支持Web服务组合与验证的形式化模型

针对Web服务的组合与验证问题,在范畴理论描述框架的基础上,引入进程代数描述服务组件的外部行为,为Web服务系统的架构描述建立了一种形式化的语义模型。Web服务作为范畴理论中的对象节点,服务间的交互和组合关系作为态射,从而以范畴图表的形式来描述服务网络。在形式化定义服务接口、Web服务、服务组合等概念的基础上,进一步分析讨论了服务组合和交互过程中的语义特性,给出了Web服务可替代性和服务请求可满足性的形式化定义。实例研究表明,该框架增强了Web服务架构的语义描述能力。     

基于事件图的离散事件仿真模型并行检验方法

非形式化仿真模型验证方法易受主观因素的影响且具有不完备性,而传统的形式化模型检验方法由于受到状态空间爆炸问题的影响,很难处理大规模的仿真模型.并行模型检验方法以其完备性、高效性已经在工业界中得到了成功的应用,但是由于涉及到形式化规约、逻辑学以及并行计算等多项技术,应用难度较大.针对上述问题,提出了基于事件图的离散事件仿真模型并行检验方法.该方法首先对事件图在模型同步方面进行了扩展,给出了扩展事件图的形式化定义、语法及语义;然后将扩展事件图模型转换到分布并行验证环境的DVE模型,成功地将并行模型检验方法应用于仿真模型验证领域.该方法使得仿真人员无须学习新的形式化验证语言就能采用并行模型检验方法对仿真模型进行形式化验证,可降低模型并行验证的难度,从而有效提高模型验证的效率和完备性.实验结果表明了该方法的有效性,有利于扩展并行模型检验方法在仿真领域中的应用.     

基于多元Pi演算的Web服务形式化描述模型及其验证*

Web服务组合在运行时多发生由于类型不匹配而产生的错误,为了有效地避免这种错误,在多元Pi-演算的基础上提出了Web服务形式化描述模型。通过基本类型定义、语法定义和判定规则说明单个Web服务的类型良好性,通过操作语义说明Web服务发生组合时的类型良好性;给出Web服务可替换性定义,并在此定义基础上说明如何进行Web服务组合的功能验证。提出的类型化Web服务形式化描述模型,准确说明了Web服务组合运行时的类型良好性,以及Web服务组合的功能验证方法。最后通过例子说明,提出的定义和判断方法的有效性。     

基于n值关系语义的命题模态逻辑系统研究

传统的多值模态逻辑系统将关系语义中的状态及状态间的关系进行了多值化处理。然而,实际应用中状态间的关系往往是确定的,无需多值化。针对这种情况,基于?ukasiewicz代数系统提出了一种新的命题模态逻辑n值关系语义。在所提出的n值关系语义中,针对状态进行了多值化处理,同时保持了状态间关系的确定性。通过对逻辑公式的形式化定义以及可满足性和有效性的分析,证明了n值关系语义下经典命题模态逻辑系统K,T,S4和S5的正确性。进一步地,给出了极大一致集与典范模型在n值关系语义下的定义,并完成了上述经典命题模态逻辑系统的完备性证明。上述结论表明基于n值关系语义的命题模态逻辑系统能够涵盖并捕捉到经典逻辑系统中的所有有效命题。综上所述,所提出的基于?ukasiewicz代数系统的n值关系语义提供了一种在实际应用中处理多值状态及确定的状态间关系的方法。这种方法在扩展命题模态逻辑系统的形式化定义与关系语义是可行且有效的。     

基于Object-Z的XPath形式化语义

本文描述了XPath语言的形式化语义。一个统一的面向对象的语义视角用于建模所有XPath语言构造。语义的表示采用形式化规范语言Object-Z的符号系统。这种高度结构化的语义模型具有简洁、可组合性和可复用性的特点。     

设计模式组合操作优化研究

作为软件设计经验的总结,恰当使用设计模式能够有效提高软件系统的可复用性,确保最终所得软件产品的质量。但在实际应用中,人们很少使用单一的设计模式,通常需要根据实际的应用场景进行多个模式的组合,这可能会导致所得结果不确定,严重影响软件产品的质量。虽然现有的模式组合形式化方法能够有效地表达模式组合后的结果,但是组合方法逻辑复杂并包含大量的冗余操作,设计人员很难熟练使用。针对上述模式组合过程中存在的问题,文中对多模式之间的组合关系进行了深入探讨,从设计模式的形式化描述出发,结合Z语言的特点对现有的模式组合形式化方法进行了深入研究,并对现有的模式组合操作符进行了初步优化;在现有操作符集合的基础上提出了基于模式的约束、叠加和扩展操作符,通过操作符定义了模式组合的精确语义,并采用代数推理过程验证了优化后的方法可以有效地替代现有的模式组合形式化方法,且能够解决现有模式组合形式化方法中操作符冗余、数量过多导致的效率低等问题。最后,通过模式组合案例的研究,验证了所提方法的有效性。     

WS—CDL的形式化模型和执行过程研究

WS-CDL以全局的视角描述了基于交互的各个服务之间的组合方式,定义了公共和互补的可观察行为,以及具有一致见解的顺序规则.但是WS-CDL没有形式化的模型,也没有定义执行过程.提出了一种为WS-CDL建立全局模型的方法,定义了语法和语义,然后将全局模型映射到局部模型,并且定义了全局执行过程,最后讨论了一致性问题.     

