CN102447735B - Daml-s组合服务可靠性分析方法 - Google Patents

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CN102447735B CN201110351649.4A CN201110351649A CN102447735B CN 102447735 B CN102447735 B CN 102447735B CN 201110351649 A CN201110351649 A CN 201110351649A CN 102447735 B CN102447735 B CN 102447735B
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Abstract

本发明提供了一种DAML-S服务组合可靠性分析方法，属于面向服务计算构架和软件可靠性的交叉技术领域。该方法首先运用随机Petri网对DAML-S的ServiceModel和ServiceGrounding描述进行抽象和建模，获得时间和概率标注的NMSPN网流程模型，而后在此上提取出系统可靠性同各个活动输入参数之间的依赖关系，并对流程正常结束概率进行求解，实现对DAML-S组合服务的可靠性分析，该方法填补了基于DAML-S的语义网络服务组合可靠性分析的空白，能为语义网络WEB服务可信性研究提供模型支撑和分析手段。

Description

DAML-S组合服务可靠性分析方法
技术领域
本发明属于面向服务计算构架和软件可靠性的交叉领域,尤其是涉及一种基于随机Petri网对DAML-S组合服务可靠性分析方法。
背景技术
Web服务作为一种新型的分布式构件模型在电子商务、企业应用集成等领域扮演着越来越重要的角色，它被认为是SOA（Service-Oriented-Architecture，面向服务计算构架）中最核心的技术之一，伴随Web服务而生的服务组合技术，因能实现服务的复用和增值而成为学术界和工业界关注的焦点，以DAML-S为代表的领域本体服务组合标准，因能实现语义WEB服务的自动发现、匹配、组合、执行而成为近年的研究热点。
目前，DAML-S服务组合的研究重在其功能性方面，如服务的语义描述、服务发现、服务匹配等，而其非功能特性和量化分析方面却相对薄弱，而其可靠性分析方面的研究基本处于空白。本发明在深入分析服务组合和领域本体的本质属性的基础上，提出一种分析基于DAML-S的语义组合服务可靠性的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够精确高效分析DAML-S组合服务可靠性的方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种DAML-S组合服务可靠性分析方法，按以下步骤进行：
A、当DAML-S描述文档的ServiceModel文档描述的为原子进程时，将所述原子进程转换为基于Petri网的模型；当DAML-S描述文档的ServiceModel文档描述的为组合进程时，将所述组合进程转换为基于Petri网的模型； 
B、通过对ServiceGrounding文档指向的实际服务操作进行测试，得到执行时间的测试样本和概率参数，并分析所述测试样本对应的分布函数；将步骤A获得的基于Petri网的模型转换为NMSPN模型；
将ServiceGrounding文档调用的服务程序的URL地址输入SOAP UI工具，得到访问这些服务程序的响应时间，经过多次调用测试，然后得到一组响应时间样本； 
将得到的实际服务执行时间样本，按照下述公式计算出其执行时间分布函数：
，当执行时间小于t0的概率时，所述执行时间分布函数近似的计算为执行时间样本中小于时间t0的样本占总样本规模的比例，其中
Figure 888771DEST_PATH_IMAGE004
表示对应的样本直方图中第k个样本区间的X轴值，表示第l个样本区间内样本的频率，将所述概率分布函数赋给获得的Petri网模型中对应的时间变迁；
SOAP UI工具还要测试出调用该服务程序的失效率；
原子进程的Petri网模型中的立即变迁soap_fail处于冲突的状况，其选择概率为
Figure 256527DEST_PATH_IMAGE008
,所述近似的计算为对应原子进程的SOAP调用的失效率；与soap_fail处于冲突状态的立即变迁soap_ok的选择概率则为
Figure 17996DEST_PATH_IMAGE010
；选择进程中的Petri网模型中的多个立即变迁chi处于冲突状态，其选择概率为，所述表示各个选择分支被选中的概率，所述
Figure 339759DEST_PATH_IMAGE012
近似的计算为对应分支被的被选概率，所述对应分支被选择的概率通过OWL-S API工具对服务流程进行执行测试统计出，各个分支的选择概率之和为1；判断进程的Petri网模型中的true变迁的选择概率为
Figure 395439DEST_PATH_IMAGE014
，计算为对应的布尔条件成真概率，所述布尔条件成真概率通过OWL-S API工具对服务流程进行执行测试得到，与true变迁冲突的false变迁的选择概率则计算为
