高志強(qiáng) 袁敏 張杰
摘要:云桌面是為用戶提供可定制、共享資源的新型云服務(wù),用戶可以將云桌面作為一種可檢索的數(shù)據(jù)資源,根據(jù)自身需求選擇合適的云桌面.從資源提供者和消費(fèi)者兩端,提出了一種基于本體的用戶需求描述與匹配的云桌面推薦方法.一方面對(duì)資源提供端的服務(wù)功能和非功能特性進(jìn)行了分析,將基于本體技術(shù)對(duì)用戶需求和待選桌面鏡像進(jìn)行匹配,為用戶發(fā)現(xiàn)更可靠的云桌面;另一方面對(duì)資源消費(fèi)端的用戶需求進(jìn)行了分析,利用協(xié)同過(guò)濾機(jī)制,供用戶選擇合適的云桌面資源,避免了用戶資源請(qǐng)求的偏差.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文方法提高了云桌面在資源發(fā)現(xiàn)和選擇過(guò)程中的準(zhǔn)確性,能根據(jù)用戶潛在的需求向用戶推薦更合適的數(shù)據(jù)資源.
關(guān)鍵詞:用戶需求; 云桌面;語(yǔ)義本體;非功能屬性;服務(wù)推薦
中圖分類號(hào):TP311
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
DOI: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.04.010
0 緒論
近年來(lái),隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,云計(jì)算技術(shù)[1-2]迅速地向各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展,越來(lái)越多的應(yīng)用都遷移到了云上,云服務(wù)變得更加豐富和多元化.一般情況下,數(shù)據(jù)中心交付給用戶的云桌面都是從服務(wù)提供商的角度進(jìn)行考慮的.因?yàn)閷?duì)于不同的用戶有著不同的需求,如辦公或測(cè)試,所以用戶對(duì)應(yīng)用軟件也有不同的需求.為了滿足用戶需求的多樣性,服務(wù)提供者提供了大量功能相同或相似的云桌面服務(wù),用戶通過(guò)搜索引擎來(lái)檢索滿足自己需求的云桌面.但是搜索引擎的好壞直接影響著用戶檢索的結(jié)果.用戶通過(guò)關(guān)鍵字來(lái)尋找滿足自己需求的云服務(wù)變得更加困難,因?yàn)榛陉P(guān)鍵字的服務(wù)匹配[3-4]準(zhǔn)確率較低.
另外,云桌面作為一種云服務(wù),它們的交付有時(shí)并不能使用戶和云桌面提供者雙方都滿意.從用戶方面看,部分用戶可能對(duì)云桌面資源的認(rèn)知比較匱乏,對(duì)桌面中基礎(chǔ)設(shè)施部分的請(qǐng)求比較隨意,若該請(qǐng)求偏少會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用軟件性能出現(xiàn)問(wèn)題:企業(yè)私有云的資源量是有限的,若請(qǐng)求過(guò)度會(huì)導(dǎo)致資源浪費(fèi)的問(wèn)題,從資源提供者方面來(lái)看,數(shù)據(jù)中心有大量的桌面鏡像,被多次使用的資源會(huì)有數(shù)據(jù)冗余和軟件異常發(fā)生.所以,云桌面提供者提供服務(wù)的質(zhì)量也是本文關(guān)注的重點(diǎn).
傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)檢索是基于關(guān)鍵字等方式來(lái)進(jìn)行匹配的,而對(duì)于目前廣泛存在同質(zhì)、多樣化的桌面服務(wù)來(lái)說(shuō),關(guān)鍵字匹配的準(zhǔn)確度往往較低.為此,本文提出了一種基于本體的用戶需求描述與匹配的方法:針對(duì)云桌面涉及的服務(wù)、數(shù)據(jù)、非功能服務(wù)描述等概念、關(guān)系,建立語(yǔ)義網(wǎng)本體進(jìn)行描述:基于本體語(yǔ)義匹配和協(xié)同過(guò)濾機(jī)制,分別從資源提供者和消費(fèi)者這兩個(gè)角度來(lái)提高云桌面在資源發(fā)現(xiàn)和選擇過(guò)程中的準(zhǔn)確性,根據(jù)用戶潛在的需求向用戶推薦更合適的數(shù)據(jù)資源.
