基于cpn 工作流过程定义

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1、2基于CPN工作流过程定义2.1工作流过程定义在工作流管理系统中的定位[7]所有的工作流管理系统都包含以下三个主要功能见图2-1构建阶段功能包括工作流过程组成它的活动的定义和建模运行阶段的控制功能包括操作系统对工作流过程的管理以及对每个过程中的活动进行排序运行阶段与用户和IT应用工具之间的交互作用图2-1工作流过程定义在工作流管理系统中的定位其中构建阶段的功能主要体现在过程的计算机定义在这个阶段要通过使用一个或更多的分析建模和系统定义技术将一个现实世界的过程翻译成可用计算机处理的正规的定义这个定义的结果有时称为过

2、程模型过程模板过程中间数据或过程定义过程定义通常包括一些分散的活动步骤相关的计算机和人的操作以及通过不同的活动步骤来进行过程处理的管理规则过程定义的结果作为工作流管理系统运行阶段的输入其表达方式和存储形式影响到整个工作流管理系统的处理形式然而WfMC制定的有关过程定义模型的接口标准却不甚理想虽然大部分用户认为图形化的过程定义规范较符合使用习惯但WfMC认为使用一个23基于图形的标准来作为过程定义的规范比较困难因此WfMC在过程定义方面使用的是基于语言(WPDL)的规范然而非图形化的过程定义很难表达上下文的含义以及

3、控制策略只有那些精通文本描述定义的人才能对整个过程有完全的认识普通的图形表达可能提供了一定程度的抽象但同时又导致了语义的模糊不清对于时间执行的约束条件复杂的关系描述以及过程对象和人之间的管理也难以表述总的来说工作流的描述应当基于具有丰富语义表达功能的建模方法这个方法应当具有清晰性一致性易表达性和可扩充性这个方法应当能足以表达步骤循环分支条件路径选择任务分配时间调度和约束条件其语义应当能够定义控制流数据流资源流并且能够定义策略来处理这些流的中断本文中提出的基于CPN的工作流网侧重于控制流与数据流的描述2.2基于pe

4、tri网的工作流过程定义定义2-1(Petri网)五元式PN(PTFM0)称为一个网其中P={p1p2pm}是有限库所集T={t1t2tn}是有限变迁集F(PT)(TP)是有向弧集它代表结点流关系M0P{012}是初始标识并且PT=ÆPTÆÆ表示空[52]集Petri网是工作流建模的一个合适的工具一些研究人员认为Petri网是模拟工作流的好工具作为图形工具Petri网提供了表示工作流处理的可视化工具类似于流程图框图等等Petri网简单明了容易理解如果建立了系统的合理模型34就无需进一步描述系统了类似的表示法包括状

5、态转换图然而对任一给定的转换状态转换仅有一个输入和一个输出因此它不能用于模拟并行活动的同步控制总之Petri网能可视化表达工作流中的所有特性关联和限制如并行并发同步控制流依赖和临时性的关系等等[13]Ellis和Nutt在Petri网的基础上提出了ICN(informationcontrolnets)模型它24实际上是高级Petri网的一个引申这里库所表示活动而变迁则表示活动间的[8]转移VanderAalst则在Petri网的基础上定义了WF-net即工作流petri网在工作流网中变迁被用来表示活动而库所则表示

6、活动的使能条件VanderAalst还把工作流管理联盟在规范中提出的几种基本的工作流原语映射成相应的Petri网模型由此建立了工作流网的基本组件与触发机制Aalst利用Petri网对工作流描述侧重于控制流描述相关工作可以在文献[8434546]中找到其基本思想就是将Petri网中的变迁和工作流的活动相关联Petri网表示多级工作流和工作流授权模型的优点在于Petri网具有丰富的分析技术这些技术稍加改变便能用于分析工作流的特性例如授权模型的安全问题和多级工作流的安全性检测都能通过建立Petri网的可达性分析而解决缺

7、点是缺乏数据流描述[53]面向对象Petri网具有丰富的表达能力基于面向对象Petri网的工作流过程[50]定义支持过程定义相关数据和环境数据等关键要素的描述但是缺乏成熟的理论和分析工具支持KonstantinKorr通过Petri网描述工作流的控制流程通过活动的属性给出数据流到活动的指派从而可以采用可达图(coverabilitygraph)对多级安全[39]工作流的数据流和控制流进行分析但同样不能直接采用Design/Cpn等成熟的分析工具软件同时也不能表达数据流和控制流不一致的情况[5]着色Petri网(C

8、PN)是具有层次性的高级Petri网它有机解决了数据结构和层次分解既有直观的图形表示又有强大的数学理论支撑提供了公式化的验证方法是能同时验证系统逻辑功能正确性和评估系统性能的建模语言此外它还能自动或者交互进行仿真CPN可用任意复杂的数据类型作为颜色集现在使用带有复杂数据值的令牌的CPN已很普遍使用数千条记录作为令牌颜色集已在很多不同领域应用颜色集与类型以及令牌颜色和令牌值