وبلاگ

 به کوشش

شاهین چادرباف شوشتری

امروزه تعداد زیادی سرویس­های وب در شبکه ­های رایانه­ای عرضه می­شوند، که امکان کشف و کلاسه­بندی آنها به­طور موثر وجود ندارد. این موضوع باعث می­شود، که درخواست­کنندگان سرویس­های وب وقت زیادی را صرف پیدا کردن سرویس وب مورد نظر خود، نمایند. این موضوع در محیط­های محاسبات سیار و به­خصوص بر روی گوشی­های هوشمند، مشکلات و چالش­های مربوط به خود را دارد. در این پژوهش به ارائه روشی برای کشف و کلاسه­بندی سرویس­های وب در محیط­های محاسبات فراگیر و مناسب برای گوشی­های هوشمند پرداخته شده است. روش ارائه شده برای کشف سرویس­های وب، بر پایه کشف سرویس­ها مبتنی بر DNS ارائه شده است. روشی که برای کلاسه­بندی سرویس­های وب ارائه شده است از دو مرحله پردازش متنی و کلاسه­بندی تشکیل­شده است. مرحله کلاسه­بندی با به کارگیری پایگاه­داده­ واژگانی WordNet و eXtended WordNet Domain صورت می­گیرد. برای ارزیابی روش پیشنهای دقت، مدت زمان اجرا و مقدار حافظه مصرفی آن اندازه ­گیری شده است و نتایج حاصل از اندازه ­گیری با روشی دیگری که برای کلاسه­بندی سرویس­ها ارائه شده و مبتنی بر SVM است، مقایسه شده است. همچنین از نتایج حاصل از پژوهش برای پیاده­سازی یک نرم­افزار اندرویدی برای گوشی­های هوشمند استفاده شده است. این نرم­افزار سرویس­های وب محیط­هایی که گوشی هوشمند در آن قرار می­گیرد را کشف و کلاسه­بندی می­نماید و این اطلاعات را در اختیار کاربر و سایر نرم­افزارهای کاربردی که بر روی گوشی هوشمند قرار گرفته­اند، می­گذارد.

واژگان کلیدی: سرویس­ وب، معماری سرویس­گرا، کشف سرویس، کلاسه­بندی سرویس­

 فهرست مطالب

عنوان                                                                                 صفحه

فصل 1- مقدمه 9

1-1- مقدمه 9

1-2- هدف و انگیزه 10

1-3- تعریف مسئله 11

1-4- ساختار مطالب پایان نامه 12

1-5- جمع­بندی و نتیجه­گیری 12

فصل 2- مروری بر ادبیات تحقیق و مبانی نظری 16

2-1- سرویسهای وب 16

2-1-1- Simple Object Access Protocol (SOAP) 18

2-1-2- WSDL (Web Service Description Language) 20

2-1-3- UDDI (Universal Description, Discovery and Integration) 22

2-1-4- RESTful (Representational State Transfer) 23

2-1-5- مقایسه SOAP و RESTfull 24

2-1-6- کشف سرویس مبتنی بر DNS 26

2-2- جمع­بندی و نتیجه­گیری 29

فصل 3- پیشینه پژوهشی 33

3-1- کلاسه­بندی سرویس­ها مبتنی بر داده ­کاوی 33

3-1-1- تشکیل بردار خصوصیت­ها 34

3-1-2- اعمال روش­های کلاسه­بندی داده ­کاوی 34

3-2- استفاده از تکنیک­های یادگیری ماشین 35

3-2-1- نمونه­هایی از کارهای پژوهشی پیشین 36

3-3- جمع­بندی و نتیجه­گیری 38

فصل 4- ارائه روش پشنهادی 41

4-1- کشف سرویس­ها 41

4-2- کلاسه­بندی سرویس­ها 43

4-2-1-  Feature Mining 44

4-2-2-  Tokenization 44

4-2-3- Stemming 44

4-2-4-  Stop List 45

4-2-5- معرفی WordNet Ontology 45

4-2-6- معرفی eXtended WordNet Domains 45

4-2-7- روش کلاسه­بندی ارائه شده 46

4-3- جمع­بندی و نتیجه­گیری 47

فصل 5- پیاده­سازی 50

5-1- مرور کلی پیاده­سازی از دیدگاه مورد استفاده 50

5-1-1- مورد استفاده ثبت دامنه مورد نظر کاربر 51

5-1-2- مورد استفاده مشاهده لیست دامنه­های مورد نظر برنامه ­های کاربردی 52

5-1-3- مورد استفاده مشاهده لیست سرویس­های هر دامنه 53

5-1-4- مورد استفاده ثبت دامنه مورد نظر نرم­افزار گوشی 54

5-1-5- دریافت لیست سرویسهای مرتبط با یک دامنه توسط نرم­افزارهای کاربردی 55

5-2- ساختار بسته­ها 55

5-2-1- ساختار کلاس­های بسته Activity 57

5-2-2- ساختار کلاس­های بسته­های Broadcast Receiver و Service 59

5-2-3- ساختار کلاس­های بسته Business Component 61

5-2-4- ساختار کلاس­های بسته Classification 62

5-2-5- ساختار کلاس­های بسته Content Provider 65

5-2-6- ساختار کلاس­های بسته Data Source 67

5-2-7- ساختار کلاس­های بسته Discovery 70

5-2-8- ساختار کلاس­های بسته Entity 71

5-2-9- ساختار کلاس­های بسته ServiceDirectory 73

5-3- جمع­بندی و نتیجه­گیری 74

 