1 相關(guān)工作介紹
1.1 云服務(wù)與本體
云服務(wù)減輕了客戶端的負(fù)擔(dān),減少了人力維護(hù)的成本.除了計(jì)算能力以外,云的存儲(chǔ)能力可以避免本地硬盤(pán)崩潰、數(shù)據(jù)和文件丟失的問(wèn)題.云平臺(tái)通過(guò)共享池的搭建,為個(gè)人和企業(yè)用戶提供絕佳的服務(wù)體驗(yàn).云服務(wù)的主要優(yōu)勢(shì)在于共享資源,通常的云服務(wù)的分類有基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(Infrastructure as a Service,IaaS)、平臺(tái)即服務(wù)(Platform as a Service,PaaS)和軟件即服務(wù)(Software as a Service,SaaS).
國(guó)外對(duì)本體的研究比較早,在20世紀(jì)60年代就將本體的概念引入到了計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域中,經(jīng)過(guò)幾十年的研究發(fā)展歷程,本體技術(shù)逐漸成熟:從本體概念的提出到1993年Grubei給出本體是概念模型的明確規(guī)范說(shuō)明[5],再到Borst在Grubei的研究基礎(chǔ)上提出本體是共享概念模型的形式化規(guī)范說(shuō)明:Studer對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)并給出了共享的一個(gè)通用定義[6],即共享概念模型的明確的形式化規(guī)范說(shuō)明,該說(shuō)明提出了4個(gè)重要特征[7],具體說(shuō)明如下.
(1)概念化:本體對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的事物用抽象方法進(jìn)行建模,本體概念化只考慮研究對(duì)象的領(lǐng)域并不依賴語(yǔ)言、平臺(tái)等環(huán)境.
(2)明確:概念以及概念之間的關(guān)系都采用明確的定義.
(3)形式化:本體采用形式化方式使得機(jī)器可以理解,并被機(jī)器處理.
(4)共享:反映本體中對(duì)領(lǐng)域知識(shí)有相同認(rèn)識(shí)的概念集.
本體獲得領(lǐng)域共有的知識(shí),用以描述概念及概念間的關(guān)系,在領(lǐng)域中有共同認(rèn)知和無(wú)歧義定義.
1.2 云桌面
雖然目前針對(duì)云桌面的研究有很多,但是基本上都是關(guān)于云桌面的部署[8]和管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[9],很少有對(duì)云桌面服務(wù)發(fā)現(xiàn)的研究.本文參考了從Web服務(wù)的角度來(lái)研究云桌面服務(wù)發(fā)現(xiàn)的方法,并且在研究的過(guò)程中考慮了云桌面的自身特征.
基于傳統(tǒng)的搜索引擎的方式并不能很好地滿足用戶的需求,所以有很多學(xué)者使用本體技術(shù)對(duì)云服務(wù)發(fā)現(xiàn)進(jìn)行研究.Liu等人提出了一個(gè)基于本體的云服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法[10],這個(gè)模型提供豐富的語(yǔ)義用來(lái)邏輯匹配,但研究范圍只限于基礎(chǔ)設(shè)施.Afify等人提出了一個(gè)成熟的業(yè)務(wù)領(lǐng)域本體[11],該本體包括云分類、交付、部署和價(jià)格模型,并對(duì)非功能方面進(jìn)行了深入介紹.Karim等人提出設(shè)計(jì)一個(gè)獨(dú)立于云服務(wù)提供商的云供應(yīng)工具[12],即云用戶通過(guò)云供應(yīng)工具進(jìn)行語(yǔ)義推理.唐守利提出了一種非常適合結(jié)構(gòu)化信息的語(yǔ)義檢索模型[13],即通過(guò)云服務(wù)的描述信息進(jìn)行語(yǔ)義標(biāo)注、提取,然后使用一個(gè)向量空間模型計(jì)算索引,每個(gè)云服務(wù)都是用一個(gè)向量表示且向量的每個(gè)維度對(duì)應(yīng)于本體中的一個(gè)概念,最后求得向量的余弦相似度即可.上述工作大都從資源提供方或者資源消費(fèi)端的單一角度,給出云服務(wù)發(fā)現(xiàn)或選擇的方法.本文分別從資源提供者和消費(fèi)者兩個(gè)角度來(lái)提高云桌面在資源發(fā)現(xiàn)和選擇過(guò)程中的準(zhǔn)確性,并能夠根據(jù)用戶潛在的需求推薦更合適的數(shù)據(jù)資源.
