基于Pi-演算的Web服务形式化描述模型*

当前对Web服务进行形式化描述的方法多是基于对某个具体Web服务组合规范的抽象,无法兼顾基于全局和局部的设计方法,并且无法描述Web服务组合的体系结构的动态性。本文在对现有的Web服务形式化描述方法进行回顾和总结的基础上,基于Pi-演算建立了Web服务形式化描述模型,将BPEL4WS规范和WS-CDL规范的重要行为在模型中做了映射。最后通过例子说明,基于局部和全局的设计方法在本文提出的模型中的映射是一致的。本文提出的描述模型直接用来进行Web服务组合的设计时,可以更好的描述动态的体系结构。     

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。     

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。     

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.     

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。     

基于移动Agent的服务组合的建模

采用形式化描述Web服务组合,从很大程度上推动了Web服务组合技术的实际应用。但现有的Web服务组合形式化建模方法在利用形式化工具时,均未很好地解决建模的层次性问题。为解决上述问题,提出了将Web服务组合问题映射为一个基于移动Agent的层次化服务组合模型,系统模型分为系统服务层和Agent层。模型设计充分体现了移动Agent的移动性、自主性以及系统层(移动Agent运行环境)的控制性。最后给出实例说明该方法。     

类型化的Web服务组合形式化模型

Web服务组合的正确性包括动态行为的匹配性和数据类型的一致性.本文定义了一个扩充的Pi-演算类型系统,同时利用该系统对BPEL4WS Web服务组合规范建立了一个类型化的形式化模型,通过该模型能够对Web服务组合的正确性进行验证.最后通过一个案例,给出了对Web服务组合动态行为的匹配性和数据类型的一致性的验证方法.     

一种基于体系结构的Web服务组合描述方法

Web服务组合能够快速开发复杂的Web服务,以促进Web服务的增值。在分析并比较现有的Web服务组合方法的基础上,提出了一种形式化和工业化方法相结合的Web服务组合描述方法。针对Web服务及其组合的特点,研究了基于体系结构的Web服务组合描述方法,采用扩展的XYZ／ADL定义Web服务及描述其交互的连接件,最后结合一个实例描述Web服务组合的工作方式。     

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。     

基于可达图的Web服务组合验证

针对基于Petri网的Web服务组合形式化建模,给出了Web服务网的正确性定义和可达图的构造算法.采用可达图作为分析工具,对Web服务网的可达性、有界性、安全性和活性等特性进行分析,给出验证Web服务组合正确性的方法,并举例说明了这种方法的应用.     

一种基于UPPAAL的Web服务组合模型检测方法

Web服务组合的正确性验证对提高软件开发效率、实现服务增值具有重要意义。为从高层抽象层次研究Web服务组合的正确性及其形式化验证方法,考虑到Web服务组合中的实时特征,在采用软件体系结构描述语言XYG/ADL对Web服务组合进行描述的基础上,将其实时描述部分XYZ/RE转换至时间自动机模型,组合后系统应满足的性质用分支时序逻辑CTL公式表示,最后应用模型检测工具UPPAAL实现了Web服务组合正确性的自动化验证。     

基于领域本体的Web服务动态组合模型

给出了领域本体、Web服务及服务组合的形式化描述,综合基于业务流程的动态服务组合和基于服务接口匹配的服务组合方法,提出了一种基于领域本体的Web服务动态组合模型。该模型首先把服务请求分解为业务流程,再对业务流程的每个服务按接口匹配方法分解为组合服务。以客户订购产品为例,说明了领域本体的建立方法和Web服务动态组合模型的应用方法。     

Formal verification technique for grid service chain model and its application

Ensuring the correctness and reliability of large-scale resource sharing and complex job processing is an important task for grid applications. From a formal method perspective, a grid service chain model based on state Pi calculus is pro- posed in this work as the theoretical foundation for the service composition and collaboration in grid. Following the idea of the Web Service Resource Framework (WSRF), state Pi calculus enables the life-cycle management of system states by associating the actions in the original Pi calculus with system states. Moreover, model checking technique is exploited for the design-time and run-time logical verification of grid service chain models. A grid application scenario of the dynamic analysis of material deformation structure is also provided to show the effective- ness of the proposed work.     

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。     

一种面向服务体系结构的服务组合方案求解方法*

面向服务体系结构的出现为分布式应用集成提供了一种解决方案,如何快速准确地指定具体服务或求解出服务的组合方案的问题尚待解决。根据对抽象服务的输入/输出等功能性属性的描述,完成了抽象服务组合流程建模,为了对抽象层粗粒度服务的求精,提出了一种基于语义Web服务和图规划技术的服务自动组合机制,该方法将Web服务映射为规划动作的形式化描述,形式化推理得出Web服务的组合方案。在具体的服务或方案选择上,利用服务相似度优化服务或服务组合方案的选取。最后通过模拟实验验证了该方法的有效性。     

Web服务流程相容性和相似性分析

服务组合和服务替换是面向服务计箅的研究热点,服务流程的相容性和相似性分析是其中的两个密切相关的问题,具有较大实用价值.基于着色Petri网建模Web服务流程,定义服务流程的正确性和相容性.提出服务良构件的概念,证明良构件能够保证组合服务可达终止状态的正确性.在相容性分析的基础上,提出服务流程相似性的定义,证明若新服务与要被替换的服务流程相似,则所进行的替换是上下文无关的,替换后无须再做组合正确性验证,给出相似性的判定算法.文中结论和算法改进了现有服务组合验证和服务替换方法的不足.