● 摘要
近年来，服务计算作为解决大规模网络化软件开发的重要方法得到了广泛的应用。服务计算的基本思想是通过组合已有的简单服务获得能够处理复杂应用需求的组合服务。其中，应用需求通常由业务流程建模进行刻画，进而通过服务组合实现所构建的业务流程模型。随着面向服务体系结构的不断发展，网络上可用的Web服务的数量快速增长，因而在进行服务组合时需要从众多Web服务中进行动态选择，从而保证所获得的组合服务具有更好的服务质量（Quality of Service，简称QoS），对服务组合方案的QoS进行准确有效的评估也成为一个十分重要的问题。目前，主要有两类服务QoS的评估方法。第一类是理论计算的方法，即根据原子服务的QoS和组合服务流程模型计算出组合服务的QoS。但这种理论计算难以适应组合服务的动态特性，也不能提供组合服务的执行过程信息。第二类是组合服务测试的方法。组合服务测试是实际部署服务前在一个测试环境中对组合服务的功能性属性和非功能性属性进行测试。但组合服务测试的成本高，搭建测试环境花费的时间长。业务流程仿真由于其能够低成本，高效率地对现实世界进行模拟而得到广泛应用。为了能够对组合服务的QoS进行有效评估，本文调研分析了基于BPMN的业务流程仿真需求，并结合组合服务的构建过程，发现仿真组合服务的基本流程及关键技术问题。本文研究业务流程仿真方法以对组合服务的QoS进行评估，从而为开发高质量的组合服务提供有效的支持。本文的主要工作包括：1)对于原子服务的仿真，本文提出了基于人工配置和基于日志分析的原子服务仿真方法。针对访问原子服务的网络延迟受到其地理位置的影响较大的特点，给出了一种基于服务地理位置对其网络延迟进行仿真的方法，同时研究了一种基于协同过滤，从日志中获取服务QoS的方法。最后通过实验证明了本文的方法取得了很好的效果。2)对于组合服务的仿真，在BPMN规范的基础上，对组合服务仿真执行引擎的仿真实体进行了定义。由于仿真执行过程中需要频繁读取数据库，本文采用缓存对其进行优化，同时也设计了一个基于离散事件的组合服务仿真引擎执行算法，使其能够对组合服务模型进行仿真执行。3)基于以上研究，设计并实现一个基于BPMN的业务流程仿真工具WS-SIM，并通过实验验证工具的有效性和可用性。