2 基于本體的功能屬性匹配方法
2.1 本體構(gòu)建
云桌面服務(wù)在功能方面是否滿足用戶的需求,可以用云桌面服務(wù)領(lǐng)域本體樹(shù)的概念匹配方法來(lái)實(shí)現(xiàn).在領(lǐng)域本體樹(shù)中使用推理機(jī)依次對(duì)任意兩個(gè)不同的概念關(guān)系進(jìn)行推理,然后求得綜合概念或?qū)傩缘南嗨贫?云桌面本體構(gòu)建步驟如圖1所示,
首先要確定云桌面本體領(lǐng)域范圍,這里按照模塊化本體設(shè)計(jì)思想,即構(gòu)建獨(dú)立、自包含組件的本體來(lái)構(gòu)建本體.本體中單個(gè)模塊的更新不影響組成本體的其他模塊的變化,也不影響模塊化本體整體的知識(shí)表示.云桌面是一個(gè)特別的云服務(wù),面向的是云服務(wù)領(lǐng)域的子領(lǐng)域:其次確定云桌面涉及的核心概念術(shù)語(yǔ)是關(guān)于基礎(chǔ)設(shè)施和軟件設(shè)施的:再次建立概念間的層次結(jié)構(gòu),如OS和Windows具有的層次結(jié)構(gòu)是父類和子類的關(guān)系:緊接著是定義概念屬性和用XML形式化進(jìn)行表示,在構(gòu)建本體用到的軟件是Protege[14];最后,對(duì)云桌面本體進(jìn)行檢測(cè).按照上述步驟,建立的兩個(gè)子領(lǐng)域本體如圖2和圖3所示.
2.2 云桌面功能需求匹配研究
本文將云桌面在服務(wù)注冊(cè)中心用多元組格式進(jìn)行管理,而且用戶請(qǐng)求也是通過(guò)轉(zhuǎn)換成多元組的方式來(lái)尋找云桌面的,如只考慮資源匹配的情況下,用戶請(qǐng)求可以用一個(gè)二元組表不R= (Infrastructure,Software_Facility),其中,Infrastructure (IF)代表基礎(chǔ)設(shè)施如內(nèi)存、操作系統(tǒng)、磁盤(pán)、處理器,Software_Facility (SF)包括開(kāi)發(fā)軟件、測(cè)試軟件、辦公軟件等.
在基于本體的基礎(chǔ)上,通過(guò)推理機(jī)進(jìn)行概念推理.用戶請(qǐng)求R與服務(wù)管理中心的云桌面服務(wù)S進(jìn)行概念和屬性相似度匹配,最終返回滿足用戶功能需求的云桌面集合.值得注意的是IF中的概念都是必選項(xiàng),而對(duì)于SF中的概念是按照用戶使用特定需求動(dòng)態(tài)進(jìn)行組合,所以用戶的請(qǐng)求對(duì)SF中的參數(shù)數(shù)量隨用戶請(qǐng)求動(dòng)態(tài)變化.
3 基于非功能屬性評(píng)價(jià)的推薦方法
本文選擇性能、可用性、穩(wěn)定性、使用度這4個(gè)非功能屬性來(lái)評(píng)價(jià)云桌面服務(wù),它們具體描述了云桌面的特性,如圖4所示.
1.性能(Performance)
性能屬性包含響應(yīng)能力(Response Ability)和流暢度(Fluency)這兩個(gè)度量屬性或是子屬性.
響應(yīng)能力:主要包括軟件響應(yīng)時(shí)間、任務(wù)完成時(shí)間能力的描述.該性能指標(biāo)是成本型指標(biāo),響應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng),性能越低.
