Workflow performance analysis and simulation based on multidimensional workflow net

Workflow model performance analysis plays an important role in the research of workflow techniques and efficient implementation of workflow management. Instances dwelling times (IDT) which consist of waiting times and handle times in a workflow model is a key performance analysis goal. In a workflow model the instances which act as customers and the resources which act as servers form a queuing network. Multidimensional workflow net (MWF-net) includes multiple timing workflow nets (TWF-nets) and the organization and resource information. This paper uses queuing theory and MWF-net to discuss mean value and probability distribution density function (PDDF) of IDT. It is assumed that the instances arrive with exponentially distributed inter-arrival times and the resources handle instances within exponentially distributed times or within constant times. First of all, the mean value and PDDF of IDT in each activity is calculated. Then the mean value and PDDF of IDT in each control structure of a workflow model is computed. According to the above results a method is proposed for computing the mean value and PDDF of IDT in a workflow model. Finally an example is used to show that the proposed method can be effectively utilized in practice.     

基于Sagas模型的改进事务工作流模型

Sagas模型要求所有子事务都要有对应的补偿子事务,任何子事务失败必须强制其它所有子事务失败,不能很好支持多事务多实例的并发执行。这三个缺陷使得Sagas模型至今不能运用到商业工作流系统中。针对Sagas模型的缺陷,提出一种改进的Sagas事务工作流模型,对子事务属性进行了分类并通过构造子事务间的关联关系使得可补偿子事务失败时无需强制所有子事务失败;引入补偿服务完善了工作流模型的语义;给出了基于事务实例锁集和后继子事务类型集的多事务多实例并发运行算法。该模型解决了Sagas模型存在的问题。     

工作流正确性问题综述*

首先从结构正确性和执行正确性两方面对工作流系统的正确性问题进行了综述。对结构正确性,从模型角度进行了正确性定义、判定依据及判定工具的介绍。对执行正确性,从事务、异常处理两个方面介绍了当前工作流正确性的保障技术。最后,对已有工作流正确性问题的理论和实现技术进行了比较,并总结了这方面的几个研究方向,供研究人员借鉴。     

一种基于实例状态的工作流系统监控方法

工作流监控是处理工作流运行期各种例外、保证工作流实例正确高效执行的有效方法．基于状态的工作流监控方法不仅可以实时处理实例执行过程中出现的各种例外、消除实例运行的阻塞,并能对任务执行进行必要的干预．但这类监控也经常造成工作流模型及实例的不一致,如不加以调整,会导致后续任务无法执行．在对ADEPT模型及过程实例进行形式化定义基础上,给出用于验证过程模型正确性和过程实例一致性的判定规则;提出一个基于状态的实时监控方法,该方法由一组状态转换原语和过程实例转换算法组成．采用该监控方法并结合上述判定规则,在完成各种监控任务的同时,保证了模型的正确性和过程实例的一致性．最后讨论了原语操作的完备性和一致性．     

迁移实例状态监控及失败恢复机制

迁移工作流是一种多执行主体并发协同工作的工作流范型,其自组织、自协调特性决定了迁移实例的执行状态容易受到外部环境和内部执行状态的影响而发生异常。对异常状态的检测以及发生故障后的恢复是保障其可靠性的关键。然而目前已有的监控处理机制不能有效支持对此问题的处理,因此,提出一种基于层次监控模型的迁移实例失败的协调恢复机制,实现对多迁移实例执行状态的监控以及执行失败后实现状态的一致性恢复。初步的实验表明,该机制能有效监控具有并发协同行为的执行主体,并保障恢复的一致性。     

Performance modeling and analysis of workflow

Workflow model analysis is performed at logic, temporal, and performance levels. This paper mainly deals with the performance level issues. Workflow net (WF-net) is extended with time information to the timing workflow net (TWF-net). To provide a formal framework for modeling and analyzing workflow, this paper proposes a multidimension workflow net (MWF-net) that include multiple TWF-nets and the organization and resource information. The algorithm to decompose a free-choice and acyclic Petri nets (PN) into a set of T-components is extended to a TWF-net containing iteration structures. Then, resource availability and workload analysis is performed. A method for computing the lower bound of average turnaround time of transaction instances processed in a MWF-net is proposed. Finally a case study is used to show that the proposed method can be effectively utilized in practice.     