OWL-S过程模型的一阶动态逻辑语义研究

针对Web服务本体语言(OWL-S)过程模型语义不完善、难以对其进行有效形式化分析和验证的问题,提出一种OWL-S过程模型的形式化方法。该方法对原子过程提供的输入、输出参数、前提条件、执行效果,以及组合过程控制构造子的语义进行描述,从而得到过程模型的一阶动态逻辑语义。实例结果验证了该方法的有效性。     

基于参考网的Web服务组合模型

为了确保组合Web服务执行的可靠性，提出了基于Reference nets的Web服务组合方法。精确描述了Web服务的形式化语义，使用该方法对组合Web服务控制流的八种基本结构建立模型，并给出了建模步骤。结合应用实例使用Renew2.0.1建立组合服务模型并进行仿真，进一步验证了该方法的有效性。     

基于ASM的元模型形式化语义的研究*

提出一种在模型驱动开发过程中的形式化语义描述方法。该方法利用元建模技术,形式化地描述了元模型及其语义间的映射关系,以提供精确的语义描述,从而为模型驱动开发提供有力的支持。将描述框架用于模型转换规则的定义以及元模型的分析与验证,并以简单Petri网为例,说明该方法可以有效地支持模型转换和代码生成。     

Cardinality constraints in semantic data models

Constraints are central to the notion of a semantic data model. How well a model captures constraints affects its power and viability as a semantic data model. Cardinality constraints are an important subclass of general constraints. In this paper we provide formal definitions for cardinality constraints of several semantic models, as described in the literature. We construct a partial ordering of these constraints that shows the relative power expressed by each cardinality constraints. We discuss our results and offer possible extensions to contemporary cardinality constraint definitions. Our contributions include a collection and formal definition of existing cardinality constraints, a partial ordering of this set, and recommendations for cardinality constraint mechanisms in semantic data models.     

Semantic caching and query processing

Semantic caching is very attractive for use in distributed systems due to the reduced network traffic and the improved response time. It is particularly efficient for a mobile computing environment, where the bandwidth of wireless links is a major performance bottleneck. Previous work either does not provide a formal semantic caching model, or lacks efficient query processing strategies. This paper extends the existing research in three ways: formal definitions associated with semantic caching are presented, query processing strategies are investigated and, finally, the performance of the semantic cache model is examined through a detailed simulation study.     

全局优化的分层动态Web服务组合

优化选取服务是动态Web服务组合的关键技术之一。在对分层组合算法研究的基础上,利用产生式规则和接口语义规则对Web服务建模,引入了备选服务的QoS性能指标和用户请求对响应时间、成本、成功率、可靠性和组合率的多条件约束,给出了一种全局优化的分层动态Web服务组合算法,通过仿真工具Weblogic 8.1 application server + Oracle BPEL Process Manager 10验证,结果表明,该算法能够有效提高动态Web服务组合的成功率和组合率。     

基于业务流程的制造云服务组合模型

为了提高云制造系统中制造云服务的组合成功率,实现组合云服务与用户业务需求的准确匹配,在对制造云服务、流程节点任务、云服务的可组合性和流程匹配进行形式化描述的基础上,提出一种基于业务流程的制造云服务组合模型。该模型由业务流程引擎、业务流程、选择逻辑、评估逻辑、监控逻辑、知识库和原子云服务集构成,在功能匹配的基础上,对候选服务的可组合性进行检查,结合负载、服务质量(QoS)和业务流程信息,选择合适的云服务,并将其挂接在业务流程上实现制造云服务的组合。对制造云服务的组合流程进行了详细描述,并给出云服务组合的实现方法。实例分析表明,该模型能够有效地选择满足业务需求的云服务实体并进行组合,从而提高制造云服务的组合成功率,保障用户制造活动的顺利进行。     

A multilevel composability model for semantic Web services

We propose a composability model to ascertain that Web services can safely be combined, hence avoiding unexpected failures at runtime. Composability is checked through a set of rules organized into four levels, syntactic, static semantic, dynamic semantic, and qualitative levels. We introduce the concepts of composability degree and /spl tau/-composability to cater for partial and total composability. We also propose a set of algorithms for checking composability. Finally, we conduct a performance study (analytical and experimental) of the proposed algorithms.     

An ontology-based analysis of the industry foundation class schema for building information model exchanges

Robust knowledge sharing frameworks between different stakeholders in a building project is of high priority. Industry Foundation Classes (IFC) provides a rich schema for interoperability through object-based transactions. However, IFC lacks semantic clarity in mapping entities and relationships, resulting in multiple definitions to map the same information between different federated models. The objective of this research is to examine IFC from a perspective of an ontological framework, which can make the IFC definitions more formal, consistent and unambiguous. Different methods of ontological approaches to engineering knowledge are reviewed. Various issues such as the need for a logical framework, the current semantic approaches in the AEC/FM industry, and advantages of building an ontology structure are addressed. A comparative study of the ontology and segments of the existing IFC schema definition are performed. This exercise reveals the ambiguous nature of current IFC definitions and proposes reforms such that data exchanges would be more semantically robust. An ontology would structure the overall interoperability of BIM tools by providing a formal and consistent taxonomy and classification structure for extending IFC and for defining subsets as model view definitions (MVD).