2
1.1.2 服務計算的定義 5
1.2 服務計算的技術框架 6
1.2.1 服務資源層 7
1.2.2 服務匯聚層 8
1.2.3 服務應用層 9
1.2.4 服務系統層 10
1.3 服務計算發展現狀 11
1.4 本章小結 14
第2章 Web服務 15
2.1 Web服務簡介 15
2.1.1 Web服務基本概念 16
2.1.2 Web服務體系結構 17
2.1.3 Web服務技術架構 22
2.2 Web服務關鍵技術 24
2.2.1 XML 24
2.2.2 SOAP 26
2.2.3 WSDL 28
2.2.4 UDDI 29
2.3 服務安全 31
2.3.1 WS-Security 33
2.3.2 WS-Policy 36
2.3.3 WS-Trust 37
2.4 語義Web服務 38
2.4.1 OWL-S 41
2.4.2 WSDL-S 43
2.5 本章小結 47
第3章 面向服務的體系結構 48
3.1 概述 48
3.2 SOA 49
3.2.1 簡介 49
3.2.2 基本特點 51
3.2.3 元素 51
3.2.4 SOA特性 53
3.3 服務組件架構 57
3.3.1 SCA概念 57
3.3.2 組裝模型 61
3.3.3 策略框架 69
3.4 服務數據對象 70
3.4.1 SDO概念 70
3.4.2 SDO架構 71
3.5 SOA的中間件平臺 73
3.5.1 國外產品介紹 73
3.5.2 國內產品介紹 74
3.6 本章小結 75
第4章 服務質量和質量預測 76
4.1 什么是服務質量 76
4.1.1 服務質量的定義 76
4.1.2 服務質量的度量指標 77
4.1.3 服務質量模型 79
4.1.4 服務質量技術綜述 81
4.1.5 服務質量的功能 82
4.1.6 Web服務質量 83
4.2 服務質量預測的常用方法 85
4.2.1 基于結構方程的QoS預測方法 85
4.2.2 基于相似度的QoS預測方法 86
4.2.3 基于時間序列的QoS預測方法 87
4.2.4 基于位置的QoS預測方法 88
4.2.5 基于人工智能的QoS預測方法 91
4.3 服務質量預測在實際中的應用 92
4.3.1 基于用戶和服務區域信息的Web服務QoS預測 92
4.3.2 SOA遙感圖像處理中時間感知的QoS預測 96
4.3.3 基于移動邊緣環境的隱私保護QoS預測 99
4.3.4 基于P2P視頻流中深度傳輸協同過濾的鄰居選擇QoS預測 102
4.3.5 基于隨機森林的稅務熱線QoS預測 105
4.3.6 基于社區發現的Web服務QoS預測 108
4.3.7 基于覆蓋隨機游走算法對用戶信任值的QoS預測 113
4.4 本章小結 117
第5章 服務選擇和服務推薦 118
5.1 什么是服務選擇和服務推薦 118
5.2 服務選擇的常用方法 119
5.2.1 常用方法的深度學習預備知識 119
5.2.2 Web服務的研究方向 132
5.2.3 Web服務選擇的應用 135
5.2.4 服務選擇的QoS 137
5.2.5 基于QoS的Web服務選擇相關研究綜述 138
5.2.6 常用方法 141
5.3 服務推薦的常用方法 146
5.3.1 服務推薦方法簡介 146
5.3.2 常用方法分類 149
5.4 本章小結 152
第6章 服務組合 153
6.1 什么是服務組合 153
6.1.1 服務組合背景 153
6.1.2 服務組合定義 155
6.1.3 服務組合特點 159
6.1.4 服務組合技術 160
6.1.5 服務組合研究意義及解決思路 160
6.2 服務組合方法 161
6.2.1 服務組合方法概述 161
6.2.2 使用方法學分類 163
6.2.3 按照拓撲結構分類 163
6.2.4 按照動態程度分類 163
6.2.5 按照人工參與程度分類 164
6.2.6 服務組合方法分類 164
6.3 服務組合相關研究 171
6.3.1 服務組合的工作流程 171
6.3.2 服務組合的服務描述 173
6.3.3 服務匹配 174
6.3.4 服務合成 174
6.3.5 服務組合研究現狀 175
