基于网格工作流的协同应用研究

论文摘要

随着企业信息化的不断扩展,企业业务流程趋于更加复杂,需要引入工作流技术支撑企业业务流程的信息化。工作流技术由于提供对商业过程自动化的支持,已成为整合企业复杂信息环境、实现业务流程自动执行的必要工具。已有的工作流管理系统技术在实际应用中存在集成能力有限、柔性不足、互操作性不高、模型缺乏对分布环境的支持等缺点,不能满足企业协同应用的需求。传统的工作流主要解决组织内的业务过程管理问题,随着业务需求和计算机技术的发展,需要进一步研究工作流的协同应用技术,以实现组织间的过程交互,达到共同的业务目标。工作流的协同应用关注过程交互关系,在已有工作流过程的基础上自动完成过程调用与信息交换。在电子商务和电子政务蓬勃发展的今天,工作流协同应用技术具有广阔的应用前景,受到业界和学术界的普遍重视。网格是新一代的分布式计算技术,它将各种地理上分布的、属于不同组织的资源组织到一个统一的平台上,以实现资源的整合和共享。为此,网格将其上的各种资源和功能都封装成服务的形式,称作网格服务。传统的工作流不能很好的适应跨部门、跨组织的协同应用,网格服务技术的出现提供了解决该问题的途径。网格服务是被封装成单个实体并发布到网上的功能集合,其动态性和互操作性可以很好地解决工作流协同应用中的问题。因此,把网格服务技术引入到工作流管理系统中,对工作流技术的研究和应用将起到积极的作用。网格工作流将工作流管理和网格计算结合起来提供了一种更有前景的协同应用的解决方案。Petri网是一种适合于描述异步并发现象的计算机模型,具有坚实的理论基础和成熟的分析技术。作为一种适用于多种系统的图形化、数学化建模工具,Petri网为描述和研究具有并行、异步、分布式和随机性等特征的复杂系统提供了强有力的建模手段。因此本文使用Petri网进行工作流建模,这样建立的工作流模型既明显直观,又容易检验工作流建模过程的正确性。本文在以上研究的基础上,对网格环境下工作流管理系统面临的问题进行了分析,设计了一种基于服务质量的网格工作流系统架构。同时,对现有的基于计算经济的网格服务调度模型进行改进,提出扩展的基于经济模型的网格调度算法,并详细介绍了算法的理论模型和具体描述。最后,以一个协同应用的实例为背景,使用测试工具对设计的网格工作流系统和改进后的网格调度模型进行测试。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究意义
• 1.3 研究现状
• 1.3.1 协同事务处理
• 1.3.2 CSCW
• 1.3.3 网格
• 1.3.4 网格工作流
• 1.4 论文结构
• 2 工作流
• 2.1 工作流概述
• 2.1.1 工作流的产生
• 2.1.2 工作流的定义
• 2.1.3 传统工作流的不足
• 2.2 工作流模型
• 2.2.1 工作流参考模型
• 2.2.2 参考模型的接口
• 2.3 工作流管理系统
• 2.3.1 基本概念
• 2.3.2 主要功能
• 2.3.3 典型系统
• 3 网格工作流
• 3.1 基本概念
• 3.1.1 相关定义
• 3.1.2 主要特点
• 3.1.3 层次结构
• 3.2 体系结构
• 3.2.1 网格工作流规范
• 3.2.2 网格工作流结构
• 3.3 网格工作流系统
• 3.3.1 Pegasus
• 3.3.2 Condor
• 3.3.3 GridFlow
• 3.3.4 Triana
• 3.3.5 Taverna
• 3.3.6 GridAnt
• 3.3.7 GrADS
• 3.3.8 Askalon
• 4 工作流建模
• 4.1 建模方法
• 4.1.1 建模方法的分类
• 4.1.2 建模方法的选取
• 4.2 Petri 网
• 4.2.1 Petri 网的产生
• 4.2.2 Petri 网概述
• 4.2.3 Petri 网的优势
• 4.3 工作流Petri 网
• 4.3.1 WFPN 的定义
• 4.3.2 WFPN 的结构
• 4.3.3 WFPN 的触发机制
• 4.3.4 WFPN 的性质分析
• 5 系统设计
• 5.1 系统概述
• 5.1.1 体系结构
• 5.1.2 协同机制
• 5.1.3 网格调度
• 5.2 服务质量（QoS）
• 5.2.1 QoS 概述
• 5.2.2 QoS 参数
• 5.3 调度模型
• 5.3.1 主要角色
• 5.3.2 交互过程
• 5.3.3 商品市场模型
• 5.4 改进模型
• 5.4.1 基本思想
• 5.4.2 理论模型
• 5.4.3 算法描述
• 6 系统实现
• 6.1 网格服务
• 6.1.1 创建服务
• 6.1.2 服务注册
• 6.2 协同应用
• 6.2.1 应用实例
• 6.2.2 实例建模
• 6.3 系统测试
• 6.3.1 测试工具
• 6.3.2 系统性能
• 6.3.3 参数取值
• 7 总结与展望
• 7.1 论文总结
• 7.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录