فصل 6- ارزیابی روش پیشنهادی 78

6-1- مجموعه­داده 78

6-2- اجرای روش پیشنهادی 79

6-2-1- بررسی دقت روش پیشنهادی 80

6-2-2- مشخصات محیط اجرا 80

6-2-3- بررسی زمان اجرای روش پیشنهادی 80

6-2-4- میزان حافظه مصرفی روش پیشنهادی 81

6-3- اجرای روش مبتنی بر SVM 82

6-3-1- فاز آموزش 83

6-3-2- فاز تست 84

6-3-3- بررسی دقت روش مبتنی بر SVM 84

6-3-4- بررسی زمان اجرای روش مبتنی بر SVM 85

6-3-1- میزان حافظه مصرفی روش مبتنی بر SVM 85

6-4- ارزیابی و مقایسه روش پیشنهادی 86

6-4-1- مقایسه دقت 86

6-4-2- مشاهدات متناظر 87

6-4-3- مقایسه زمان اجرا 88

6-4-4- مقایسه حافظه مصرفی 89

6-4-5- تحلیل نتایج 90

6-5- جمع­بندی و نتیجه­گیری 92

فصل 7- بحث و نتیجه‌گیری 96

7-1- کشف سرویس­ها 96

7-2- کلاسه­بندی سرویس­ها 97

7-3- جمع­بندی و نتیجه­گیری 98

فصل 8- پیشنهادها و فرصت‌های پژوهشی آینده 102

8-1- جمع­بندی و نتیجه­گیری 104

 فهرست شکل‌ها

عنوان                                                                                  صفحه

شکل ‏2‑1- معماری سرویس­های وب 18

شکل ‏2‑2- تفاوت نسخه­های WSDL نسخه 1.1 و نسخه 2.0 21

شکل ‏4‑1- فرآیند کلاسه­بندی سرویس­های وب 43

شکل ‏5‑1-نمودار موردهای استفاده 51

شکل ‏5‑2- نمای دامنه­های مورد نظر کاربر 52

شکل ‏5‑3-نمایی اصلی برنامه 54

شکل ‏5‑4- نمودار بسته­ها 56

شکل ‏5‑5- نمودار کلاس­های بسته Activity 58

شکل ‏5‑6- نمودار کلاس بسته­های Broadcast Receiver و Service 60

شکل ‏5‑7- نمودار کلاس بسته Business Component و وابستگی­ها 62

شکل ‏5‑8- نمودار کلاس بسته Classification 64

شکل ‏5‑9- نمودار کلاس بسته Content Provider 66

شکل ‏5‑10-نمودار کلاس بسته Data Source 68

شکل ‏5‑11- کلاس Service 69

شکل ‏5‑12- نمودار کلاس بسته Discovery و بسته­های وابسته 71

شکل ‏5‑13- نمودار کلاس بسته Entity 73

شکل ‏5‑14- نمودار کلاس بسته Directory 74

شکل ‏6‑1- بردار نمونه یک سرویس در روش متنی بر SVM 83

شکل ‏6‑2- نمودار مقایسه دقت روش­ها 87

فهرست جدول‌ها

عنوان                                                                                 صفحه

جدول ‏3‑1- جدول مقایسه دقت کلاسه­بندی برای انواع بردارها و روش­ها 35

جدول ‏6‑1- بررسی دقت روش پیشنهادی 80

جدول ‏6‑2- مشخصات گوشی که به عنوان محیط اجرا استفاده شده 80

جدول ‏6‑3- زمانی اجرای روش پیشنهادی 81

جدول ‏6‑4- حافظه مصرفی روش پیشنهادی 82

جدول ‏6‑5- بررسی دقت روش مبتنی بر SVM 84

جدول ‏6‑6- زمانی اجرای روش مبتنی بر SVM 85

جدول ‏6‑7- حافظه مصرفی روش مبتنی بر SVM 85

جدول ‏6‑8- مقایسه دقت روش­­ها 86

جدول ‏6‑9- بازه­های اطمینان مختلف به ازای سطوح اطمینان مختلف برای زمان اجرا 89

جدول ‏6‑10- بازه­های اطمینان مختلف به ازای سطوح اطمینان مختلف برای حافظه مصرفی 90

1-1- مقدمه
امروزه در دسترس بودن اینترنت در اکثر مکان­ها یک تجربه روزمره است. از این رو برای کاربران سیار این انتظار ایجاد شده است، که دستگاهی که از آن استفاده می­نمایند، در همه مکان­ها و زمان­ها قادر به پردازش باشد. پیشرفت­های اخیری که در تولید دستگاه­های سیار صورت گرفته به همراه تحولات بسیاری که در فناروی شبکه ­های بی­سیم رخ داده است، فناوری را به سمت محاسبات سیار و دسترسی مداوم و بدون وقفه به داده­ ها و اطلاعات می­برد. اگر چه مشکلاتی که در ارتباطات رخ می­دهد و البته محدودیت­های دستگاه­های سیار یک چالش مهم برای تحقق دسترسی مداوم و بدون وقفه در همه زمان­ها و مکان­ها محسوب می­شود.