6.4 服務組合算法在實際中的應用 181
6.4.1 蟻群優化算法 182
6.4.2 粒子群優化算法 184
6.4.3 粒子蟻群優化算法 184
6.4.4 利用改進的粒子群優化算法求初始信息素 185
6.4.5 利用改進的蟻群優化算法求解*優解 186
6.4.6 算法流程 187
6.5 本章小結 188
第7章 云計算和教育云 189
7.1 什么是云計算 189
7.2 云計算發展歷程 191
7.3 云計算的服務形式 193
7.3.1 IaaS 194
7.3.2 PaaS 195
7.3.3 SaaS 195
7.4 云計算的特征 197
7.5 云計算的主要技術 200
7.6 教育云 207
7.6.1 概念 207
7.6.2 體系結構 208
7.6.3 發展進程及啟示 209
7.6.4 應用案例 215
7.7 本章小結 216
參考文獻 217
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服務計算 節選
概述 1.1 什么是服務計算 服務是一方為另一方提供的一種經濟活動，買方以金錢等形式換取賣方的勞務、專業技能或者物品、設備、網絡與系統等的使用，并且通常買方并不一定擁有這些實體。服務是一種服務消費者參與的隨時間消逝的無形體驗。服務為對另一方實施對其有用的特殊能力的行為和過程。服務的特點是具有無形性，在被購買之前，是看不見、摸不到、聽不到、聞不到的。因此，服務提供者的任務是提供“管理證據，化無形為有形”。一般來說服務的產生和消費是同時進行的。這與有形的產品情況不同，后者是被制造出來的，先投入存儲，隨后銷售，*后消費。如果服務是由人提供的，那么人就是服務的一部分。因為當服務在產生時顧客也在場，服務提供者和顧客的相互作用是服務的一個特征。提供服務的人和顧客兩者對服務的結果都會產生影響。服務還具備很大的可變性。服務不能存儲，有著易消失性。服務也有著差異性，主要表現在提供物的差別和交付的差別。提供物的差別就是指硬件方面的差別；交付的差別指服務提供過程中的差別。服務行業在競爭中取勝的主要法寶就是創造服務的差別。服務業是除**產業、第二產業外的第三產業，而積極發展第三產業又是促進市場經濟發展、優化社會資源 （包括自然資源、資金和勞動力）配置、提高國民經濟整體效益和效率的重要途徑。第三產業包括交通運輸，倉儲和郵政業，信息傳輸、計算機服務和軟件業，批發和零售業，住宿和餐飲業，金融業，房地產業，租賃和商務服務業，科學研究，技術服務和地質勘查業，水利環境和公共設施管理業，居民服務和其他服務業，教育，衛生、社會保障和社會福利業，文化、體育和娛樂業等。服務業是指農業、工業和建筑業以外的其他各行業，即國際通行的產業劃分標準的第三產業，其發展水平是衡量生產社會化和經濟市場化程度的重要標志。服務業按服務對象一般可分類為：一是生產性服務業，指交通運輸、批發、信息傳輸、金融、租賃和商務服務、科研等，具有較高的人力資本和技術知識含量；二是生活（消費）性服務業，屬勞動密集型，與居民生活相關的零售、住宿餐飲、房地產、文體娛樂、居民服務等；三是公益性服務業，主要是衛生、教育、水利和公共管理組織等。 隨著計算機和網絡技術的發展，現代化企業正步入企業形態不斷變化、企業外延不斷擴展、企業環境不斷變遷、企業業務不斷調整的時代。傳統的以一次開發、持續使用為特征的軟件開發理念和開發方法日益落伍。如何解決應用系統“隨機應變”的問題是當今軟件產業的焦點問題，也是軟件產業能否再次騰飛的關鍵所在，服務計算正是為解決這一問題而提出的一種新的計算方式。服務計算為大規模互聯網服務系統的建設、運行和管理提供了技術支持，代表了軟件工程和分布式計算的前沿發展方向。因此，它一直是一個研究熱點，越來越受到業界和學術界的關注[1]。 服務計算是一門連接商業服務和信息技術服務的跨學科的新興科學技術，目標是設計新的計算技術使信息服務及通信技術服務能夠更加有效地支持商業服務，涵蓋了商業服務的整個生命周期，例如建模、創建、組合、搜索和治理等方面內容。 1.1.1 服務計算的起源 從20世紀90年代開始，互聯網技術的快速發展為傳統服務業帶來了巨大的改變，并逐步形成了以知識經濟為主體的現代化服務業。同**產業的農業和第二產業的工業一樣，服務業的快速發展也需要相應的理論體系和工程技術加以支持。