安全工作流任务分配策略

工作流系统访问控制为企业的工作流安全技术框架提供了可靠的保证。基于任务角色的访问控制模型通过任务将角色和权限联系起来．然后给用户指派合适的角色．用户通过其指派的角色获得可以执行的任务。然而在工作流多个任务实例同时执行过程中用户通过角色获得多个任务需要同时执行，如果用户执行的任务选择不当，将会导致工作流中某一任务实例中途挂起或夭折。本文根据工作流执行的特点．在基于任务角色访问控制模型的基础上，时工作流执行过程中任务实例出现的瓶颈问题进行了分析，提出了任务基本分配策略，事务任务，互斥任务，任务基数约束等分配方案，有效地提高了工．作流的执行效率。     

基于混合粒度冲突检测的事务工作流调度算法

事务工作流由若干个平面事务组成,其执行满足松弛原子性.由于组成事务工作流的平面事务具有不同的完成特性,为了防止不可串行化的执行,现有的调度算法通常只允许一个活动工作流执行不可补偿事务,这大大限制了并发度.定义了基于事务类型和事务实例两种粒度的冲突关系,并提出了一种基于这两种粒度冲突检测的调度算法,保证了并发事务工作流的可串行化和可恢复执行.该算法从两个方面提高了并发度:一方面通过事务实例之间(细粒度)的冲突检测减少了工作流冲突的概率;另一方面通过事务类型之间(粗粒度)的冲突预测,允许多个将来不冲突的工作流执行不可补偿事务.     

集成知识的工作流系统及其应用

传统的工作流中各种参数只由系统设计员预先确定,忽视了参与者作为行为主体的主导作用。但不同的参与者完成任务所使用的方法各不相同,从而提出在任务中构造知识库,并由系统设计员和参与者来共同制定参数,使工作流具有在执行阶段适应动态变化的能力;同时在相似的任务之间共享知识库,达到知识共享和处理异常的目的。     

用线性回归的加权分配法对工作流时间的预测

为了更好地为一项新设计任务估算合理的设计时间,为流程设计者提供科学的、优化的决策支持.以项目需求和创新性为评价标准,采用线性回归法对工作流中的设计过程进行预测,对得到的回归方程进行线性回归关系的显著性检验,并给出了预测时间值的置信区间.采用加权分配法对工作流各个节点的执行时间进行估算,给出了加权分配法的公式,并采用正态分布对工作流及工作流各个任务节点的工作进度进行了估算.     

基于动态工作流的B2B电子商务模型

开放式电子商务要求在分布式异构的计算机系统支持下动态多变地多方协同工作,本文通过对动态工作流建模分析,提出了一种基于动态工作流的电子商务模型,使整个电子商务的业务过程更加便于管理和控制。     

迁移工作流管理中的过程完整性控制算法

在研究基于任务片的迁移工作流网络和执行模式的基础上,提出迁移工作流过程完整性控制算法。该算法采用本地恢复和迁移恢复相结合实现任务片的完整性,通过迁移实例派生机制保证整个迁移工作流过程的执行完整性。实例证明该算法可以实现迁移工作流过程完整性的有效控制。     

分布式工作流中的柔性事务模型

描述了一种可以为分布式工作流提供事务支持的模型设计、并提出了一种柔性事务模型。给出了柔性事务的定义，然后描述了保证柔性事务被正确调度的可串行化正确性准则。该模型具有在多层工作流管理系统中处理分布式业务流程的能力。     