流暢度:該指標(biāo)是用戶的直接體驗(yàn)反饋,一般用體驗(yàn)等級(jí)來(lái)表示,如excellent、good、general、poor、bad等.
2.可用性(Availability)
可用性包括魯棒性(Robustness)和MTTF (Mean Time to Failure)這兩個(gè)度量指標(biāo).
魯棒性:該指標(biāo)表示應(yīng)用軟件在執(zhí)行中遭受異常仍能正常工作的能力.
MTTF:該指標(biāo)表示各應(yīng)用軟件在運(yùn)行中平均無(wú)故障時(shí)間.
3.穩(wěn)定性(Stability)
云桌面提供中心要保持長(zhǎng)期的活躍性和穩(wěn)健性.
4.使用度(Use Degree)
使用度即資源使用率,為用戶對(duì)云桌面資源的使用量與云桌面資源總量的比率,其中,資源包括存儲(chǔ)、CPU等.
由于用戶對(duì)資源請(qǐng)求的偏差和云桌面本身服務(wù)質(zhì)量的差異性,只對(duì)用戶的請(qǐng)求進(jìn)行功能匹配并不能讓用戶得到一個(gè)合適的云桌面服務(wù),需要對(duì)目標(biāo)用戶和歷史用戶的功能需求進(jìn)行匹配,才能找到相似需求用戶,而且只有相似需求用戶的非功能屬性評(píng)價(jià)才具有參考意義.所以,要對(duì)非功能屬性進(jìn)行本體構(gòu)建.非功能本體構(gòu)建流程與云服務(wù)資源本體構(gòu)建流程相似.
3.1 本體構(gòu)建
本體中的層次結(jié)構(gòu)通過(guò)概念間的關(guān)系構(gòu)建,而關(guān)系的表示需要類、屬性、實(shí)例以及公理來(lái)描述,為了更好地體現(xiàn)非功能屬性度量指標(biāo)的層次關(guān)系,本文通過(guò)本體構(gòu)建軟件Protege畫(huà)出各概念間的關(guān)系,如圖5所示.
3.2 非功能語(yǔ)義匹配
非功能屬性描述了一個(gè)服務(wù)或產(chǎn)品滿足使用者功能需求以外的能力,可以從很多方面來(lái)描述.本文從性能(Performance)、可用性(Availability)、穩(wěn)定性(Stability)以及使用度(Use Degree)這4個(gè)方面來(lái)描述關(guān)于云桌面容錯(cuò)的非功能屬性.
(1)不同質(zhì)量屬性的評(píng)價(jià)方式不同,同一個(gè)屬性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也是不一樣的,所以要對(duì)用戶屬性評(píng)價(jià)值進(jìn)行量化和歸一化[16].
離散型數(shù)據(jù)是其中,a、b分別表示數(shù)據(jù)集的a行b列.
連續(xù)性數(shù)據(jù)根據(jù)屬性的不同可分為兩種:一種是成本型參數(shù)如價(jià)格,價(jià)格是越低越好:另一種是效益型參數(shù)如穩(wěn)定性,穩(wěn)定性值是越高越好.這兩種參數(shù)的歸一化分別可根據(jù)公式得到.
(2)非功能指標(biāo)的矩陣構(gòu)造.對(duì)于用戶非功能請(qǐng)求TF-QoS=((Pi,W1),(p2,W2),…,(Pn,Wn)),其中符號(hào)p表不property,w表示weight.通過(guò)與相似用戶曾經(jīng)使用桌面服務(wù)的非功能屬性進(jìn)行語(yǔ)義匹配后得到滿足條件的待選桌面集[16].
用戶請(qǐng)求與待選云桌面并不都有相同的參數(shù),所以在構(gòu)造匹配矩陣時(shí),需要對(duì)待選云桌面服務(wù)的屬性參數(shù)進(jìn)行調(diào)整以滿足用戶請(qǐng)求的標(biāo)準(zhǔn),調(diào)整步驟如下.
