基于分层着色petri网web服务动态组合建模和验证

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1、-’一一HierarchicalColVerificationforAThesisCandidate：SunLianxiaSupervisor：ZhuLianzhangCollegeofComputer＆CommunicationEngineeringChinaUniversityofPetroleum(EastChina)煳聊本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究T作所取得的’成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研

2、究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油大学(华东)或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均己在论文中作出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：同期：加f／年歹月3汐El学位论文使用授权书本人完全同意中国石油大学(华东)有权使用本学位论文(包括但不限于其印刷版和电予版)，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门(机构)送交学位论文，以学术7：乏流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部

3、或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复：叫于段保存学位论文。保密学旺论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名：型!显鱼指导教师签名：维选聋日期：知ff年岁月步日日期：砌『『年多月扣日摘要随着Web服务技术的发展，网上发布的Web服务的数量将越来越多，当单个服务无法满足用户的需求时，需要将多个功能有限的服务进行服务组合，产生增值服务。手工地去组合这些Web服务，不便于对服务组合依据用户需求变化，进行动态调整，所以迫切需要对这些服务进行动态组合。Web服务本体描述语言OWL．S所描述的Web服务

4、流程，使得Web服务包含机器可读的语义信息，可以实现Web服务的自动发现、组合、执行和监控。但动态服务组合却是一个复杂而易错的过程，现有的组合规范缺乏有效的验证机制，因此需要建立Web服务组合的形式化描述模型，利用对形式化模型的分析，验证方法来检验Web服务动态组合的正确性和有效性。目前已有一些形式化验证方法，主要有基于进程代数、自动机和Petfi网。但是进程代数和自动机方法只是停留在语法层面，对语义信息描述不够，且建模过程复杂，模型抽象，缺乏直观的图形表示。由于基本Petri网没有颜色和分层的概念，不能精确表达

5、Web服务不同类型的数据，而且对于大规模复杂系统，容易出现状态空间爆炸问题。本文提出一种利用分层着色Petri网(HCPN)对以OWL．S描述的Web服务组合流程建模和验证的方法。首先研究基于OWL．S的语义Web服务动态组合流程，得到Web服务组合过程模型；然后提出OWL．S描述的Web服务组合流程中的原子过程，复合过程以及各控制结构向Petri网转化的规则，得到Web服务动态组合过程模型对应的分层着色Petri网模型；最后利用CPNTools工具对建立的CPN模型进行动态模拟仿真，并通过状态空间机制验证模型的

6、有界性、可达性、活性(探测有无死锁)等各项性能。从而达到验证Web服务组合正确性和有效性的目的。分层着色Petd网(HCPN)建模，弥补了一般Petri网的不足，引入不同颜色的token以及token数的变化来表示OWL．S模型中的IOPE，可以更好的刻画Web服务的控制流和数据流，引入分层概念，可以简化模型，对于大型复杂系统可以分成一些子网，每个阶段独立验证，逐步求精，对于有相同结构的子网，不必重复建模。同时也有利于避免状态空间爆炸问题。关键词：Web服务组合，Web服务本体描述语言，HCPN，建模，验证r●H

7、ierarchicalColoredPetriNetsBasedModelingandVerificationforDynamicWebServiceCompositionSunLianxia(ComputerScience&Technology)DirectedbyProfessorZhuLianzhangAbstractWiththedevelopmentofwebservicestechnology,moreandmorewebserviceshavebeenpublishedontheinternet．W

8、henanindividualserviceCannotmeettheneedsofusers，itisnecessarytocomposeseveralfunctionlimitedservices，SOthatitCanproducevalue—addedservices．ManualcombinationofWebservicecannotdynamicallyad