Figure 212086DEST_PATH_IMAGE016
；仅当循环和直到循环的Petri网模型中的skip变迁的选择概率均为pe(skip)，pe(skip)近似的计算为对应的循环进程中跳出循环的概率，与skip变迁冲突的back变迁的选择概率则计算为，所述跳出循环的概率通过OWL-S API工具对服务流程进行执行测试统计出；在获得的Petri网中的所有处于冲突的立即变迁赋上选择概率；
C、在步骤B获得的NMSPN模型的基础上计算PNCP指标；
原子进程中，设
Figure 597116DEST_PATH_IMAGE020
为库所faulty被标注的概率，原子进程的成功完成概率为，计算为：
Figure 330903DEST_PATH_IMAGE024
，所述
Figure 668344DEST_PATH_IMAGE020
为库所faulty被标注的概率，
Figure 374131DEST_PATH_IMAGE026
；
所述
Figure 771615DEST_PATH_IMAGE028
表示时间变迁soap_delay后于时间变迁timer触发的概率；
Figure 562853DEST_PATH_IMAGE030
，
Figure 596380DEST_PATH_IMAGE032
表示设定的用于超时控制的时间阈值；
顺序进程的成功完成概率为
Figure 156674DEST_PATH_IMAGE034
，分支进程的成功完成率为
Figure 928321DEST_PATH_IMAGE036
，分支-合并进程的成功完成率为
Figure 3593DEST_PATH_IMAGE038
，乱序进程的成功完成率为
Figure 948415DEST_PATH_IMAGE040
， 
Figure 363216DEST_PATH_IMAGE042
；
Figure 368081DEST_PATH_IMAGE044
表示第n个子进程的成功完成概率；n为≥1的正整数；
选择进程的成功完成率为
Figure 868333DEST_PATH_IMAGE046
；
；
判断进程的成功完成率为
Figure 886153DEST_PATH_IMAGE050
， 
Figure 61920DEST_PATH_IMAGE052
；
仅当循环进程内循环发生的次数可能为0，直到循环进程内循环发生的次数至少为1；设变量
Figure 49467DEST_PATH_IMAGE054
表示循环发生次数，则仅当循环的
Figure 336092DEST_PATH_IMAGE054
为几何分布的随机变量，仅当循环的
Figure 459906DEST_PATH_IMAGE054
的期望为：
Figure 806574DEST_PATH_IMAGE056
；
Figure 281417DEST_PATH_IMAGE058
直到循环的
Figure 309416DEST_PATH_IMAGE054
的期望为：
Figure 559175DEST_PATH_IMAGE060
；
仅当循环进程的成功完成率为
Figure 811165DEST_PATH_IMAGE062
；
直到循环进程的成功完成率为；
；
所述
Figure 765717DEST_PATH_IMAGE068
为循环体内子进程的成功完成率；当子进程为顺序进程时，
Figure 126291DEST_PATH_IMAGE068
为该顺序进程的成功完成率
Figure 575727DEST_PATH_IMAGE034
；当子进程为选择进程时，
Figure 7846DEST_PATH_IMAGE068
为该顺序进程的成功完成率
Figure 960758DEST_PATH_IMAGE046
；当子进程为分支进程时，
Figure 820130DEST_PATH_IMAGE068
为该分支进程的成功完成率；当该子进程为分支-合并进程时，
Figure 664775DEST_PATH_IMAGE068
为最该分支-合并进程的成功完成率
Figure 737773DEST_PATH_IMAGE038
；                    
当该子进程为乱序进程时，为该乱序进程的成功完成率
Figure 926495DEST_PATH_IMAGE040
；当该子进程为判断进程时，为该判断进程的成功完成率
Figure 565604DEST_PATH_IMAGE050
；当该子进程为直到循环进程时，
Figure 766778DEST_PATH_IMAGE068
为该直到循环进程的成功完成率
Figure 412523DEST_PATH_IMAGE064
；当该子进程为仅当循环进程时，为该仅当循环的成功完成率；当该子进程为原子进程时，
Figure 76045DEST_PATH_IMAGE068
为该原子进程的成功完成率
Figure 209086DEST_PATH_IMAGE022
；
Figure 324810DEST_PATH_IMAGE070
为DAML-S实例对应的NMSPN模型中最外层的进程的成功完成率；当最外层的进程为顺序进程时，
Figure 226907DEST_PATH_IMAGE070
为最外层顺序进程的成功完成率
