语义编程语言SPROGLE及其实现机制研究

摘要

以语义Web服务为基础，利用语义技术更快速、更高效地进行软件系统的开发，已经成为解决企业应对不断变化市场需求的理想解决方案。本文在研究现有的面向服务的软件开发方法和技术的基础上，针对如何面向语义Web服务进行软件系统编程、验证和执行的问题，提出了一种以语义信息处理为基础的、以语义Web服务为软件基本构成元素的编程语言，研究该语言的实现机制及其形式化模型，并设计和开发相应的支撑平台。 本文的主要工作包括以下四个方面:1）提出了一种语义编程语言SPROGLE，并研究了SPROGLE程序的变换机制和执行机制。SPROGLE语言定义了语义数据、语义服务、语义规则和语义流程四个语义层的软件构造单元，用于编写面向语义Web服务的软件系统。基于该语言，开发人员可以在语义层上进行程序设计。2）基于类型化的π演算理论，研究了SPROGLE语言的形式化模型，为基于形式化方法对程序进行模型检查和验证提供支持。重点研究了基于该形式化模型，分析和验证构成软件系统的服务之间交互时的数据类型不匹配和服务之间交互行为的正确性。3）研究并开发编辑和执行SPROGLE程序的支撑环境，包括SPROGLE图形化编辑工具SPROGLE Designer Studio、SPROGLE程序变换工具SPROGLE Converter、SPROGLE程序执行引擎SPROGLE Execution Engine及其管理平台Administer，给出了这些工具的核心设计和关键实现技术。4）提出了一种基于SPROGLE语言的语义软件开发方，法，并结合电子商务领域旅游预订具体案例，给出了基于SPROGLE语言进行软件分析、软件设计、软件编码、软件部署和软件运行的整个开发过程。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1研究背景

1．2研究动机

1．3研究内容

1．4论文的组织

第2章研究基础与现状

2．1面向语义Web服务软件开发相关的研究问题

2．2面向语义Web服务的软件编程

2．2．1 OWL-S语言

2．2．2 BPEL语言及其扩展语言BPEL4SWS

2．2．3其他具有参考价值的语言

2．3面向语义Web服务的软件验证

2．3．1基于Petri网的验证

2．3．2基于自动机理论的验证

2．3．3基于进程代数的验证

2．4面向语义Web服务的软件执行

2．4．1 Fusion平台

2．4．2 WSMX平台

2．4．3 METEOR-S平台

2．5本章小结

第3章语义编程语言SPROGLE

3．1 SPROGLE语言概览

3．1．1语言的设计原则

3．1．2 SPROGLE语言元模型

3．1．3 SPROGLE语言的特点

3．1．4 SPROGLE程序整体结构

3．2 SPROGLE程序定义部分的语法结构

3．2．1(语义)数据类型定义的语法结构

3．2．2语义规则定义的语法结构

3．2．3语义服务定义的语法结构

3．3 SPROGLE程序体部分的语法结构

3．3．1语义流程定义的语法结构

3．3．2(语义)变量定义及处理的语法结构

3．3．3 SPROGLE活动的语法结构

3．4 SPROGLE程序对外接口的语义描述部分语法结构

3．5 SPROGLE程序变换和执行机制

3．5．1变换和执行过程

3．5．2变换和执行机制

3．6本章小结

第4章基于类型化π演算的SPROGLE程序形式化验证

4．1面向服务软件编程语言形式化的主要研究问题

4．2类型化的π演算基础

4．3基于类型化π演算的SPROGLE形式化模型Pi4S

4．3．1形式化模型构造方法

4．3．2 SPROGLE语言到类型化π演算的映射

4．4基于Pi4S模型的分析与验证

4．4．1案例的形式化描述

4．4．2数据类型的一致性验证

4．4．3交互行为的正确性验证

4．4．4验证工具的使用

4．5本章小结

第5章SPROGLE程序的编辑和运行支撑环境

5．1支撑环境总体框架

5．2支撑环境总体功能

5．2．1 SPROGLE程序编辑工具的功能

5．2．2 SPROGLE程序变换和发布工具的功能

5．2．3 SPROGLE程序执行引擎及管理平台的功能

5．3总体设计

5．3．1 SPROGLE程序编辑工具的体系结构

5．3．2SPROGLE程序变换和发布工具的体系结构

5．3．3 SPROGLE程序执行引擎和管理平台的体系结构

5．4关键实现技术

5．4．1 AXIS引擎集成技术

5．4．2语义规则封装和执行技术

5．4．3SPROGLE流程构建的实现技术

5．4．4 SPROGLE流程执行的实现技术

5．4．5语义数据处理技术

5．5本章小结

第6章基于SPROGLE语言的语义软件开发方法和案例研究

6．1基于SPROGLE语言的语义软件开发方法

6．2案例系统的开发

6．2．2支持案例系统开发的语义基础

6．2．3 OSTOS系统的业务流程分析

6．2．4 OSTOS系统的构成单元的描述

6．2．5 OSTOS系统的主程序的描述

6．3 OSTOS系统的变换和执行

6．3．1程序变换

6．3．2程序调用

6．4本章小结

第7章总结和展望

7．1论文主要贡献

7．2下一步的研究工作

参考文献

附录

致谢