[发明专利]一种基于参数化模型的Web服务组合验证方法

摘要

本发明公开了一种基于参数化模型的Web服务组合验证方法，包括：抽象出Web服务组合过程与QoS属性，确定QoS属性的组成部分；分析影响QoS属性的环境条件，并将该环境条件建模为参数化的马尔可夫决策过程；引入限制要求约束Web服务组合过程，并将该过程建模成为带限制要求的参数化马尔可夫决策过程；将待验证的QoS属性建模成为时序逻辑公式；使用可处理参数化模型的概率模型检测工具，验证有穷状态模型在动态的环境下是否满足待验证的QoS属性，并得到定量验证结果。本发明方法解决了在复杂的开放环境下，由于环境动态变化的随机性、抽象服务之间的依赖性所导致的传统Web服务组合验证方法不准确的问题，并有效地缓解了验证过程中的状态爆炸问题。

主权项

1.一种基于参数化模型的Web服务组合验证方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）根据待研究对象的特点抽象出Web服务组合过程与QoS属性；

（2）根据步骤（1）中的QoS属性分析影响该QoS属性的环境条件，并将该环境条件建模为参数化的马尔可夫决策过程；

（3）将步骤（1）中的QoS属性建模成为时序逻辑公式；

（4）将步骤（1）中的Web服务组合过程建模成为带限制要求的参数化马尔可夫决策过程，并使之与步骤（2）中参数化的马尔可夫决策过程模型相交互；

（5）将步骤（2）中的参数化的马尔可夫决策过程与步骤（4）中的带限制要求的参数化马尔可夫决策过程构成描述概率系统的有穷状态模型；步骤（3）中的时序逻辑公式表示待验证的系统属性，使用参数化的概率模型检测技术，验证有穷状态模型在动态的环境下是否满足待验证的QoS属性，并得到验证结果。

2.根据权利要求1所述的基于参数化模型的Web服务组合验证方法，其特征在于，所述步骤（1）具体包括：

（11）分析待研究对象需完成的任务，定义一组抽象服务描述系统行为；

（12）分析步骤（11）中的抽象服务，同一个抽象服务由不同的具体服务提供，将该具体服务的集合定义为每一个抽象服务的一组具体服务；

（13）根据步骤（11）与（12）中的分析结果，将待研究对象抽象成Web服务组合过程；

（14）根据待研究对象特点，抽象出待验证的QoS属性和其对应的QoS值。

3.根据权利要求2所述的基于参数化模型的Web服务组合验证方法，其特征在于，所述步骤（2）具体包括：

（21）根据步骤（14）中的QoS值的特点，确定QoS属性的组成部分；

（22）根据步骤（21）中的QoS属性的组成部分，分析影响该QoS属性的具体条件，将其确定为环境条件；

（23）将步骤（22）中的环境条件建模成为马尔可夫决策过程，其中，环境条件有不同的状态，其不同状态对应马尔可夫决策过程的不同状态；环境条件不同状态之间随机转换的过程对应马尔可夫决策过程中不同状态的迁移；

（24）将步骤（23）中马尔可夫决策过程的不同状态之间迁移的概率参数化，定义该概率为一个变量，并根据环境条件的特点给定一个取值，将该环境模型的马尔可夫决策过程转换参数化的马尔可夫决策过程。

4.根据权利要求1‑3中任意一项所述的基于参数化模型的Web服务组合验证方法，其特征在于，所述步骤（2）中的参数化的马尔可夫决策过程通过概率模型检测工具进行创建。

5.根据权利要求3所述的基于参数化模型的Web服务组合验证方法，其特征在于，所述步骤（3）具体包括：

（31）根据步骤（21）中QoS属性的组成部分确定Web服务组合过程的奖励结构；

（32）根据步骤（31）中的奖励结构，将步骤（14）中的QoS属性建模成为时序逻辑公式。

6.根据权利要求5所述的基于参数化模型的Web服务组合验证方法，其特征在于，所述步骤（4）具体包括：

（41）根据步骤（23）中环境条件的具体状态与步骤（13）中的Web服务组合过程，分析在不同状态下Web服务组合选择服务将产生的变化，在马尔可夫决策过程定义一个标记状态，该状态在不同的环境条件状态下，其状态的迁移也将不同，用这种不同以表示环境条件的变化对Web服务组合过程的影响；结合步骤（31）确定的奖励结构，将受环境模型影响的Web服务组合过程建模成为马尔可夫决策过程；

（42）根据步骤（41）中受环境模型影响的Web服务组合过程的特点，确定该过程中需要被参数化的具体概率并给定合理的取值范围，将步骤（41）中的马尔可夫决策过程转换为参数化的马尔可夫决策过程；

（43）根据步骤（13）中的Web服务组合过程，分析该过程中抽象服务之间的依赖关系，根据依赖关系定义相应的限制要求，使用定义的限制要求约束步骤（42）中参数化的马尔可夫决策过程，并将其转换为带限制要求的参数化马尔可夫决策过程。

7.根据权利要求1或6所述的基于参数化模型的Web服务组合验证方法，其特征在于，所述步骤（4）中的带限制要求的参数化马尔可夫决策过程通过概率模型检测工具进行创建。