Figure 769884DEST_PATH_IMAGE034
；当最外层的进程为选择进程时，
Figure 124641DEST_PATH_IMAGE070
为最外层选择进程的成功完成率
Figure 981739DEST_PATH_IMAGE046
；当最外层的进程为分支进程时，
Figure 738342DEST_PATH_IMAGE070
为最外层分支进程的成功完成率
Figure 452221DEST_PATH_IMAGE036
；当最外层的进程为分支-合并进程时，
Figure 559854DEST_PATH_IMAGE070
为最外层分支-合并进程的成功完成率；当最外层的进程为乱序进程时，
Figure 566173DEST_PATH_IMAGE070
为最外层乱序进程的成功完成率
Figure 778849DEST_PATH_IMAGE040
；当最外层的进程为判断进程时，
Figure 45882DEST_PATH_IMAGE070
为最外层判断进程的成功完成率
Figure 307099DEST_PATH_IMAGE050
；当最外层的进程为只到循环进程时，
Figure 835032DEST_PATH_IMAGE070
为最外层直到循环进程的成功完成率
Figure 224468DEST_PATH_IMAGE064
；当最外层的进程为仅当循环进程时，
Figure 41115DEST_PATH_IMAGE070
为最外层仅当循环进程的成功完成率
Figure 840443DEST_PATH_IMAGE062
；当最外层的进程为原子进程时，
Figure 488462DEST_PATH_IMAGE070
为最外层原子进程的成功完成率
Figure 980624DEST_PATH_IMAGE022
。
步骤A所述的组合进程为顺序进程。
步骤A所述的组合进程为判断进程。
步骤A所述的组合进程为分支进程。
步骤A所述的组合进程为分支-合并进程。
步骤A所述的组合进程为乱序进程。
步骤A所述的组合进程为选择进程。
步骤A所述的组合进程为仅当循环进程。
步骤A所述的组合进程为直到循环进程。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：填补DAML-S语义网络服务可靠性评估研究的空白，提供了一种对DAML-S描述文档进行细粒度概率建模和可靠性分析的方法。该方法充分考虑了基于DAML-S规范描述的组合服务的特点，不但可以对服务的执行过程、互依赖、控制流进行完整的流程建模，精确的分析流程成功完成率，而且能够避免状态空间爆炸的问题，因此该方法可以高效的实现复杂语义网络服务的可靠性评估。 
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的方法流程图；
图2是原子进程LocatBook调用服务的SOAP消息延迟时间；
图3是原子进程ShipmentManagement调用服务的SOAP消息延迟时间；
图4是原子进程LoadUserProfile调用服务的SOAP消息延迟时间；
图5是原子进程SpecifyPaymentMethod调用服务的SOAP消息延迟时间；
图6是原子进程PutInCart调用服务的SOAP消息延迟时间
图7是原子进程ValidateUserMail调用服务的SOAP消息延迟时间。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1至图8所示，一种DAML-S组合服务可靠性分析方法，按以下步骤进行：
A、当DAML-S描述文档的ServiceModel文档描述的为原子进程时，将所述原子进程转换为基于Petri网的模型；当DAML-S描述文档的ServiceModel文档描述的为组合进程时，将所述组合进程转换为基于Petri网的模型；
首先对DAML-S描述文档中的ServiceModel文档进行抽象和建模，将其基于XML的组合、执行、调用过程转化为由Petri网描述的流程模型，此方法为现有技术，ServiceModel中的基本要素是进程，分为基本的原子进程和结构性的组合进程。
原子进程是DAML-S中调用实际外部服务的最小单位，由perform标签标识，不可再细分为其他的进程；组合进程由composedOf标签标识，具体可由顺序进程、分支进程、分支-合并进程、选择进程、乱序进程、判断进程、仅当循环进程和直到循环进程这几种模式实现，可由其他原子进程和组合进程递归的组成，所述顺序进程由sequence标签标识、分支进程由split标签标识、分支-合并进程由split-join标签标识、选择进程由choice标签标识、乱序进程由any-order标签标识、判断进程由if-then-else标签标识、仅当循环进程由repeatWhile标签标识、直到循环进程由repeatUntil标签标识。
步骤A所述的组合进程可以是顺序进程、判断进程、分支进程、分支-合并进程、乱序进程、选择进程、仅当循环进程、直到循环进程，各组合进程可以有若干个子进程。
B、通过对ServiceGrounding文档指向的实际服务操作进行测试，得到执行时间的测试样本和概率参数，并分析所述测试样本对应的分布函数；将步骤A获得的基于Petri网的模型转换为NMSPN模型；