2002年，IBM首次提出了服務科學（service science）的概念。2004年12月，IBM CEO Samuel Palmisano在“創新美國”的報告中正式提出了服務科學的概念，指出服務科學是對服務系統的研究，通過整合不同學科的知識，來實現服務的創新。2005年7月，IBM結合服務科學研究的內容與方法，將服務科學正式改名為“ SSME”，即服務科學、管理與工程（service sciences，management and engineering，SSME），試圖將傳統的服務相關學科的知識整合起來形成一個稱為“服務科學”的獨立學科，吸引學術界、教育界和工業界共同關注“服務”的研究與實踐，進而提高服務產業的水平。目前，通過全球各國的研究與實踐， SSME的知識框架正在逐漸形成。 服務計算產生的背景是信息通信技術在現代服務中的應用。現代服務業是指那些依托信息通信技術和現代管理理念而發展起來的知識與技術相對密集的服務部門，現代服務業典型案例有電子商務領域以及金融領域。服務計算產生的技術背景是基礎設施的發展和網絡應用模式的發展。前者體現在計算設備出現小型化、移動化、智能化及規模化的特點，網絡設施從*初的 Internet（互聯網）發展為現在的物聯網、云計算；后者體現在移動互聯網、傳感網、自主計算以及信息物理系統（cyber-physical systems，CPS）等相關技術的發展。 服務科學是以現代服務業的發展為背景的，融合了計算機科學、運籌學、經濟學、產業工程、商務戰略、管理科學、社會和認知科學以及法學等諸多學科知識，研究以信息技術應用為標志的、以服務為主導的經濟活動所需的理論和技術的一門新興科學。服務科學是研究商業和技術融合的工業創新方法，通過代理商和供應商的共同合作創造價值和共享價值；研究商業和治理方法，達到改進價值獲取；研究技術工具，實現反求各種過程；研究組織文化實踐，達到激勵和凝聚員工，強化他們對服務績效的集體作用。服務科學作為諸多學科進行整合研究的新興跨學科領域，重點對服務系統進行研究，通過綜合社會科學、商業管理和工程技術等學科來解決復雜的現實問題。因此，服務科學本質上是研究如何運用科學的方法和原則，管理服務的組織過程和資源，以達到服務的效果和效率的學問。它需要工程方法創新、集成技術創新、商業模式創新以及服務模式創新，從而實現服務行業業態的創新和服務經濟的增長。 在現代服務業領域，服務科學作為一門新興的基礎學科，更迫切的任務是通過關注基礎科學模型、理論及其應用來推動服務過程中創新、競爭和質量等問題的解決，從而推動服務系統創新的開展和服務效率的提高，并研究如何通過有效地預測服務交付效率、質量、績效，開發并重復利用知識來不斷優化服務。 服務計算從概念被首次提出，到不斷吸引研究者和業界巨頭公司的關注并視其為分布式計算的*新發展方向，再到被確立為一門獨立的計算學科前后僅僅經歷了短短三年時間。服務計算的概念*早可追溯到2002年6月的國際互聯網計算會議（International Conference on Internet Computing）。此次會議的 Web服務計算（web service computing）專題討論首次將服務與計算結合起來，強調 Web服務在分布式計算和動態業務集成中的重要作用。這得到了與會專家和學者的廣泛認同，為之后服務計算的推廣奠定了基礎。2003年11月電氣和電子工程師學會（Institute of Electrical and Electronics Engineers， IEEE）批準成立服務計算技術社區（Technical Community for Services Computing），并于2004年5月改名為服務計算技術指導委員會（Technical Steering Committee for Services Computing），致力于推動服務計算學科發展和相關標準的制定，這標志著服務計算正式成為一門獨立的計算學科。2004年9月，服務計算技術指導委員會在上海召開**屆服務計算專題國際會議（IEEE International Conference on Services Computing），吸引了大批專家和學者的參與，涌現出一大批研究成果。