基于进程代数的面向服务软件体系结构建模

论文摘要

随着软件技术的发展,一种被称为面向服务软件体系结构SOA的软件系统开发方法被提出并得到迅速发展。今天的SOA是基于已经广泛接受的Web服务标准,被誉为下一代Web服务的基础框架。但是目前大多数对SOA的研究仍集中在Web服务标准的拓展、Web服务开发工具以及服务应用集成等方面,对SOA系统架构设计和形式化建模方面的研究还缺乏关注。本文采用一种基于Pi演算的描述语言πADL,对SOA系统的形式化建模过程进行详细的描述和验证。论文首先对面向服务的相关技术和Pi演算基本理论进行阐述。在此基础上给出了服务的相关定义和服务模型,描述了服务的角色、元素、服务属性以及服务之间的交互关系。利用Pi演算对服务、角色以及操作进行定义,以及对服务属性进行详细的描述和分析。本文采用基于移动进程理论Pi演算的描述语言πADL对SOA模型进行形式化规约,为SOA的应用和系统设计提供形式化的描述、分析和验证方法。首先介绍SOA架构的基本结构,包括服务、连接件、系统配置等,然后用πADL直接、显式地对这三部分进行规约。服务是具有统一描述性的组件集合,πADL通过对端口、角色进行规约,从而独立地描述组件、连接件的功能行为。系统配置是服务、连接件按照特定方式组织而成的有机整体,主要研究组件或服务的组装,其中组件组装成服务,服务也可以组装形成组合服务。组装技术包括端口组装、连接件连接以及组装运算操作。论文最后介绍了一个简单SOA系统的建模实例,用专门针对Pi演算开发的自动验证工具移动工作台MWB (Mobility Workbench)来验证SOA模型分析和建模过程的正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 研究现状和问题
• 1.3 本文主要研究内容
• 1.4 本文组织结构
• 第2章 研究基础
• 2.1 软件体系结构
• 2.1.1 软件体系结构定义
• 2.1.2 体系结构形式化方法和描述语言
• 2.2 服务相关技术
• 2.2.1 组件
• 2.2.2 可扩展标记语言（XML）
• 2.2.3 Web服务
• 2.3 面向服务的软件体系结构（SOA）
• 2.3.1 SOA定义
• 2.3.2 SOA基本特征及优点
• 2.4 小结
• 第3章 PI演算基本理论
• 3.1 引言
• 3.2 Pi演算的基本语法
• 3.2.1 名字与进程
• 3.2.2 自由与约束的名字
• 3.3 Pi演算的标签操作语义
• 3.4 Pi演算的行为等价规则
• 3.4.1 强互模拟和弱互模拟
• 3.4.2 迟互模拟和早互模拟
• 3.4.3 闭互模拟和开互模拟
• 3.5 小结
• 第4章 基于PI演算的服务建模及属性描述
• 4.1 服务建模
• 4.1.1 服务定义
• 4.1.2 服务模型
• 4.2 Pi演算描述服务以及服务模型
• 4.2.1 Pi演算描述服务
• 4.2.2 Pi演算描述服务属性
• 4.3 小结
• 第5章 基于PI演算的SOA建模研究
• 5.1 SOA参考模型
• 5.1.1 概述
• 5.1.2 SOA-RM的组织结构
• 5.1.3 SOA-RM的层次结构
• 5.2 基于Pi演算的SOA建模
• 5.2.1 SOA基本结构
• 5.2.2 π ADL描述SOA模型结构
• 5.2.3 服务（Service）规约
• 5.2.4 连接件（Connector）规约
• 5.2.5 配置（Configuration）规约
• 5.3 SOA建模分析
• 5.4 小结
• 第6章 SOA系统模型实例的分析与验证
• 6.1 SOA模型实例研究
• 6.2 SOA模型分析与验证
• 6.2.1 移动工作台MWB
• 6.2.2 SOA系统实例的模型输入
• 6.2.3 实例模型的分析与验证
• 6.3 小结
• 第7章 总结
• 7.1 论文内容总结
• 7.2 将来的研究工作
• 参考文献
• 致谢