将Petri网模型转换为概率和时间标注的随机Petri网，还需要为Petri网进行时间和概率的扩展，通过采用SOAP UI工具对ServiceGrounding文档指向的实际服务操作进行测试，获取执行时间的测试样本并分析出对应的时间变迁分布函数，这些时间变迁分布函数和立即变迁选择概率，作为对应的DAML-S的原子进程执行时间的分布函数对前面取得的Petri网模型进行扩展，就获得了DAML-S组合服务的NMSPN（Non-markovian stochastic Petri net，非马尔科夫随机Petri网）模型。
将ServiceGrounding文档调用的服务程序的URL地址输入SOAP UI工具，得到访问这些服务程序的响应时间，经过多次调用测试，然后得到一组响应时间样本； 
将得到的实际服务执行时间样本，按照下述公式计算出其执行时间分布函数：
Figure 18987DEST_PATH_IMAGE002
，当执行时间小于t0的概率时，所述执行时间分布函数近似的计算为执行时间样本中小于时间t0的样本占总样本规模的比例，其中
Figure 622006DEST_PATH_IMAGE004
表示对应的样本直方图中第k个样本区间的X轴值，
Figure 265477DEST_PATH_IMAGE006
表示第l个样本区间内样本的频率，将所述执行时间分布函数赋给获得的Petri网模型中对应的时间变迁；
SOAP UI工具还要测试出调用该服务程序的失效率；
原子进程的Petri网模型中的立即变迁soap_fail处于冲突的状况，其选择概率为
Figure 662961DEST_PATH_IMAGE008
,所述
Figure 454199DEST_PATH_IMAGE008
近似的计算为对应原子进程的SOAP调用的失效率；与soap_fail处于冲突状态的立即变迁soap_ok的选择概率则为
Figure 595330DEST_PATH_IMAGE010
；选择进程中的Petri网模型中的多个立即变迁chi处于冲突状态，其选择概率为
Figure 155625DEST_PATH_IMAGE012
，所述
Figure 724009DEST_PATH_IMAGE012
表示各个选择分支被选中的概率，所述
Figure 940227DEST_PATH_IMAGE012
近似的计算为对应分支被的被选概率，所述对应分支被选择的概率通过OWL-S API工具对服务流程进行执行测试统计出，各个分支的选择概率之和为1；判断进程的Petri网模型中的true变迁的选择概率为
Figure 885049DEST_PATH_IMAGE014
，计算为对应的布尔条件成真概率，所述布尔条件成真概率通过OWL-S API工具对服务流程进行执行测试得到，与true变迁冲突的false变迁的选择概率则计算为
Figure 299850DEST_PATH_IMAGE016
；仅当循环和直到循环的Petri网模型中的skip变迁的选择概率均为pe(skip)，pe(skip)近似的计算为对应的循环进程中跳出循环的概率，与skip变迁冲突的back变迁的选择概率则计算为
Figure 322293DEST_PATH_IMAGE018
，所述跳出循环的概率通过OWL-S API工具对服务流程进行执行测试统计出；在获得的Petri网中的所有处于冲突的立即变迁赋上选择概率；
C、在步骤B获得的NMSPN模型的基础上计算PNCP指标；
本发明以PNCP（Process Normal Completion Probability，进程成功完成概率）作为DAML-S组合服务可靠性的衡量指标，该指标从数值上反映了DAML-S语义网络服务成功完成既定执行流程的概率，PCNP代表了初始状态最终到达成功完成状态。
原子进程中，设
Figure 822545DEST_PATH_IMAGE020
为库所faulty被标注的概率，原子进程的成功完成概率为
Figure 243162DEST_PATH_IMAGE022
，计算为：
Figure 778048DEST_PATH_IMAGE024
，所述
Figure 750553DEST_PATH_IMAGE020
为库所faulty被标注的概率，
Figure 675783DEST_PATH_IMAGE026
；
所述
Figure 962408DEST_PATH_IMAGE028
表示时间变迁soap_delay后于时间变迁timer触发的概率；
Figure 351801DEST_PATH_IMAGE030
，
Figure 698469DEST_PATH_IMAGE032
表示设定的用于超时控制的时间阈值；
顺序进程的成功完成概率为
Figure 173312DEST_PATH_IMAGE034
，分支进程的成功完成率为
Figure 935732DEST_PATH_IMAGE036
，分支-合并进程的成功完成率为，乱序进程的成功完成率为
Figure 697201DEST_PATH_IMAGE040
， 
Figure 659340DEST_PATH_IMAGE042
；
Figure 287768DEST_PATH_IMAGE044
表示第n个子进程的成功完成概率；n为≥1的正整数；
