基于层次实时有色petri网的实时服务描述研究

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1、基于层次实时有色Petri网的实时服务描述研究　　Web服务描述与组合是实现面向服务计算的关键，但目前Web服务描述研究对Web服务的实时性与智能性因素考虑不多，不适合用于分布式实时系统中的服务描述。该文首先定义了适合实时服务描述的实时有色Petri网（RTCPN）与层次实时有色Petri网（HRTCPN），然后建立了原子实时服务到RTCPN映射描述模型（AS-RTCPN），对服务组合运算规则进行了详细描述与建模，最后形成了服务组合HRTCPN描述模型的简化算法，并给出了HRTCPN的可达服务图RSG的定义及构建算法，证明了HRTCPN模型的正确性。　　【关

2、键词】Web服务Petri网形式化描述实时服务服务描述　　1引言　　面向服务计算是实现跨平台、跨语言和松藕合的最新分布式计算技术，Web服务则是面向服务计算至今最好实现技术。目前用Petri网来进行Web服务描述及组合的研究很多，文献[1]利用模糊Petri网作为服务描述语言的基础，并基于模糊Petri网和本体给出了一个网格服务发现的多Agent框架，使用可能性和必然性来表示对一个服务Agent能为需求Agent提供相关服务的信心程度；文献[2]基于Petri网构建了服务组合网C-Net来分析多个Web服务之间的交互，把服务行为相容性问题分析转化为对C-ne

3、t的结构死锁问题分析，Web服务能相容等价于在C-net图中存在非空最小Siphons。但这些基于Petri网的Web服务描述研究都没有考虑Web服务的实时性与智能性因素，不适合用于分布式实时系统中的服务描述，为此我们运用层次实时有色Petri网来构建实时服务的形式化描述模型，并采用OWL-S来表示共享领域知识来保证服务的智能性。　　2层次实时有色Petri网　　层次实时有色Petri网是由含时间因素的Petri网[3]与有色Petri网[4]结合发展而来，在文献[5]中?用了层次实时有色Petri网对嵌入式实时硬件电路设计进行建模与分析，并对应用在这种应

4、用情况下的层次实时有色Petri网进行了定义。为了能更适合描述分布式实时系统中的实时服务软件设计建模与分析，根据文献[5]中定义的层次实时有色Petri网，我们重新定义了层次实时有色Petri网。　　定义1：实时有色Petri网（Real-TimeColouredPetriNet，RTCPN）是一个13元组：RTCPN=（Ω，P，T，A，N，C，G，E，DI，DT，TS，I）。其中，Ω为是颜色的非空集合（colourset）；P为库所的非空集合（places）；T为变迁的非空集合（transitions）；A为有向弧的集合（arcs），并且满足表达式P∩T=

5、P∩A=T∩A=φ；N为节点，有N：A→P×T∪T×P；C为颜色函数，定义为C：P∪T→Ω，对于p∈P，C（p）是库所p上所有可能的托肯色之集合，对于t∈T，C（t）是变迁t上所有可能的出现色之集合；G是变迁的警卫函数，指定变迁触发必须满足的前提条件，定义为G：T→expr（expr即表达式），有t∈T：[Type（G（t））=B∧Type（Var（G（T）））Ω]，其中B是布尔型函数，Var（.）表示变量，Type（.）表示类型（Type）；E为弧表达式函数，有E：A→expr.，有x∈A：[Type（E（a））=C（P）MS∧Type（Var（E（a））

6、）Ω]，其中P是N（a）的库所集元素，下标MS为多重集函数；DI为关联变迁的实数对[tmin，tmax]的集合，tmin表示变迁最早触发时间，tmax表示变迁最晚触发时间；DT网中每个变迁执行的持续时间，当持续时间为0时，称之为瞬时变迁，不为0时称之为时延变迁；TS（TimeStamp）为托肯的时间戳集合，对于t∈T，TS（t）包含了托肯到达库所p的时间信息，托肯的时间戳信息可以通过计算表达式：TS（p）=max{TS（p’）+D（p’）+DT（p’）

7、p’∈p}得出，其中D为变迁触发的延时函数；I是初始化函数，定义为从P到一个封闭表达式I（p），满足p∈P

8、：[Type（I（p））=C（P）MS]。　　定义2：层次实时有色Petri网（HierarchicalReal-TimeColouredPetriNet，HRTCPN）是一个14元组HRTCPN=（Ω，P，T，A，N，C，G，E，DI，DT，TS，I，S）。其中，Ω、P、T、A、N、C、G、E、DI、DT、TS、I表示的含义与实时有色Petri网RTCPN中对应元组的含义一样；S是由子层次实时有色Petri网（Sub―HRTCPN）和实时有色Petri网（RTCPN）构成的集合，S={HRTCPN}U{RTCPN}。　　3HRTCPN实时服务描述模型　　目

9、前Web服务语义描述领域最成熟的语言是OWL-S，在