Web服务组合行为一致性的形式化描述和分析

Web服务编排和Web服务编制从全局和局部分别定义了Web服务组合的全局交互行为和每个参与者的局部行为,为了保证Web服务组合实现的正确性,Web服务组合的全局交互行为和每个参与者的局部行为必须是一致的。首先利用进程代数给出了对Web服务组合的全局交互行为、局部行为以及二者之间的映射关系的形式化描述,在此基础上分别通过分析全局会话变迁和局部进程变迁的关系和进程互相似理论给出了Web服务组合全局交互行为和局部行为的一致性的两个形式化判定准则。同时通过案例说明了如何形式化地检测Web服务组合的全局交互行为和局部行为之间的一致性。结果显示提出的Web服务组合一致性形式化定义和检测方法能检测组合行为的一致性,从而能有效地保证Web服务组合的正确性。     

语义Web服务组合的形式化描述与验证研究

Web服务组合是Web服务的主要研究方向之一,对语义Web服务组合进行形式化描述并进行分析和验证是组合服务正确运行的保证.本文首先给出了基于有色Petri网的语义Web服务形式化模型,形式化描述了OWL-S的ServiceModel中8种基本的Web服务组合模式,利用这些组合模式可以构造出满足需求的组合Web服务.然后,对服务组合形式化模型的正确性分析和验证进行研究后,给出了组合模型语法正确性、可达性、活性和有界性的算法.最后,通过一个具体的建模实例展示了Web服务组合的Petri网建模.     

一种基于BPEL4WS的语义Web服务组合框架

针对Web服务的组合问题,给出了一种基于BPEL4WS(Business Process Execution Language for Web Services)语言的语义Web服务动态组合框架.该框架把一些具有相似性的商业流程定义成一个抽象流程模板APT,每个活动节点所需服务的语义信息用PPC模型描述,并引入一个OWL-S/UDDI转换器使Web服务在UDDI上的注册信息与该服务的语义信息之间进行转换,实现UDDI注册信息与语义信息的关联,以便于语义匹配及服务绑定.通过语义匹配组件匹配选择合适的Web服务,并通过APT绑定组件把所选Web服务的相关信息动态绑定到APT模板中,从而实现Web服务的动态组合.该框架增强了Web服务组合的灵活性和动态性.     

模型驱动架构的语义组合Web服务的验证

针对语义Web服务的组合与验证问题,提出了基于模型驱动架构（MDA）的组合方法与基于语义匹配度的匹配方法。组合方法使用UML类图和用例图对OWL-S进行静态组合建模,使用活动图对OWL-S进行动态组合建模。在建模过程中使用基于语义匹配度的匹配方法,选择可用的子Web服务确定最合适的组合Web服务,并将该组合UML模型转化为可验证的Promela语言,使用SPIN工具进行验证,通过验证的UML模型作为模板保存于本体的知识库中以便使用。该模型提高了开发语义Web服务的效率,保证了组合过程的正确性,还能利用模板与语义匹配度实时发现与选择可用的Web服务。     

基于扩展语义接口的Web服务动态组合方法

自动地根据用户请求进行服务的动态组合是目前Web服务领域的关键问题.针对该问题,提出了一种基于本体的服 务动态组合方法,设计并实现了一个服务动态组合原型.首先Web服务按照一定规则被抽象为本体模型,然后通过分析所 构造服务的模型来实现服务的匹配,最后利用BPEL4ws对匹配生成的服务组合序列来进行自动的组合.实验结果表明,该 方法细化了服务接口的语义,并且在发现结果上有更高的准确性.     

基于Pi演算的OWl-s的Web服务的自动组合

Web服务组合研究领域的一个重要的问题是如何形式化描述Web服务组合,如何验证服务组合的正确性。Web服务组合的形式化模型可以用来检查、验证Web服务组合以保证组合的正确性。针对目前最主要的一种语义Web服务组合的规范WEB本体论语言(Ontology Web Langage-Semantic,简称OWL-S),给出基于Pi演算的形式化描述,定义了Pi演算和OWl-S之间的概念映射,并给出了OWl-S的基于Pi演算的形式化模型,最后通过一个案例给出了模型验证的方法。     

基于Pi-演算的BPEL4WS Web服务组合形式化模型

Web服务组合研究领域的一个重要的问题是如何形式化描述Web服务组合，如何验证服务组合的正确性。Web服务组合的形式化模型来可以用来检查、验证Web服务组合以保证组合的正确性。Pi-演算是一种适合于Web服务组合建模的进程代数。本文介绍了P-演算的基本语法，针对目前最主要的一种描述和执行基于工作流模式的Web服务组合的规范-Web服务商业流程执行语言（Business Process Execution Language for Web Services，BPEL4WS），定义了Pi-演算和BPEL4WS之间的概念映射，并给出了BPEL4WS的基于P-演算的形式化模型，最后通过一个案例给出了模型验证的方法。     

多Web服务组合兼容性的自动化验证

Web服务组合的目的是实现单一服务无法满足的复杂功能,而保证组合的正确性以实现服务增值是十分必要,因此组合之后的正确性验证是Web服务组合的一个重要研究方向。从Web服务交互行为方面描述多Web服务组合,在提出行为兼容性的相关理论的基础上,给出基于Pi演算的多Web服务组合行为兼容性的自动化验证算法,通过将多Web服务组合自动转化为Pi演算中的组合进程,实现多Web服务组合的自动化验证。     

基于OPN的环境约束下Web服务组合正确性分析

为了研究环境约束下Web服务组合的正确性,提出Web服务域和Web环境域的概念,并使用开放Petri网对Web服务域和Web环境域进行建模.通过分析Web环境域模型与Web服务域模型组合后的交互行为情况,给出了二者可组合的前提条件以及组合后的正确性判定算法,从而实现在环境约束下Web服务组合的正确性分析和判定.最后通过具体实例结果表明了该方法的有效性.     