选择进程的成功完成率为
Figure 323857DEST_PATH_IMAGE046
；
；
判断进程的成功完成率为
Figure 461763DEST_PATH_IMAGE050
， ；
仅当循环进程内循环发生的次数可能为0，直到循环进程内循环发生的次数至少为1；设变量表示循环发生次数，则仅当循环的为几何分布的随机变量，仅当循环的
Figure 320861DEST_PATH_IMAGE054
的期望为：
Figure 556670DEST_PATH_IMAGE056
；直到循环的
Figure 659941DEST_PATH_IMAGE054
的期望为：
Figure 756073DEST_PATH_IMAGE060
；
仅当循环进程的成功完成率为
Figure 264415DEST_PATH_IMAGE062
；直到循环进程的成功完成率为
Figure 457499DEST_PATH_IMAGE064
；
Figure 658673DEST_PATH_IMAGE066
；
所述
Figure 304418DEST_PATH_IMAGE068
为循环体内子进程的成功完成率；当子进程为顺序进程时，
Figure 616451DEST_PATH_IMAGE068
为该顺序进程的成功完成率
Figure 664041DEST_PATH_IMAGE034
；当子进程为选择进程时，为该顺序进程的成功完成率
Figure 169158DEST_PATH_IMAGE046
；当子进程为分支进程时，
Figure 284881DEST_PATH_IMAGE068
为该分支进程的成功完成率
Figure 124661DEST_PATH_IMAGE036
；当该子进程为分支-合并进程时，
Figure 667638DEST_PATH_IMAGE068
为最该分支-合并进程的成功完成率
Figure 78854DEST_PATH_IMAGE038
；                    
当该子进程为乱序进程时，为该乱序进程的成功完成率
Figure 692555DEST_PATH_IMAGE040
；当该子进程为判断进程时，
Figure 406433DEST_PATH_IMAGE068
为该判断进程的成功完成率
Figure 514066DEST_PATH_IMAGE050
；当该子进程为直到循环进程时，
Figure 33909DEST_PATH_IMAGE068
为该直到循环进程的成功完成率
Figure 582702DEST_PATH_IMAGE064
；当该子进程为仅当循环进程时，
Figure 795378DEST_PATH_IMAGE068
为该仅当循环的成功完成率
Figure 62411DEST_PATH_IMAGE062
；当该子进程为原子进程时，为该原子进程的成功完成率
Figure 789244DEST_PATH_IMAGE022
；
Figure 110504DEST_PATH_IMAGE070
为DAML-S实例对应的NMSPN模型中最外层的进程的成功完成率；当最外层的进程为顺序进程时，
Figure 661571DEST_PATH_IMAGE070
为最外层顺序进程的成功完成率；当最外层的进程为选择进程时，为最外层选择进程的成功完成率
Figure 476447DEST_PATH_IMAGE046
；当最外层的进程为分支进程时，
Figure 780389DEST_PATH_IMAGE070
为最外层分支进程的成功完成率
Figure 383409DEST_PATH_IMAGE036
；当最外层的进程为分支-合并进程时，
Figure 829477DEST_PATH_IMAGE070
为最外层分支-合并进程的成功完成率
Figure 430222DEST_PATH_IMAGE038
；当最外层的进程为乱序进程时，
Figure 955881DEST_PATH_IMAGE070
为最外层乱序进程的成功完成率
Figure 362592DEST_PATH_IMAGE040
；当最外层的进程为判断进程时，
Figure 922886DEST_PATH_IMAGE070
为最外层判断进程的成功完成率
Figure 491271DEST_PATH_IMAGE050
；当最外层的进程为只到循环进程时，
Figure 769805DEST_PATH_IMAGE070
为最外层直到循环进程的成功完成率
Figure 714628DEST_PATH_IMAGE064
；当最外层的进程为仅当循环进程时，
Figure 67112DEST_PATH_IMAGE070
为最外层仅当循环进程的成功完成率
Figure 806398DEST_PATH_IMAGE062
；当最外层的进程为原子进程时，
Figure 306649DEST_PATH_IMAGE070
为最外层原子进程的成功完成率
Figure 55162DEST_PATH_IMAGE022
。