這次會議極大地推動了服務計算學科的發展，服務計算得到了學術界和工業界的廣泛關注。 服務計算之所以能在短短三年時間內迅速成長并發展起來是計算環境不斷演變的結果。計算環境包含一組計算機、軟件平臺、協議和相互連通的網絡。在該環境中，計算機之間、軟件平臺之間可通過網絡協議實現數據交換和信息處理。 計算環境從早期的集中式到當前的分布式，歷經了主機計算環境、客戶/服務器（client/server，C/S）計算環境、多層分布式計算環境和服務計算環境四個階段。 20世紀60年代的主機計算環境是一個典型的集中式計算環境。在該環境中，絕大多數的計算設備和計算資源均集中于昂貴的且體積龐大的大型機之上，用戶只能通過僅含顯示器和鍵盤的啞終端來使用主機。20世紀80年代初期，小巧的個人計算機開始進入千家萬戶，計算設備和計算資源從主機時代的中心機房開始分布到平常百姓家，但此時的計算環境仍然局限于單機環境。20世紀80年代中后期，隨著個人計算機的不斷普及和計算機網絡的發展，計算環境開始步入分布式時代。人們在分布但互聯的計算環境中實現互通與共享，在這期間出現了 C/S計算環境。在該計算環境中，存在客戶機與服務器之分，前者多為個人計算機或工作站，后者則是大型機、小型機、個人計算機或工作站，向客戶機提供大規模數據存儲、文件共享、打印、關鍵業務處理等服務。 為了提供更好的性能、靈活性和可擴展性，20世紀90年代， C/S計算環境派生出多層分布式計算環境，實現了表現層、業務層和數據層等的分離。但是，此時的計算環境還是建立在相對封閉的協議基礎上，缺乏普遍的標準化支持。隨著互聯網的進一步開放，特別是可擴展的標記語言（extensible markup language， XML）和 Web服務技術的不斷應用與發展，計算環境演變成為面向整個互聯網的基于開放標準和協議的服務計算環境。在服務計算環境中，計算設備和軟件資源呈現出服務化、標準化和透明化趨勢。這一新的計算環境需要一種新的計算技術來支撐，它為服務計算的產生奠定了*好的環境基礎。 服務計算環境的形成對軟件體系結構和軟件開發方法帶來了新的要求。軟件體系結構是指構成軟件系統的軟件元素、軟件元素外部可見的屬性及這些軟件元素之間的關系。計算環境的不斷變遷使得早期主機計算時代的集中式的整體軟件體系結構逐步發展成為服務計算時代的面向服務的體系結構。服務計算環境中，各種計算設備和軟件資源高度分布和自治，變化成為該環境與生俱來的本質特征，軟件系統面臨由動態、多變和復雜帶來的前所未有的新挑戰。而面向服務的體系結構正是為適應以動態、分布、自治、透明為特點的服務計算環境而形成的一種松散、靈活、易擴展的分布式軟件架構模式。面向服務的體系結構的產生，為服務計算學科的形成奠定了*為重要的技術基礎。 伴隨著服務計算環境和軟件體系結構的變化，面向服務的軟件系統設計和開發的理念、原則和方法應運而生。如果說面向構件的軟件開發技術的誕生揭開了傳統的作坊式軟件生產方式向工業化生產轉變的序幕，那么面向服務的軟件系統設計與開發方法則是進一步推進這一轉變的真正原動力，是*終完成這一變革的關鍵。因此，伴隨面向服務的體系結構而不斷發展和完善起來的一套面向服務的軟件系統設計與開發的理念、原則和方法為服務計算學科奠定了*為重要的方法基礎。 綜上所述，我們不難看出，服務計算的產生是計算環境、軟件體系結構和軟件開發方法不斷演變的產物，是進一步提高和加速軟件產業發展的必然結果。 1.1.2 服務計算的定義 根據 IBM關于服務科學的定義， SSME是一個包含服務科學、管理和工程的新興跨學科研究領域，是多學科的交叉與融合。因此，SSME的研究不僅利用了自然科學、管理科學、工程學以及信息技術等方法和技術，而且更加突出了人的因素。服務科學是一種對服務系統進行重點研究的學科，通過綜合社會科學、商業管理和工程技術等學科來解決復雜的現實問題，是應用一種研究、設計和實施服務系統的跨學科方法，這種服務系統通過對人員、技術的特定安排來為客戶提供有價值的復雜系統，是由人員、技術、內外部其他服務系統以及信息（如語言、過程、標準等）共享所組成的價值創造體。 相比服務科學這門多學科整合
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