MSTC 网及调度算法小探文档

MSTC 网及调度算法小探文档MSTC network and scheduling algorithm编订：JinTai CollegeMSTC 网及调度算法小探文档前言：论文格式就是指进行论文写作时的样式要求，以及写作标准，就是论文达到可公之于众的标准样式和内容要求，论文常用来进行科学研究和描述科研成果文章。

本文档根据论文格式内容要求和特点展开说明，具有实践指导意义，便于学习和使用，本文下载后内容可随意调整修改及打印。

这是一篇关于mstc 网及调度算法小探的毕业论文提纲，欢迎浏览借鉴！1 引言工作流是一类能够完全或者部分自动执行的经营过程，它根据一系列过程规则、文档、信息或任务能够在不同的执行者之间进行传递与执行，工作流管理系统是一个软件系统，它完成工作流的定义和管理，并按照在计算机中预先定义好的工作流逻辑推进工作流实例的执行。

工作流引擎是整个工作流管理系统的基础，其功能直接决定了工作流管理系统的应用范围和对变化的适应能力。

工作流引擎的核心是工作流过程模型和流程的调度算法，工作流过程模型是对业务流程的抽象表示，而调度算法则是流程执行的控制规则，两者共同实现了业务流程的自动执行。

工作流过程模型方面，有向图模型最早被用来建立工作流模型，如流程图、状态图等、活动网络图、epcm 模型（event-driven process chain，事件过程链模型）等。

h.a. reijers等学者将event-driven process chains 扩展提出aggregate epc （aepc）模型，用一个统一的模型来描述一系列相似的业务流程。

petri 网技术也是工作流建模的常用方法之一，如van deraalst 在petri 网的基础上提出了工作流网wf-net，并进一步研究提出了一种新的工作流建模语言yawl，kees van hee 等学者基于工作流网提出了一个过程模型和数据模型的融合方法。

jan hidders 等学者基于petri 网和嵌套关系演算理论提出了一个新的数据流语言。

也有人通过把已有的建模方法（如e-r 图、面向对象方法）与有向图模型相结合，以更有针对性地面向某些领域进行过程建模，如thomas allweyer 把epcm 与面向对象的uml相结合，用于面向对象的业务过程建模。

除了有向图模型外，其它领域的工作流模型研究也取得了不少成果。

如kacmar、carey 和alexaander 等人提出了基于活动树（activity tree）的模型；范玉顺、吴澄等提出一种基于协调理论和反馈机制的工作流建模方法，该方法扩展了传统活动网络模型；andreas geppert 等提出了代理/服务（broker/services）模型；winograd 和flores 在语言行为理论的基础上提出了一种基于对话的工作流模型等。

工作流引擎任务调度方面，当前的研究主要集中在调度策略和调度算法两个方面。

调度策略分为静态调度和动态调度两种。

静态调度是在工作流建模时就绑定相应的资源，缺点是资源效率较低。

动态调度在建模时只绑定资源的描述，因此在调度时能根据实际情况来利用合适的资源来执行任务，资源效率较高，缺点是存在资源竞争问题。

tretola 等人还提出了一些考虑子任务内并行性的预调度策略来加快工作流的执行。

本文首先介绍了一种新的工作流过程模型——多步任务协同网（mstc nets），一个由角色（role，r），任务（task，t），工作（work，w）和转发（deliver，d）构成的网络，r 表示流程的参与者，而t 则描述了流程的业务活动， w 表示角色在任务中的分工，而d 用于表示业务流程的流转方向（可以是有条件的），一个任务可以由多个角色共同完成，这种区别不仅使其更贴近于实际的业务流程，还使其获得了更为强大的业务流程描述能力和更为丰富的信息加工能力。

同时，由于w 表示角色在任务中的分工，改善了模型对角色及其和任务的交互关系的处理能力（例如可更好地处理由角色引起的异常）。

为了更好的描述mstc 网的动态运行状态，在其基础上增加了转发条件、起始工作、分组和循环的描述，构成mstc网系统。

针对mstc 网系统的特点，我们研究了并给出了其8 个调度算法，并进行详细分析。

本文第一节给出mstc 网的定义和相关概念，形式化的数学语义描述为进一步的深入研究提供基础，直观的图形化描述为过程建模提供良好的图形表示方法。

第二节在建立了mstc 网中各建模元素的状态集合的基础上，对mstc 网的调度方法进行了深入研究。

第三节通过案例解析详细解释了调度方法的调度过程。

最后是小结。

2 mstc 网的定义和相关概念2.1 mstc 网定义 1（mstc 网，multi-step task collaborative nets）一个四元组n＝（r，t；w，d）是一个mstc 网的充分必要条件是：（1）r ≠φ ；（2）t ≠φ ；（3）r ∩t =φ ；（4）w ? r×t ；（5）d ? t × r ；（6）dom（w）∪cod（w）= r ∪t 。

