[发明专利]语义Web服务组合的语义一致性验证方法

权利要求书

1.语义Web服务组合的语义一致性验证方法，其特征在于，是一种基于着色 Petri网的语义Web服务组合的语义一致性验证方法，所述方法是在计算机 中依次按以下步骤实现的：

步骤(1)，初始化

构建待验证的语义Web服务着色Petri网模型的存储单元，所述模型是一个 八元组，表示为SWS-net，

SWS-net＝(CPN，DT，DV，DV，P_in，P_out，H_in，H_out，R)，

CPN定义为着色Petri网，表示为CPN，是一个用于描述流程中状态变化的 六元组，CPN＝(∑，P，T，F，C，E)，其中：

∑是颜色集合，表示令牌的不同颜色，令牌是指库所中的动态对象，令牌的 位置是指该令牌所在库所当前的状态，

P是库所的集合，表示Petri网模型中所有的库所，库所表示不同的状态，

T是变迁的集合，表示Petri网模型中所有的变迁，变迁表示事件、转化或 传输，通过变迁连接不同的库所，

F是有向弧集，表示Petri网模型中所有的有向弧，每条有向弧连接一个库 所和变迁，

C是颜色函数，令牌的颜色表示不同属性的对象，

E是弧函数，E(p_j，t_i)表示从库所j到变迁i的弧函数，把每一条弧映射到一 个颜色集合，用于表示要触发该条弧所需的令牌颜色及个数，其中：1≤i≤n， 1≤j≤m，

DT是数据类型定义的集合，

DV是变量定义的集合，

P_in是所有的输入库所的集合，输入库所是指到达变迁的库所，

P_out是所有的输出库所的集合，输出库所是指变迁到达的库所，

H_in是令牌从库所到达变迁所需的时间，

H_out是令牌从变迁到达库所所需的时间，

R是变迁发生其本身所需消耗的成本，即该变迁所对应的服务操作在执行时 所需的费用，是一个已知量，

在所述计算机中构建以下子模块单元，构成一个语义Web服务组合语义一 致性验证模块，包括：参数语义一致性验证子模块、QoS属性一致性验证子模 块，以及一致性分析结果存储子模块，其中：

参数语义一致性验证子模块，用于验证所述语义Web服务着色Petri网的模 型的参数语义一致性，

QoS属性一致性验证子模块，用于验证所述语义Web服务着色Petri网的模 型的QoS属性的一致性，

一致性分析结果存储子模块，用于存储参数语义一致性和QoS属性一致性 的验证结果；

步骤(2)，按以下步骤验证语义Web服务着色Petri网模型的参数语义一致性：

步骤(2.1)，所述参数语义一致性验证子模块从所述语义Web服务着色Petri 网存储单元中提取待验证的模型SWS-net，

步骤(2.2)，对变量j从1到m循环，判断库所p_j的数据类型是否错误，

若：表示库所p_j包含的令牌的颜色有不属于所述颜色集合∑的颜 色，则库所p_j的数据类型错误，m为库所的数量，

若：C(pj)⋐Σ,]]>则正确，

步骤(2.3)，对每一个从库所p_j指向变迁t_i的有向弧进行判断，以确认输入 所述变迁t_i的弧函数数据类型是否错误，

若：且表示存在有向弧E(p_j，t_i)，且要触发该有向 弧所需的令牌的颜色集type(E(p_j，t_i))中有不属于C(p_j)的颜色，则所述库所p_j输入 到所述变迁t_i的弧函数数据类型错误，

若：且type(E(pj,ti))⋐C(pj),]]>则正确，

步骤(2.4)，对每个从变迁t_i指向库所p_j的有向弧进行判断，以确认输出到 所述库所p_j的弧函数数据类型是否错误，

若：且表示存在有向弧E(t_i，P_j)，且要触发该有向弧 所需的令牌的颜色集type(E(t_i，P_j))中有不属于所述库所P_j包含的令牌的颜色集 C(p_j)的颜色，则判定所述变迁t_i输出的输出弧函数数据类型错误，

若：且type(E(ti,Pj))⋐C(pj),]]>则正确，

步骤(2.5)，对所述每个有向弧进行判断，以确认前驱服务操作的输出数据 类型与后继服务操作所需的输入数据类型是否匹配，

若：且表示存在有向弧E(t_i，P_j)，且要 触发该有向弧所需的令牌的颜色集type(E(t_i，P_j))不包含其下一条有向弧所需的令 牌颜色集type(Nex(E(t_i，P_j)))，则确认前驱服务操作的输出数据类型与后继服务操 作所需的输入数据类型不匹配，

