基于反射Petri网的基于服务的自适应软件系统流程一致性判定方法研究

Adaptive Serivce Based System is an important issue at present, and is the trend of distributed system in internet. We extend Reflective Petri Nets to model ASBS from aspects of environment, adapting policy and system, and simulate and analyze the adaptive process. The research analyzes adaptive change source, and defines environment model. We proposes adaptive policies according to different scinarios such as service subsitution, complesataion and process evolution and so on. We also research on the analysis method of extened Reflective Petri Nets, put forward consistency checking method of ASBS combined with control flow and data flow, and give theorem proving and algorithms for consistency checking. The work would set base for building reliable ASBS.

自适应的基于服务的软件系统ASBS是目前研究的热点，是网络环境下分布式系统的一个发展方向。根据ASBS具有自适应的特点，本课题扩展现有的形式化模型反射Petri网，从外部环境、调整策略和系统自身三个方面对ASBS进行建模，对自适应的过程进行模拟和分析。本课题从分析导致ASBS自适应变化的源着手，定义环境模型，针对服务替换、补偿、和流程演化等不同场景基于ECA规则定义自适应调整的策略，研究扩展的反射Petri网的可达等性质的分析和判定方法，结合控制流和数据流提出流程一致性分析和判定方法，给出一致性分析的定理证明和一致性判定的实现算法，为建立可信的ASBS提供理论研究基础.

基于服务的软件系统(Service-based systems, SBS)存在于分布式的开放环境中，服务 数量不断增多、服务的功能或性能也不断发生变化，能够随环境变化不断调节自身运行时行为， 通过服务的动态发现和动态绑定对SBS 进行重配置和重部署，为了保证自适应行为在 ASBS 上能够正确执行，通过形式化模型表示ASBS、动态模拟自适应的调节过程是一种有效的解决方法。本课题对反射Petri网所存在的不足进行了分析，设计和实现了反射petri网的建模、分析和验证工具，以机器人野外搜寻伤病员场景搭建的ASBS运行实例；进而构建了面向环境状态的Web服务描述模型，由系统业务行为与自适应行为分离的角度出发，提出了基于反射Petri网的ASBS模型和自适应策略评价方法；最后，本课题就Web服务所处的环境、服务之间的关系、服务对环境的自适应机制问题展开研究，构建了Web服务复杂网络模型，基于服务网络理论研究服务社区构建、服务链推荐方法、服务错误传播机制等问题，为实际网络环境下的服务自适应机制提供依据。目前课题组已经完 成了相应的研究工作，达到了研究目标的要求。研究成果体现在：国内外期刊和会议上 共发表学术论文19篇，其中SCI检索7篇，EI检索14篇，培养在读博士研究生3名，毕业硕士研究生5名。课题的研究对推动服务计算、形式化分析与验证技术的普及和方法应用具有重要意义。