其中，dom（w） = {x | ?y：（x，y）∈w}，cod （w）= {y | ?x：（x，y）∈w}.mstc 网的定义中，r 和t 是基本成分，w 和d 是由r和t 构造出来的，所以在定义中将r、t和w、d 用分号‘；’隔开。

r和t是两类不同的概念，所以r ∩t =φ 。

r ≠φ和t ≠φ表示在mstc 网中至少要有1 个角色和1 个任务。

dom（w）∪cod（w）= r ∪t 表示在mstc网中不能有孤立的r 或孤立的t。

显然，mstc 网中至少要有1 个w。

mstc 网是一个由角色（role，r）、任务（task，t）、工作（work，w）和转发（deliver，d）构成的网络。

其中，r 是一个有限的角色集合，表示参与业务流程的人；t 是一个有限的任务集合，表示网中的逻辑工作单元，必须完整执行，如申请、审核、会签、投票等；w是一个有限的工作集合，表示角色在事务中的分工，如阅文、填表、批示等；d 是一个有限的转发集合，表示任务完成后业务的流转方向。

在一个mstc 网中，r 和t 是基本成分，称为节点（node），w 和d 是由r 和t 构造出来的有向弧，称为连接（connection）。

2.2 多mstc 网定义 2（多mstc 网）一个六元组m＝（r，t；w，d；cn；dn）是一个多mstc 网，如果m 满足以下的条件：（1）n＝（r，t；w，d）是一个mstc 网，称为m 的基网（basic-net）；（2）cn 是一个有限的mstc 网集合；（3）cn={n1，n2，…，nm}，ni 是一个mstc 网，m 为正整数且m≥1；（4）dn 是n 和cn 之间的转发的集合；（5）dn ? （t × nk ）∪ （nl × r），1≤k≤m,1≤l≤m；（6）（）dom dn ∪ cod（dn ）= r ∪t ∪ n1 ∪ n2 ∪.....∪ nm = r ∪t ∪cn 。

其中，（） { （） } dom dn = x | ?y：x，y∈dn ，（） { （） } cod dn = y | ?x：x，y ∈dn 。

根据定义可知，n 和ni（1≤i≤m）都是m 的子网。

dn ? （t × nk ）∪ （nl × r）表明dn是n和cn 之间的转发，称为网间转发（net-deliver）。

网间转发只能从n 的t 元素转发到nk（即t×nk，也称为网间转出），或从nl 转发到n 的r 元素（即nl×r，也称为网间转入）。

（）dom dn∪cod（dn ）= r ∪t ∪ n1 ∪ n2 ∪.....∪ nm = r ∪t ∪cn表示在多mstc网中不能有孤立的子网。

2.3 多mstc 网统mstc 网的定义描述了网的静态结构特征，为了更好的描述网的动态运行状态，需要对网的状态加以描述，下面首先介绍几个基本概念。

概念1（起始工作 start work）不依赖于任何转发的结果就可以开始运行的工作称为起始工作。

mstc 网的运行必须从起始工作开始。

一个mstc 网可能有多个起始工作，并且可以从任意一个或多个起始工作开始运行。

概念2（转发条件 deliver condition）mstc 网中的转发可能是无条件的，也可能是有条件的。

有条件的转发必须在条件计算结果为真值的前提下，才能执行转发。

转发所依赖的条件称为转发条件。

中国代为您代写硕士论文。

概念3（分组 group）角色可异步地接收不同的转发和办理不同的工作，然而这些工作和转发之间可能存在依赖关系。

为了描述这种依赖关系，必须对这些转发和工作进行区分，将有依赖关系的转发和工作归并在一起，称为分组。

概念4（路径 route）设n＝（r，t；w，d）是一个mstc 网，路径p 是从节点n1 到节点nk 的序列，其中，∈ w∪d，1≤i≤k-1。

概念5（循环 loop）循环是可被反复执行的，并只保留最后一次执行信息的环形路径。

概念6（关联工作relate-work，关联转发relate-deliver、关联任务relate-task、关联角色relate-role）若n＝（r，t；w，d）是一个mstc 网，设r 是n 中的任一角色，t 是n 中的任一任务，则我们称：（1）rw（t） = {w| ?r : （r,t）∈w}为t的关联工作，t为rw（t）的关联任务；（2）rd（t） = {d | ?r : （t, r）∈d}为t的关联转发，t为rd（t）的关联任务；（3）rw（r） = {w | ?t : （r,t）∈w}为r的关联工作，r为rw（r）的关联角色；（4）rd（r） = {d | ?t : （t,r）∈d}为r的关联转发，r为rd（r）的关联角色。

定义3（mstc 网系统）一个十元组σ＝（r，t；w，d；cn；dn ；cd，w0，g，l）构成mstc 网系统的充分必要条件是：（1）m ＝（r，t；w，d；cn；dn）是一个多mstc 网；（2）cd 是转发条件的集合；（3）w0 是起始工作的集合；（4）g 是分组的集合；（5）l 是循环的集合。

mstc 网系统比多mstc 网的定义增加了转发条件、起始工作、分组和循环，能更好地描述真实系统。

在不特殊说明的情况下，本文所说的mstc 网就是指mstc 网系统。

2.4 mstc 网系统的图形表示任务的图符用一个矩形表示；工作的图符为一个带箭头的直线，方向从角色指向任务，起始工作用带空心箭头的直线表示，而其他工作则为实心箭头；转发的图符为也为一个带箭头的直线，方向从任务指向角色，条件转发用带空心箭头的直线表示，而其他转发则为实心箭头；分组用标在直线上靠近角色端的数字表示；循环用双箭头表示（仅循环用为空心）。