基于UML的工作流建模

工作流模型是对工作流的抽象表示，也就是对经营过程的抽象表示。由于工作流需要在计算机环境下运行，因此建立相应的工作流模型是必不可少的。传统的工作流建模方法存在着复杂、僵化、缺乏反馈等缺点，在分析了传统工作流建模的不足之处的基础上，结合工作流公共数学描述，提出了基于UML的工作流建模方法，并详细分析了它对传统工作流建模的改进。     

面向实例方面处理的工作流动态调度优化方法

针对现实业务过程对实例方面处理的需求,建立面向实例方面处理的工作流动态调度优化模型,并提出了相应的优化方法.该方法利用蚁群优化算法的特点直接构建可行解,利用分组浪费时间与分组浪费费用的概念来设计启发式信息,同时优化最小化活动实例的总停留时间与总执行费用这两个目标函数,最终产生一组满足约束条件的Pareto优化调度方案.实验结果说明了算法的有效性.     

Execution coordination in mobile agent-based distributed job workflow execution

Mobile agent-based distributed job workflow execution requires the use of execution coordination techniques to ensure that an agent executing a subjob can locate its predecessors’ execution results. This paper describes the classification, implementation, and evaluation of execution coordination techniques in the mobile agent-based distributed job workflow execution system. First, a classification of the existing execution coordination techniques is developed for mobile agent systems. Second, to put the discussion into perspective, our framework for mobile agent-based distributed job workflow execution over the Grid (that is, MCCF: Mobile Code Collaboration Framework) is described. How the existing coordination techniques can be applied in the MCCF is also discussed. Finally, a performance study has been conducted to evaluate three coordination techniques using real and simulated job workflows. The results are presented and discussed in the paper.     

A hybrid instance-intensive workflow scheduling method in private cloud environment

Aiming to solve the problem of instance-intensive workflow scheduling in private cloud environment, this paper first formulates a scheduling optimization model considering the communication time between tasks. The objective of this model is to minimize the execution time of all workflow instances. Then, a hybrid scheduling method based on the batch strategy and an improved genetic algorithm termed fragmentation based genetic algorithm is proposed according to the characters of instance-intensive cloud workflow, where task priority dispatching rules are also taken into account. Simulations are conducted to compare the proposed method with the canonical genetic algorithm and two heuristic algorithms. Our simulation results demonstrate that the proposed method can considerably enhance the search efficiency of the genetic algorithm and is able to considerably outperform the compared algorithms, in particular when the number of workflow instances is high and the computational resource available for optimization is limited.

     

一种乐观嵌套工作流事务模型

为解决目前工作流事务管理的不足和存在的问题,本文基于多数据版本、三阶段执行的并发控制理论提出了一种乐观嵌套工作流事务模型,该事务模型借用时间戳的概念,通过对不同事务中活动类型的分类,较好地解决了长执行事务和协同事务的可靠性和正确性问题,提高了工作流处理的效率。乐观嵌套事务模型把嵌套事务、工作流模型和并发控制协议有机地结合在一起,定义了较为完整的事务操作原语及其语义。本文还给出了乐观事务模型到工作流模型的映射,使得事务工作流执行过程中,其操作原语和乐观事务模型的操作原语是一致的,工作流活动的转移控制与乐观嵌套事务模型的子嵌套事务的生成过程及其表示方式也是一致的。     

工作流的动态变更处理方法

为提高工作流的柔性,解决工作流模型变更引起的流程实例迁移问题,提出了即时变更处理方法.该方法基于Petri网模型,用关系矩阵定义节点路由,用状态标识矩阵描述流程实例执行状态,通过变更处理算法查找可越过节点和迁移节点,实现了流程实例的即时变更.最后以更改签收流程为例,验证了文中方法的可行性.     

实时数据库基于功能替代的事务模型

本文提出一种基于功能替代的实时事务模型,讨论了对实时事务进行预分析的步骤、策略和方法。采取的主要策略是三步法:分解实时事务、提取有关运行信息、形成调度树。另外,文章对功能替代集的可调度性进行了初步分析。