在配置为INTEL奔腾4单核2.8G处理器，512兆内存，1兆的ADSL网络连接的PC机上，运用OWL-S API平台上执行由http://www.daml.org/services/owl-s/1.1/CongoProcess.owl给出的DAML-S文档， ServiceGrounding文档由http://www.daml.org/services/owls/1.2/CongoGrounding.wsdl给出，所有原子进程中用于超时控制的阈值时间都设置为500毫秒，对DAML-S文档描述的语义服务组合进行流程级别的建模，将其ServiceModel文档描述的服务组合流程转换为基于Petri网的模型。
采用SOAP UI工具对ServiceGrounding文档中六个原子进程调用的服务进行了测试，即在SOAP UI中输入六个被调用服务的URL地址，该URL地址由ServiceGrounding文档描述，由此获得原子进程LocatBook调用服务的SOAP消息延迟时间的样本分布直方图、原子进程ShipmentManagement调用服务的SOAP消息延迟时间的样本分布直方图、原子进程LoadUserProfile调用服务的SOAP消息延迟时间的样本分布直方图、原子进程SpecifyPaymentMethod调用服务的SOAP消息延迟时间的样本分布直方图、原子进程PutInCart调用服务的SOAP消息延迟时间的样本分布直方图、原子进程ValidateUserMail调用服务的SOAP消息延迟时间的样本分布直方图， 根据这些延迟时间直方图和公式
Figure 324470DEST_PATH_IMAGE002
得到所有soap_delayi的分布函数，在SOAP UI中输入六个被调用服务的URL地址，测试出调用该服务程序的失效率：
原子进程LocatBook调用服务的失效率
Figure 500236DEST_PATH_IMAGE072
；
原子进程ShipmentManagement调用服务的失效率
Figure 487783DEST_PATH_IMAGE074
；
原子进程LoadUserProfile调用服务的失效率
Figure 774408DEST_PATH_IMAGE076
；
原子进程SpecifyPaymentMethod调用服务的失效率
Figure 101484DEST_PATH_IMAGE078
；
原子进程PutInCart调用服务的失效率
Figure 652681DEST_PATH_IMAGE080
；
原子进程ValidateUserMail调用服务的失效率，将获得的概率参数和分布函数，代入
Figure 889944DEST_PATH_IMAGE026
、
Figure 133844DEST_PATH_IMAGE030
和
Figure 651413DEST_PATH_IMAGE024
；
Figure 613553DEST_PATH_IMAGE070
=RAP，本DAML-S实例的
Figure 179663DEST_PATH_IMAGE070
为0.6076。
运用OWL-S API环境实际执行该DAML-S实例2000次，统计出的成功完成率为0.6150，采用贝努利分布函数的置信区间方法，可用下面的公式求得理论
Figure 278069DEST_PATH_IMAGE070
的置信区间：
Figure 28856DEST_PATH_IMAGE084
其中
Figure 212713DEST_PATH_IMAGE086
表示置信度，
Figure 644831DEST_PATH_IMAGE088
表示Z分布函数，
Figure 801006DEST_PATH_IMAGE090
表示实验统计的成功完成率，
Figure 660378DEST_PATH_IMAGE092
为样本规模。
根据上述公式，90%置信区间为[0.6017，0.6283]，由于该区间覆盖了前面求得的
Figure 393848DEST_PATH_IMAGE070
理论值0.6076，由此证明了本发明提出的分析模型和方法的正确性。
本发明并不局限于前述的具体实施方式，本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (9)

1.一种DAML-S组合服务可靠性分析方法，其特征在于按以下步骤进行：
A、当DAML-S描述文档的ServiceModel文档描述的为原子进程时，将所述原子进程转换为基于Petri网的模型；当DAML-S描述文档的ServiceModel文档描述的为组合进程时，将所述组合进程转换为基于Petri网的模型； 
B、通过对ServiceGrounding文档指向的实际服务操作进行测试，得到执行时间的测试样本和概率参数，并分析所述执行时间的测试样本对应的分布函数；将步骤A获得的基于Petri网的模型转换为NMSPN模型；
将ServiceGrounding文档调用的服务程序的URL地址输入SOAP UI工具，得到访问这些服务程序的响应时间，经过多次调用测试，然后得到一组响应时间样本； 
将得到的实际服务执行时间样本，按照下述公式计算出其执行时间分布函数：
Figure 2011103516494100001DEST_PATH_IMAGE002
，当执行时间小于t0的概率时，所述执行时间分布函数近似的计算为执行时间样本中小于时间t0的样本占总样本规模的比例，其中
Figure 2011103516494100001DEST_PATH_IMAGE004