第一,根據(jù)用戶請(qǐng)求的n個(gè)非功能屬性參數(shù),分析用戶請(qǐng)求的質(zhì)量屬性參數(shù)與候選云桌面中非功能屬性參數(shù)的語(yǔ)義匹配相似度MDS (Matching Degree of Similarity),如果候選云桌面服務(wù)中重要的屬性參數(shù)語(yǔ)義相似度匹配失?。∕DS=fail),則表明該云桌面服務(wù)并不能滿足用戶的非功能需求,將其在候選集中刪除除,假設(shè)刪除后的候選集桌面服務(wù)為m.
第二,將候選集中的云桌面服務(wù)屬性參數(shù)p按照用戶請(qǐng)求參數(shù)的順序在矩陣中排列,然后將矩陣中的參數(shù)值經(jīng)過(guò)量化和歸一化處理,之后記作q,最終形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值匹配矩陣.非功能屬性參數(shù)匹配過(guò)程為該矩陣表示的是非父概念的屬性(度量指標(biāo))排序,其中m表示通過(guò)語(yǔ)義匹配后的云桌面服務(wù)個(gè)數(shù),n表示用戶請(qǐng)求的非功能指標(biāo)個(gè)數(shù).
3.3 基于協(xié)同過(guò)濾的云桌面發(fā)現(xiàn)
當(dāng)用戶需要使用云桌面服務(wù)時(shí),可以通過(guò)用戶接口輸入用戶功能需求,由于本文引入了相似用戶非功能屬性評(píng)價(jià)的推薦方法,所以在用戶請(qǐng)求R中包含非功能需求.將上述的二元組轉(zhuǎn)變?yōu)槿MR=(IF,SF,TF-QoS),具體的流程如圖6所示.
云桌面發(fā)現(xiàn)大致流程步驟如下.
(1)目標(biāo)用戶在接口界面中設(shè)置用戶需求R,其中包括資源需求IF、SF和非功能需求TF-QoS,同時(shí)載入歷史用戶的歷史記錄、評(píng)價(jià).
(2)將用戶請(qǐng)求R與歷史用戶功能需求信息的進(jìn)行預(yù)處理.
(3)利用推理機(jī)對(duì)用戶請(qǐng)求R與歷史用戶需求信息在本體樹(shù)中進(jìn)行概念推理,然后計(jì)算概念相似度.如果存在需求相似的用戶(相似值大于閾值),則執(zhí)行(5),將相似歷史用戶放入相似需求用戶集中,然后利用協(xié)同思想歸納得到推薦桌面集:如果與歷史用戶記錄的匹配為Null則執(zhí)行下一步.
(4)如果沒(méi)有功能需求相似用戶的歷史記錄,則目標(biāo)用戶直接與注冊(cè)中心的桌面服務(wù)進(jìn)行功能匹配,檢索成功將得到最終資源匹配集,若沒(méi)有相關(guān)匹配結(jié)果則檢索失敗.
(5)相似需求用戶集中都是目標(biāo)用戶關(guān)于功能匹配(資源)的相似用戶,由相似用戶得到推薦桌面集,再對(duì)推薦桌面集中的服務(wù)進(jìn)行語(yǔ)義匹配,滿足匹配后得到待選桌面集.
(6)對(duì)待選服務(wù)集中的云桌面非功能屬性評(píng)價(jià)值進(jìn)行量化和歸一化,并按照用戶權(quán)值要求對(duì)服務(wù)的非功能屬性值進(jìn)行加權(quán)計(jì)算,得到最終桌面.
(7)通過(guò)排序?qū)ψ罱K桌面集中的云桌面服務(wù)按照綜合評(píng)分進(jìn)行排序,得到最終輸出.
3.4 云桌面推薦流程實(shí)例
依據(jù)協(xié)同過(guò)濾的思想,根據(jù)相似用戶的推薦,目標(biāo)用戶可以得到一個(gè)推薦桌面集.下面給出非功能屬性匹配具體實(shí)例的計(jì)算過(guò)程.
(1)用戶請(qǐng)求R的TF-QoS部分:用戶相應(yīng)的非功能請(qǐng)求(權(quán)重)如表1所示.
