最近几年,作为一种分布式应用模式,服务计算技术得到了广泛的应用关注和系统实施。在服务计算模式下,分布在Internet上的各类异构资源(如软件、硬件、数据、业务等)都可以封装为Web服务的形式,并以统一的接口和规范对外发布；进而,使得资源提供者可以根据用户的个性化需求,快速部署外界所需的业务应用。然而,单一Web服务的功能往往有限,不能满足用户日益复杂的业务需求。在这种情况下,Web服务组合技术应运而生,不同的Web服务之间通过服务组合(Service Composition)的方式,可以构造功能更加强大的增值服务,从而满足用户的复杂业务需求。在这种应用背景下,服务质量,即QoS(Quality of Service, QoS),成为评价服务组合应用效果的重要依据,基于QoS的Web服务组合成为服务计算领域中一个热门的研究课题,获得了学术界和工业界的广泛关注。目前,基于QoS的Web服务组合面临的诸多问题和挑战,主要体现在以下几个方面：(1)对于大规模的Web服务组合问题(即Web服务组合问题的解空间规模很大),现有的Web服务组合方法在求解QoS最优的Web服务组合方案时效率不高；(2)由于服务组合环境的动态性和不确定性,Web服务在执行过程中可能失效,如何处理这种因Web服务失效而导致的服务组合异常以提高Web服务组合的鲁棒性,是一个亟待解决的技术问题；(3)柔性QoS定义等动态服务计算特点的出现,使得传统Web服务选择方法在进行服务质量评估时面临很多不确定性因素的挑战。针对上述问题,本文的主要研究工作如下：1.对于大规模的Web服务组合问题,分析现有方法在求解QoS最优的Web服务组合方案时效率不高的原因,并提出一种基于局部质量优化的Web服务组合方法LOEM (Local Optimization and Enumeration Method, LOEM)。具体而言,LOEM方法一方面通过局部质量优化来缩小服务组合问题的候选空间,以提高Web服务组合的效率；另一方面,通过整数规划(Integer Programming, IP)技术,对局部质量优化得到的Web服务进行组合枚举,以寻找一个近似QoS最优的Web服务组合方案。这样,利用LOEM方法,服务组合引擎可以在一段较短的时间内找到一个近似QoS最优的Web服务组合方案,从而在Web服务组合的效率和Web服务组合方案的QoS最优性之间取得一个较好的折衷。2.对于因参与组合的某Web服务失效,导致服务组合执行出现异常的应用挑战,通过分析异常产生的上下文要素,提出了一种通过放宽QoS约束进行异常处理的思想,以及对QoS约束进行放宽的两个准则,根据QoS约束放宽准则,为不同QoS约束分配不同的放宽步长和放宽次序；在此基础上,提出一种基于QoS约束放宽思想的异常处理方法RelaxingMe (QoS constraints Relaxing Method, RelaxingMe)。具体而言,RelaxingMe方法通过放宽过分严格的QoS约束,为失效的Web服务选择一个合适的替代服务；进而,恢复Web服务组合过程的继续执行,以提高Web服务组合的鲁棒性。3.对现有的Web服务选择方法进行改进,以支持柔性QoS定义下的Web服务选择。具体而言,提出一种以区间形式表示的服务质量发布方式,来支持服务提供者进行弹性的服务质量发布,以吸引具有不同质量偏好的用户。在此基础上,提出一个依赖函数的概念,来刻画同一Web服务的不同QoS指标取值之间可能存在的依赖关系,即从更加抽象的角度来描述Web服务的弹性质量水平。此外,在进行服务质量评估时,引入一个满意度函数的概念,来描述用户的满意程度随QoS指标的取值变化而变化的趋势,使得用户在进行Web服务选择时,可以制定适合自己的个性化质量评估方式。在引入依赖函数和满意度函数的基础上,提出一种支持柔性QoS定义的Web服务选择方法FAEM (Flexible service quality Advertisement and Evaluation Method, FAEM),来支持服务提供者进行弹性的服务质量发布和用户进行个性化的服务质量评估。4.根据Web服务数据集QWS Dataset version 2.0,设计并开发了一组仿真实验,对Web服务组合方法LOEM和异常处理方法RelaxingMe进行了测试验证,以评价它们在处理相应服务组合问题时的可行性和有效性,并与现有方法进行对比验证分析。