表示对应的样本直方图中第k个样本区间的X轴值，
Figure 2011103516494100001DEST_PATH_IMAGE006
表示第l个样本区间内样本的频率，将所述执行时间分布函数赋给获得的Petri网模型中对应的时间变迁；
SOAP UI工具还要测试出调用该服务程序的失效率；
原子进程的Petri网模型中的立即变迁soap_fail处于冲突的状况，其选择概率为
Figure 2011103516494100001DEST_PATH_IMAGE008
,所述
Figure 76077DEST_PATH_IMAGE008
近似的计算为对应原子进程的SOAP调用的失效率；与soap_fail处于冲突状态的立即变迁soap_ok的选择概率则为
Figure 2011103516494100001DEST_PATH_IMAGE010
；选择进程中的Petri网模型中的多个立即变迁chi处于冲突状态，其选择概率为，所述
Figure 462059DEST_PATH_IMAGE012
表示各个选择分支被选中的概率，所述
Figure 241796DEST_PATH_IMAGE012
近似的计算为对应分支的被选概率，所述对应分支被选择的概率通过OWL-S API工具对服务流程进行执行测试统计出，各个分支的选择概率之和为1；判断进程的Petri网模型中的true变迁的选择概率为
Figure 2011103516494100001DEST_PATH_IMAGE014
，计算为对应的布尔条件成真概率，所述布尔条件成真概率通过OWL-S API工具对服务流程进行执行测试得到，与true变迁冲突的false变迁的选择概率则计算为
Figure 2011103516494100001DEST_PATH_IMAGE016
；仅当循环和直到循环的Petri网模型中的skip变迁的选择概率均为pe(skip)，pe(skip)近似的计算为对应的循环进程中跳出循环的概率，与skip变迁冲突的back变迁的选择概率则计算为
Figure 2011103516494100001DEST_PATH_IMAGE018
，所述跳出循环的概率通过OWL-S API工具对服务流程进行执行测试统计出；在获得的Petri网中的所有处于冲突的立即变迁赋上选择概率；
C、在步骤B获得的NMSPN模型的基础上计算PNCP指标；
原子进程中，设
Figure 2011103516494100001DEST_PATH_IMAGE020
为库所faulty被标注的概率，原子进程的成功完成概率为
Figure 2011103516494100001DEST_PATH_IMAGE022
，计算为：
Figure 2011103516494100001DEST_PATH_IMAGE024
，所述
Figure 574688DEST_PATH_IMAGE020
为库所faulty被标注的概率，
Figure 2011103516494100001DEST_PATH_IMAGE026
；
所述表示时间变迁soap_delay后于时间变迁timer触发的概率；
Figure 2011103516494100001DEST_PATH_IMAGE030
，
Figure 2011103516494100001DEST_PATH_IMAGE032
表示设定的用于超时控制的时间阈值；
设顺序进程的成功完成概率为
Figure 2011103516494100001DEST_PATH_IMAGE034
，分支进程的成功完成率为
Figure 2011103516494100001DEST_PATH_IMAGE036
，分支-合并进程的成功完成率为
Figure 2011103516494100001DEST_PATH_IMAGE038
，乱序进程的成功完成率为
Figure 2011103516494100001DEST_PATH_IMAGE040
， 
Figure 2011103516494100001DEST_PATH_IMAGE042
；
Figure 2011103516494100001DEST_PATH_IMAGE044
表示第n个子进程的成功完成概率；n为≥1的正整数；
选择进程的成功完成率为
Figure 2011103516494100001DEST_PATH_IMAGE046
；
Figure DEST_PATH_IMAGE048
；
判断进程的成功完成率为
Figure DEST_PATH_IMAGE050
， 
Figure DEST_PATH_IMAGE052
；
仅当循环进程内循环发生的次数可能为0，直到循环进程内循环发生的次数至少为1；设变量
Figure DEST_PATH_IMAGE054
表示循环发生次数，则仅当循环的
Figure 231803DEST_PATH_IMAGE054
为几何分布的随机变量，仅当循环的
Figure 523107DEST_PATH_IMAGE054
的期望为：
Figure DEST_PATH_IMAGE056
；
Figure DEST_PATH_IMAGE058
直到循环的
Figure 258982DEST_PATH_IMAGE054
的期望为：
Figure DEST_PATH_IMAGE060