面向应用的Web服务组合设计和验证框架

针对Web服务组合设计规范缺乏形式化的语义和验证方法的问题,提出了一个自顶向下的Web服务设计和验证的框架-iFrame4WS。在iFrame4WS中,将Web服务组合的设计方案划分为描述层、抽象层和执行层,并通过抽象层的形式化模型和形式化验证来检查Web服务组合的正确性。     

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。     

Web服务组合的层次颜色Petri网描述模型

针对Web服务组合流程资源的表达及组合流程正确性验证问题,提出一个基于层次颜色Petri网的Web服务组合描述模型,该模型在描述组合流程控制流的同时还能描述流程中的数据流,能较全面地刻画Web服务组合流程,并且支持对组合流程正确性的验证分析、实例化流程的仿真运行。建模实例验证了该模型的有效性和实用性。     

基于颜色Petri网的Web服务组合建模及应用*

给出了用颜色Petri网来对Web服务及服务组合建模,在描述服务内部控制结构的同时兼顾了数据流的描述,而且还给出了模拟Web服务执行的引发规则,从静态、动态两方面描述了Web服务及服务组合,最后还给出了一个应用颜色Petri网建模的实例。     

一个基于偏序事件结构的Web服务模型及其形式化组装

随着Internet的发展,服务化和Web化趋势使得一个基于Web的分布式软件服务计算环境正在形成;同时随着大规模应用需求的不断涌现,单个的Web服务往往不能很好地满足一些复杂的应用。因此Web服务之间的集成组装就显得尤为重要。分析Web服务的交互和协同行为可以发现,分布性和并发性是基于软件服务分布计算系统的本质特征。这就往往使得组装的正确性难以得到保证,从而需要提供一定的手段加以支持;同时,基于软件服务分布计算系统的效率问题也值得关注。我们认为,利用偏序关系对这些问题加以处理是一种理想和有效的手段;而同时我们发现,在服务的组装中,服务与服务之间存在着一种自然的偏序关系。本文基于此,从形式化的角度研究了软件服务及其组装,提出了一种基于偏序事件多集的Web服务的形式化模型。本文从服务内部事件而不仅仅是服务的角度来考察并发问题,这使服务内和服务问的更多的事件可以并行执行,并使得组装后的系统可以更高效地进行实施,从而使得Web服务的并发拉度变细;在此基础上给出了一种服务组装语言和规则,以确保在组装过程中出现的局部变化不影响整体的Web服务的正确组装,从而能够从形式化的角度来规范Web服务的集成组装,使其正确性和效率能够得到保证。     

基于扩展CPN的OWL-S过程语义建模及分析方法研究

OWL-S过程语义的建模与分析是语义Web服务相关领域需要重点研究的问题。分析了目前OWL-S过程语义研究中存在的问题,提出了一种扩展的着色Petri网PM_ net(过程模型网,Process Model net)来对OWL-S的过程语义进行转化与分析。结合OWL-S过程模型元素的特点,PM_ nct对基本着色Pctri网的变迁和触发规则进行了扩展,使OWL-S的原子过程、组合过程和数据流等核心元素能够等价映射到PM net。同时说明了如何基于PM_ net对OWL-S的过程语义一致性进行分析,为OWL-S本体演化、语义Web服务组合和验证提供了合理的理论基础。     

Research on the dynamic reconfiguration of Web application using two-phase compatibility verification

Implemented by dynamic service composition and integration, Web application has significantly affected our daily life, such as e-commerce and e-government. However, the open and ever-changing environment makes Web users more vulnerable to the usability problem, i.e. unreachable pages and reduced responsiveness. Accordingly, there is a need to deliver reliable Web application with attributes that cover the correctness and reliability. For the efficient handling of failures, the compatibility verification of dynamic reconfiguration strategies is attached great importance since it can guarantee the robustness and high quality of Web-based software. This paper extends the classical finite state machine (FSM) to formalize the behaviour of Web application, namely the extended FSM for Web applications (EFSM4WA) model. This model is also suitable to formally describe the interaction behaviours of dynamic reconfiguration when Web application encountered failure. Then, the compatibility verification of dynamic reconfiguration is carried out in two phases. During the first phase, it adopts the trace projection approach to check the compatibility against the synchronized product model in a qualitative way, which will select a set of candidate Web applications. During the second phase, it takes performance into consideration to choose a high-reliability Web application in a quantitative way. Finally, a case study is demonstrated to show the applicability of our approach.