(2)服務(wù)Si的QoS部分:服務(wù)Si的非功能屬性以及屬性評(píng)價(jià)值(加權(quán)計(jì)算的結(jié)果),具體如表2所示.
(3)云桌面服務(wù)非功能屬性語(yǔ)義匹配:根據(jù)語(yǔ)義匹配,得到用戶請(qǐng)求R1、 R2的匹配后的桌面列表,如表3所示.
(4)求R1、R2的非公功能屬性值的無(wú)量化矩陣構(gòu)造,矩陣為
(5)對(duì)相關(guān)屬性值做歸一化出,最終得到的歸一化矩陣,為
(6)將R1、R2的權(quán)重分別帶入歸一化矩陣,待選桌面對(duì)于R1的綜合得分計(jì)算,S2>S1>S4>S3,桌面服務(wù)S2得分最高.運(yùn)算結(jié)果為(7)待選桌面對(duì)于R2的綜合得分,S2>S1>S4>S3,桌面服務(wù)S2得分最高.運(yùn)算結(jié)果為
不同的服務(wù)評(píng)價(jià)和用戶對(duì)非功能屬性權(quán)重的要求對(duì)選擇一個(gè)合適的服務(wù)很重要.在表2中,桌面服務(wù)S2的評(píng)價(jià)相對(duì)較高,所以用戶R1、R2請(qǐng)求時(shí)檢索出S2的可能性很高.
4 實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)與分析
本文在上述方法的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一個(gè)云桌面檢索原型系統(tǒng),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析驗(yàn)證了該桌面推薦方法的有效性.
4.1 實(shí)驗(yàn)架構(gòu)
圖7給出了本文云桌面(Cloud Desktop Retrieval,CDR)檢索系統(tǒng)的IPO(Input,Process-ing, Output)圖.
云桌面檢索系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于B/S+VDI架構(gòu)模型,一個(gè)注冊(cè)用戶需要使用云桌面服務(wù)時(shí),首先要通過(guò)CDR提供的用戶接口輸入用戶的使用需求,然后CDR系統(tǒng)處理用戶請(qǐng)求并推薦相關(guān)符合需求的云桌面服務(wù)供用戶選擇,最后用戶選擇最佳桌面服務(wù)使用并給出服務(wù)評(píng)價(jià).根據(jù)用戶需求,服務(wù)端接受請(qǐng)求,做出相關(guān)處理后返回結(jié)果.
用戶可以自定義設(shè)置基礎(chǔ)設(shè)施、軟件設(shè)施等資源需求,還可設(shè)置非功能需求.云桌面檢索系統(tǒng)的檢索功能如圖8所示.
4.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
測(cè)試實(shí)驗(yàn)中的服務(wù)器和云桌面的軟硬件環(huán)境如表4、表5和表6所示.
4.3 基于本體的功能屬性匹配實(shí)驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
在功能需求方面,資源池中存在大量功能類似的桌面鏡像,用基于本體技術(shù)對(duì)用戶需求進(jìn)行匹配,檢索的結(jié)果較無(wú)本體的方法更為準(zhǔn)確.
(2)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是有無(wú)本體的評(píng)比方式.信息檢索的評(píng)估方式一般是使用者準(zhǔn)率(AccuracyRate)和查全率這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn):查準(zhǔn)率是指檢索出的有效信息占全部檢索信息的百分比;查全率是指檢索出的相關(guān)信息占系統(tǒng)所有相關(guān)信息的百分比.采用查準(zhǔn)率來(lái)驗(yàn)證在有無(wú)本體的狀況下檢索云桌面服務(wù)的準(zhǔn)確率,查準(zhǔn)率P公式為
P=s/S×lOO%
(9)其中,s為檢索出的符合用戶需求的服務(wù),S為查找出的全部服務(wù).
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖9所示.
圖9實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著云桌面服務(wù)數(shù)量不斷增加,采用有本體的匹配方法檢索比無(wú)本體的匹配方法檢索的查準(zhǔn)率更高,因?yàn)椴捎帽倔w可以在語(yǔ)義上進(jìn)行推理,系統(tǒng)能提供更加智能化的匹配結(jié)果.