；
仅当循环进程的成功完成率为
Figure DEST_PATH_IMAGE062
；
直到循环进程的成功完成率为；
Figure DEST_PATH_IMAGE066
；
所述
Figure DEST_PATH_IMAGE068
为循环体内子进程的成功完成率；当子进程为顺序进程时，
Figure 926724DEST_PATH_IMAGE068
为该顺序进程的成功完成率
Figure 313712DEST_PATH_IMAGE034
；当子进程为选择进程时，
Figure 307076DEST_PATH_IMAGE068
为该顺序进程的成功完成率
Figure 61405DEST_PATH_IMAGE046
；当子进程为分支进程时，
Figure 267258DEST_PATH_IMAGE068
为该分支进程的成功完成率
Figure 790644DEST_PATH_IMAGE036
；当该子进程为分支-合并进程时，
Figure 689330DEST_PATH_IMAGE068
为该分支-合并进程的成功完成率
Figure 930955DEST_PATH_IMAGE038
；                    
当该子进程为乱序进程时，
Figure 206079DEST_PATH_IMAGE068
为该乱序进程的成功完成率
Figure 318391DEST_PATH_IMAGE040
；当该子进程为判断进程时，
Figure 653557DEST_PATH_IMAGE068
为该判断进程的成功完成率；当该子进程为直到循环进程时，
Figure 461293DEST_PATH_IMAGE068
为该直到循环进程的成功完成率
Figure 677380DEST_PATH_IMAGE064
；当该子进程为仅当循环进程时，
Figure 449027DEST_PATH_IMAGE068
为该仅当循环的成功完成率
Figure 399665DEST_PATH_IMAGE062
；当该子进程为原子进程时，
Figure 751012DEST_PATH_IMAGE068
为该原子进程的成功完成率
Figure 103496DEST_PATH_IMAGE022
；
Figure DEST_PATH_IMAGE070
为DAML-S实例对应的NMSPN模型中最外层的进程的成功完成率；当最外层的进程为顺序进程时，
Figure 514886DEST_PATH_IMAGE070
为最外层顺序进程的成功完成率
Figure 952821DEST_PATH_IMAGE034
；当最外层的进程为选择进程时，
Figure 373438DEST_PATH_IMAGE070
为最外层选择进程的成功完成率
Figure 314849DEST_PATH_IMAGE046
；当最外层的进程为分支进程时，为最外层分支进程的成功完成率
Figure 353529DEST_PATH_IMAGE036
；当最外层的进程为分支-合并进程时，
Figure 295946DEST_PATH_IMAGE070
为最外层分支-合并进程的成功完成率；当最外层的进程为乱序进程时，
Figure 641794DEST_PATH_IMAGE070
为最外层乱序进程的成功完成率
Figure 523162DEST_PATH_IMAGE040
；当最外层的进程为判断进程时，为最外层判断进程的成功完成率
Figure 732744DEST_PATH_IMAGE050
；当最外层的进程为只到循环进程时，
Figure 391258DEST_PATH_IMAGE070
为最外层直到循环进程的成功完成率
Figure 291081DEST_PATH_IMAGE064
；当最外层的进程为仅当循环进程时，
Figure 857192DEST_PATH_IMAGE070
为最外层仅当循环进程的成功完成率；当最外层的进程为原子进程时，为最外层原子进程的成功完成率
Figure 375395DEST_PATH_IMAGE022
。
2.根据权利要求1所述的一种DAML-S组合服务可靠性分析方法，其特征在于：步骤A所述的组合进程为顺序进程。
3.根据权利要求1所述的一种DAML-S组合服务可靠性分析方法，其特征在于：步骤A所述的组合进程为判断进程。
4.  根据权利要求1所述的一种DAML-S组合服务可靠性分析方法，其特征在于：步骤A所述的组合进程为分支进程。
5.  根据权利要求1所述的一种DAML-S组合服务可靠性分析方法，其特征在于：步骤A所述的组合进程为分支-合并进程。
6.   根据权利要求1所述的一种DAML-S组合服务可靠性分析方法，其特征在于：步骤A所述的组合进程为乱序进程。
7.   根据权利要求1所述的一种DAML-S组合服务可靠性分析方法，其特征在于：步骤A所述的组合进程为选择进程。
8.    根据权利要求1所述的一种DAML-S组合服务可靠性分析方法，其特征在于：步骤A所述的组合进程为仅当循环进程。
9.   根据权利要求1所述的一种DAML-S组合服务可靠性分析方法，其特征在于：步骤A所述的组合进程为直到循环进程。
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