معماری سرویس­گرا به عنوان یکی از سبک­های معماری پیشرو در محیط­های محاسبات فراگیر مطرح شده است. معماری سرویس­گرا از قابلیت استفاده مجدد[1]، اتصال سست[2]، انعطاف­پذیری در طراحی و قابلیت همکاری[3] بین سیستم­های ناهمگون[4]، به صورت موثری پشتیبانی می­نماید. معماری سرویس­گرا دورنمایی از توسعه نرم­فزارهایی در محیط­های محاسبات فراگیر ارائه می­دهد که در آن نرم­افزارها با به کارگیری قابلیت­های شبکه ­های رایانه­ای بتوانند به طور موثر و به صورت خودکار با یکدیگر وارد تعامل شوند.[1]

1-2- هدف و انگیزه
با ظهور و تکامل استفاده از شبکه ­های رایانه­ای و اینترنت بر روی گوشی­های هوشمند، دامنه استفاده از گوشی­های هوشمند از کاربرد­هایی که درون گوشی هوشمند تعبیه شده­اند، فراتر رفته و می­توان کارکردهایی در سطح شبکه ­های رایانه­ای و اینترنت را برای گوشی هوشمند در نظر گرفت. گوشی­های هوشمند برای اینکه بتوانند کارکرد­هایی در سطح شبکه ­های رایانه­ای و اینترنت داشته باشند، این نیازمندی وجود دارند که بتوانند از سرویس­هایی که در اینترنت و شبکه ­های رایانه­ای وجود دارد استفاده نماید. اولین گام برای استفاده­ای موثر از سرویس­هایی که ارائه می­گردند، کشف و انتخاب سرویس مناسب می­باشد. در حال حاضر تعداد زیادی سرویس در شبکه ­های رایانه و اینترنت برای استفاده عرضه می­گردنند. ازدیاد سرویس­های عرضه­شده، می ­تواند مشکل و مانعی بر سر استفاده موثر از سرویس­های وب به وجود آورد. از این رو نیازمند سازوکارهایی برای کشف و کلاسه­بندی سرویس­های وب هستیم، تا استفاده کنندگان از سرویس­های وب بتوانند به­صورت موثر سرویس وب مورد نظر خود را انتخاب نمایند.

از سوی دیگر گوشی­های هوشمند با محدودیت­هایی مواجه هستند که در ارائه روش­هایی که برای کشف و کلاسه­بندی سرویس­های وب بر روی آنها استفاده می­شود، می­بایست در نظر گرفته شوند. گوشی­های هوشمند از نظر منابع پردازشی و میزان حافظه با محدودیت­هایی مواجه می­باشند، که در روش­هایی که برای کشف و کلاسه­بندی سرویس­های وب به کار گرفته می­شوند بسیار محدود کننده است. از این در این پژوهش قصد داریم به مطالعه این مسئله بپردازیم و روشی برای کشف و کلاسه­بندی سرویس­های وب در محیط­های محاسبات فراگیر ارائه دهیم، که برای گوشی­های هوشمند مناسب باشد.

1-3- تعریف مسئله
در این پژوهش قصد داریم یک روش موثر برای کشف و کلاسه­بندی سرویس­های وب ارائه دهیم که برای محیط­های سیار و برای اجرا روی گوشی­های هوشمند مناسب باشد. در ارائه­ روش پیشنهادی سعی خواهد شد، محدودیت­های محیط­های سیار و گوشی­های هوشمند در نظر گرفته شود.

سپس بر پایه روش پیشنهادی نرم­افزاری برای گوشی­های هوشمند اندرویدی پیاده­سازی خواهد شد. این نرم­افزار سرویس­های محیط­هایی که گوشی هوشمند در آن قرار می­گیرد را شناسایی خواهد کرد و نسبت به کلاسه­بندی سرویس­های کشف شده اقدام خواهد نمود. نرم­افزار پیاده­سازی شده، این قابلیت را خواهد داشت، که اطلاعات سرویس­هایی را که جمع­آوری کرده را در اختیار نرم­افزارهای دیگر گوشی هوشمند قرار دهد. به این ترتیب نرم­افزارهای دیگری گوشی هوشمند، می­توانند سرویس­های مد نظر خود را از طریق این