基于PI-演算的CPN在移动通信服务建模的研究与应用

基于PI-演算的CPN在移动通信服务建模的研究与应用

论文摘要

随着业务要求的不断增加,Web服务组合变得日益复杂,服务组合出错的可能性也不断增加,这就需要对Web服务组合流程进行分析和验证,以保证服务组合的正确性和可靠性。本文的主要研究内容包括:(1)提出了一个基于有色Petri网(Colored Petri Nets,CPN)的Web服务组合模型;(2)基于该组合模型,给出了编排规则生成算法;(3)说明了如何将BPEL4WS转换为CPN模型,设计了一个可视化的分析验证工具JCPN;(4)提出用PI-演算把通信过程封装成多个Web Service,并来描述这些Web Service及服务组合,使每个通信过程的实现都是调用相关Web Service或Web Service组合;(5)概括总结了PI-演算互模拟的相关定义,使用MWB工具对移动通信模型中的PI-演算表达式进行语法分析和验证;(6)为弥补PI-演算的固有缺陷,提出一种将PI-演算映射为CPN的规则,将移动通信中的PI-演算模型映射为Petri网,验证了方法的有效性。

论文目录

  • 提要
  • 第1章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.1.1 Web 服务概述
  • 1.1.2 Web 服务组合概述
  • 1.2 服务组合的关键技术
  • 1.2.1 基于工作流的Web 服务组合
  • 1.2.2 基于AI 规划的Web 服务组合
  • 1.2.3 基于形式化的Web 服务组合
  • 1.3 WEB 服务组合的研究现状
  • 1.4 本文工作与组织形式
  • 第2章 基于CPN 的WEB 服务组合模型
  • 2.1 PETRI 网基本理论
  • 2.1.1 Petri 网
  • 2.1.2 有色Petri 网(CPN)
  • 2.2 基于CPN 的WEB 服务组合建模
  • 2.2.1 组合模型定义
  • 2.2.2 编排规则定义
  • 2.2.3 服务组合定义
  • 2.3 编排规则生成算法
  • 2.4 创建WEB 服务组合的过程
  • 2.5 小结
  • 第3章 BPEL4WS 到CPN 模型的转换
  • 3.1 顺序(SEQUENCE)
  • 3.2 并行分支(PARALLEL SPLIT)和同步(SYNCHRONIZATION)
  • 3.3 单项选择(EXCLUSIVE CHOICE)和简单合并(SIMPLE MERGE)
  • 3.4 延迟选择(DEFERRED CHOICE)
  • 3.5 循环(ITERATION)
  • 3.6 转折点(MILESTONE)
  • 3.7 取消活动(CANCEL ACTIVITY)和取消实例(CANCEL CASE)
  • 3.8 小结
  • 第4章 WEB 服务组合模型的分析与验证
  • 4.1 分析与验证方法
  • 4.2 分析与验证工具的设计
  • 4.2.1 JCPN 概述
  • 4.2.2 CPN 的数据结构
  • 4.2.3 CPN 的完全发生图
  • 4.3 分析与验证工具的测试
  • 4.3.1 算术加法器(Arithmetic Adder)
  • 4.3.2 哲学家就餐(Dining Philosophers)
  • 4.3.3 资源分配(Resources Allocation)
  • 4.4 小结
  • 第5章 PI-演算概述
  • 5.1 进程代数概述
  • 5.2 PI-演算的发展背景
  • 5.3 PI-演算的基本概念
  • 5.3.1 PI-演算语法定义及操作语义
  • 5.3.2 PI-演算结构等价规则与化简规则[67]
  • 5.4 PI-演算与WEB SERVICE
  • 5.5 PI-演算与WEB SERVICE 组合
  • 5.6 小结
  • 第6章 基于PI-演算的移动通信服务建模
  • 6.1 建模移动通信连接初始化过程
  • 6.2 建模移动通信过程
  • 6.3 建模移动通信基站转换过程
  • 6.4 建模呼叫重建的基本流程
  • 6.5 小结
  • 第7章 PI-演算互模拟定义框架
  • 7.1 WEB SERVICE 的可替换性
  • 7.1.1 Web Service 可替换的充分条件
  • 7.1.2 用PI-演算描述Web Service 兼容性
  • 7.1.3 异步Web Service 可替换性
  • 7.2 互模拟框架概述
  • 7.3 互模拟定义
  • 7.3.1 强互模拟等价
  • 7.3.2 弱互模拟等价
  • 7.4 PI-演算模型的验证
  • 7.4.1 验证的背景概述
  • 7.4.2 MWB 概述
  • 7.4.3 建模与验证
  • 7.5 小结
  • 第8章 PI-演算的 PETRI 网转换
  • 8.1 PI-演算到PETRI 网的映射
  • 8.1.1 代数网的定义
  • 8.1.2 PI-演算递归结构的Petri 网语义
  • 8.1.3 PI-演算顺序结构的Petri 网语义
  • 8.1.4 PI-演算并发结构的Petri 网语义
  • 8.1.5 PI-演算选择结构的Petri 网语义
  • 8.2 PI-演算的PETRI 网语义有效性评价
  • 8.3 通讯系统的CPN 模型
  • 8.4 利用CPN 模型对服务进行分析和验证
  • 8.5 小结
  • 第9章 总结与展望
  • 参考文献
  • 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果
  • 致谢
  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 相关论文文献

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