4.4 基于本體的非功能屬性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
在資源消費(fèi)端,用戶對(duì)自己的應(yīng)用需求表述具有不確定性.驗(yàn)證文中通過(guò)分析需求相似用戶的使用評(píng)價(jià)向用戶推薦合適的資源,能否避免用戶資源請(qǐng)求的偏差.
(2)實(shí)驗(yàn)方法
為了驗(yàn)證系統(tǒng)是否推薦了合適的桌面資源,實(shí)驗(yàn)采用用戶訪問(wèn)調(diào)查的方法,對(duì)最終用戶的滿意度進(jìn)行統(tǒng)計(jì).在個(gè)性化服務(wù)選擇機(jī)制中,為避免用戶請(qǐng)求偏差與云桌面服務(wù)本身的質(zhì)量問(wèn)題,本次實(shí)驗(yàn)采用用戶滿意度體驗(yàn)測(cè)試的統(tǒng)計(jì)方式,來(lái)驗(yàn)證本文所使用的非功能屬性評(píng)價(jià)方法的有效性.
本次實(shí)驗(yàn)采用了在線調(diào)查的方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)合問(wèn)卷自動(dòng)校驗(yàn)方法,針對(duì)特定用戶群體進(jìn)行了網(wǎng)上調(diào)查.提供適當(dāng)?shù)募?lì)措施以此吸引更多的用戶參與調(diào)查,減少無(wú)效問(wèn)卷和避免樣本分布不均衡的影響.問(wèn)卷內(nèi)容如表7所示.
問(wèn)卷調(diào)查表從用戶自身關(guān)切的3個(gè)非功能屬性進(jìn)行統(tǒng)計(jì),這3個(gè)指標(biāo)代表著用戶對(duì)服務(wù)的滿意評(píng)價(jià):然后,再根據(jù)各用戶對(duì)指標(biāo)權(quán)重的要求,進(jìn)行加權(quán)平均.
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
參與本次問(wèn)卷調(diào)查的用戶分為理工科組和文科組兩類,由理工科和文科專業(yè)本科生各年級(jí)隨機(jī)選擇30人共240人組成,分別做兩組不同的實(shí)驗(yàn),包括不含推薦方法的體驗(yàn)測(cè)試和使用本文推薦方法的體驗(yàn)測(cè)試.每個(gè)人通過(guò)檢索系統(tǒng)選擇云桌面服務(wù)并體驗(yàn),使用完成后給出自己的滿意度評(píng)價(jià),可以對(duì)應(yīng)到非功能度量指標(biāo).由此,可以得到兩組測(cè)試在各個(gè)指標(biāo)的滿意度對(duì)比情況,具體如圖10所示.
(4)實(shí)驗(yàn)分析
以上兩組分別使用有推薦方式和無(wú)推薦方式進(jìn)行云桌面體驗(yàn)測(cè)試.用戶連接到按自己需求選擇的云桌面上,進(jìn)行相應(yīng)軟件的操作:用戶對(duì)使用的每一個(gè)云桌面都有一個(gè)滿意度評(píng)價(jià).在云桌面測(cè)試數(shù)量的遞增過(guò)程中進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),通過(guò)非功能評(píng)價(jià)推薦方法,可以發(fā)現(xiàn)選擇推薦云桌面的比無(wú)推薦情況下的用戶滿意度更高.