若：且type(Nex(E(ti,pj)))⋐type(E(ti,pj)),]]>则正确，

步骤(2.6)，对所述每个有向弧进行判断，以确认前驱服务操作的输出参数 个数与后继服务操作的输入参数个数是否匹配，

若：且|E(t_i，p_j)|＜|Nex(E(t_i，p_j))|，表示具有从变迁t_i到库所p_j的有向弧 E(t_i，P_j)，但对应于服务操作参数个数的弧函数E(t_i，P_j)的参数个数小于其下一个弧 函数的参数个数|Nex(E(t_i，p_j))|，则确认前驱服务操作的输出参数个数与后继服务 操作的输入参数个数不匹配，

若：且|E(t_i，p_j)|≥|Nex(E(t_i，p_j))|，则输出参数语义一致；

步骤(3)，按以下步骤验证语义Web服务着色Petri网模型的QoS属性一致性：

步骤(3.1)，所述QoS属性一致性验证子模块从所述语义Web服务着色Petri 网存储单元中提取待验证的模型SWS-net，

步骤(3.2)，初始化以下三个参数：

S_in，表示输入到变迁的输入有向弧上的时间标识函数值的总和，S_in0＝0，

S_out，表示从变迁输出的输出有向弧上的时间标识函数值的总和，S_out0＝0，

S_R，表示所有服务操作消耗成本的总和，成本表示执行此服务操作所需的费 用，S_R0＝0，

步骤(3.3)，对每一条所述输入有向弧进行服务操作输出参数的个数是否溢出 的判断，

若：|E(p_j，t_i)|＞M，表示对应于所述服务操作输出参数个数的弧函数E(p_j，t_i)的 参数个数大于所述Petri网内任一库所允许拥有的最多令牌参数M，则确认溢出，

若：|E(p_j，t_i)|≤M，则表示输出参数的个数不溢出，

步骤(3.4)，从任意选定的起始库所开始，遍历所有从库所到达变迁的输入有 向弧，按下式计算所有令牌沿着各自的输入有向弧从库所p_j到达变迁t_i所需要消 耗的时间，即输入时间标识函数值的总和，1≤i≤n，1≤j≤m，m为库所数量，n 为变迁数量：

S_in后＝S_in前+H_in(E(p_j，t_i))，其中：

S_in前，表示此前所有j-1个库所的令牌沿着各自的输入有向弧到达对应的i-1 个变迁所消耗的时间，用输入时间函数值的总和表示，

S_in后，表示所有各库所p_j的令牌沿着各自的输入有向弧到达变迁所需要的输 入时间标识函数值的总和，

H_in(E(p_j，t_i))，表示在“S_in后-S_in前”这一段时间内，所有令牌从各自选择的库 所p_j沿着输入有向弧到达变迁t_i的输入时间标识函数值，

步骤(3.5)，从对应于步骤(3.4)中所述的起始库所所需到达的变迁开始，遍历 所有的变迁沿着输出有向弧到达所对应的库所，按下式计算所有令牌沿着各自 的输出有向弧从变迁t_i到达库所p_j所需的输出时间标识函数值的总和，1≤i≤n， 1≤j≤m，m为库所数量，n为变迁数量，

S_out后＝S_out前+H_out(E(t_i，p_j))，其中：

S_out前，表示此前所有i-1个变迁的令牌沿着各自的输出有向弧到达对应的j-1 个库所的输出时间标识函数值，

S_out后，表示所有各变迁t_i的令牌沿着各自的输出有向弧到达对应各库所p_j所 需的时间标识函数值的总和，

H_out(E(t_i，p_j))，表示在“S_out后-S_out前”这一段时间内，所有令牌从各自现在的 变迁t_i沿着输出有向弧到达对应的现在的库所p_j所需要的时间标识函数值，

步骤(3.6)，若：输入有向弧上消耗的时间S_in后加上输出有向弧上消耗的时间 S_out后的值，大于用户对组合服务执行时间给定的最大阈值Q，则确认不满足时 间约束，否则，确认满足，

步骤(3.7)，从对应于步骤(3.4)中所述的起始库所所需到达的变迁开始，遍历 所有的变迁，按下式计算所有变迁其自身所需消耗的成本的总和，1≤i≤n，

S_R后＝S_R前+R(t_i)，其中：

S_R前，表示此前所有i-1个变迁所消耗的成本的总和，

S_R后，表示从初始变迁一直到变迁t_i所消耗的成本的总和，

R(t_i)，表示变迁t_i发生时其自身所需要消耗的成本，即对应的服务操作在执 行中所需的费用，

步骤(3.8)，若：所有变迁消耗成本之和S_R后大于用户对组合服务消耗成本给 定的最大阈值W，则确认不满足成本约束，否则，确认满足，并说明该Petri网 模型的非功能属性一致；

步骤(4)，将一致性分析结果存储子模块中存储的分析结果反馈给用户，若结 果显示该模型的参数语义一致以及非功能(QoS)属性一致，则用户可直接使用 该模型对服务进行组合并执行；若结果显示该模型有错误或者不匹配或者不满 足约束，则用户需要对服务组合进行调整，并重新进行语义一致性验证，即执 行步骤(2)和步骤(3)。