5 總結(jié)
云桌面是基于云計(jì)算的虛擬化、分布式和集約化技術(shù)的新型互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用.目前互聯(lián)網(wǎng)中廣泛存在同質(zhì)、多樣化的桌面服務(wù).針對(duì)用戶需求的個(gè)性化,云桌面推薦是一項(xiàng)重要的應(yīng)用需求.服務(wù)質(zhì)量不穩(wěn)定以及用戶對(duì)桌面資源預(yù)估不足會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)異常的發(fā)生或云資源的浪費(fèi).本文提出了一種面向用戶需求的云桌面推薦方法,將用戶對(duì)資源的需求從基礎(chǔ)設(shè)施和軟件設(shè)施兩個(gè)方面,統(tǒng)一刻畫(huà)出桌面資源功能和非功能需求的領(lǐng)域本體;在資源提供端,提出了通過(guò)表示和評(píng)估云桌面相關(guān)的非功能屬性,向用戶提供可靠桌面應(yīng)用的方法:在資源消費(fèi)端,提出了通過(guò)分析相似用戶需求的使用評(píng)價(jià),向用戶提供合適的資源,避免了用戶資源請(qǐng)求偏差的產(chǎn)生.但本文構(gòu)建的需求領(lǐng)域本體仍停留在實(shí)驗(yàn)階段,將來(lái)應(yīng)結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景增加領(lǐng)域本體的實(shí)用性:原型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)仍比較簡(jiǎn)單,未充分考慮與實(shí)際云桌面平臺(tái)的接口,以后可以整合實(shí)際云桌面產(chǎn)品功能,與系統(tǒng)進(jìn)行接口開(kāi)發(fā),選擇門(mén)戶集成的方式進(jìn)行整合.
[參考文獻(xiàn)]
[1] SHEU P c Y, WANG s,WANG Q, et al. Semantic computing, cloud computing, and semantic search engine[C]//2009 IEEE International Conference on Semantic Computing. 2009: 654-657.
[2] 林闖,蘇文博,孟坤,等云計(jì)算安全:架構(gòu)、機(jī)制與模型評(píng)價(jià)[J]計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào),2013, 36(9): 1765-1784.
[3] BOUVEYRON C, BRUNET-SAUMARD C. Model-based clustering of high-dimensional data:A review[J]Computational Statistics and Data Analysis, 2014, 71: 52-78.
[4]BHALOTIA G, HULGERI A, NAKHEY C, et al. Keyword searching and browsing in databases using BANKS[C]//Proceedings of the 18th International Conference on Data Engineering (ICDE'02). IEEE, 2002: 431-440.
[5]GRUBER T R. Toward principles for the design of ontologies used for knowledge sharing [J] Internation Journalof Human Computer Studies, 1995, 43(5/6): 907 -928.
[6]STUDER R, BENJAMINS V R, FENSEL D. Knowledge Engineering, Principles and Methods [J]. Data andKnowledge Engineering, 1998, 25(1/2): 161-197.
[7]FENSEL D. The semantic Web and its languages [J]. IEEE Intelligent Systems, 2000, 15(6): 67-73.
[8] 王鑫.基于虛擬桌面技術(shù)的高校多媒體教室的設(shè)計(jì)[J]電腦與信息技術(shù),2014, 22(1): 28-31.
[9] 金潔.虛擬桌面管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析[D].南京:南京理工大學(xué),2013
[10]LIU L,YAO x F, QIN L J,et al. Ontology-based service matching in cloud computing [C]//IEEE InternationalConference on Fuzzy Systems (FUZZ-IEEE), 2014: 2544-2550.
[11] AFIFY Y M. BADR N L,MOAWAD I F. et al. A comprehensive business domain ontology for cloud services[C]//8th International Conference on Intelligent Computing and Information Systems (ICICIS). 2017: 134-143.
[12] KARIM B, TAN Q, VILLAR J R, et al. Resource brokerage ontology for vendor-independent cloud servicemanagement [C] //IEEE 2nd International Conference on Cloud Computing and Big Data Analysis (ICCCBDA)2017: 466-472.
[13] 唐守利.基于本體的云服務(wù)語(yǔ)義檢索模型研究[D].長(zhǎng)春:吉林大學(xué),2016.
[14] PROTEGE. The Protege Ontology Editor and Knowledge-Base Framework [CP/OL]. [2018-06-21l.http://protege.stanford.edu/
[15] ANDREASEN T. BULSKOV H, KNAPPE R. From ontology over similarity to query eval uation [C]//2ndInternational Conference on Ontologies, Databases. and Applicati ons of Semantics for Large Scale InformationSystems(ODBASE). 2003: 35-39.
[16] 郭廣軍,胡玉平,陳志剛,等.一種帶QoS約束的語(yǔ)義Web服務(wù)選擇方法[J].華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010, 44(3):386-391.