[发明专利]描述及开发动态行为应用系统的方法与系统

说明书

本申请是申请号为200680025983.8、发明名称为“描述及开发动态行为应用系统的方法与系统”的中国发明专利申请的分案申请。

对相关应用的交叉引用

统一建模语言(UML)：总体结构(Superstructure)，版本2.0，2005年8月

流程定义接口-XML流程定义语言(XPDL)，版本1.0，2002年10月25日

业务流程建模语言(BPMN)，版本1.0，2004年5月3日

面向Web服务的业务流程执行语言(WS-BPEL)，版本1.1，2003年5月5日

Web服务编排描述语言(WS-CDL)，版本1.0，2005年11月9日

描述反应式系统的方法和设备(动态状态机Dynamic State Machine)，2003年4月30日

优先权申明

本申请基于35U.S.C.119(e)要求，序列号为60/681,420，申请日为May 16，2005，名称为″Method and apparatus for modeling dynamic system behavior″的美国临时专利申请的优先权，在此为了各种需要，而对以上全文作引用。

技术领域

本发明与流程图，活动图，业务流程，流程建模，工作流，状态机，协议规程以及应用软件设计与实现有关。

背景技术

按照传统的做法，可以有两种不同途径来对一个系统的行为进行建模。一种途径是关注系统的内部主动式行为，而另一种途径则关注系统对外部事件的反应式行为。这两种途径表现为UML中两种不同风格的图画：关注主动式行为的“活动图(Activity Diagram)”和关注反应式行为的“状态图(Statechart)”。我们把前一种途径称为“主动式行为建模”而把后一种途径称为“反应式行为建模”。

主动式行为建模语言包括流程图，业务流程建模符号(BPMN)，XML流程定义语言(XPDL)，业务流程执行语言(BPEL)和UML活动图。BPMN和UML活动图都在一个图画中使用节点来表示要执行的活动，而使用连接两个节点的链接来表示这些活动的顺序。在另一方面，XPDL和BPEL用一个XML句法替代一个图形来定义这些活动节点和它们之间的链接。

虽然这些主动式行为建模语言在描述一个系统的内部主动式行为时有用，但它们在描述对随时可以发生的外部事件做出的反应式行为时有所不足。一般的解决办法是定义一些特殊的事件检测活动，比如BPMN和BPEL中的“接收(receive)”活动，来检测这些可能发生的外部事件。由于这些外部事件随时都可能发生，因此不得不在一幅图的各个地方插入各种事件检测活动。然而，和一个状态机不同的是，这些主动式行为的建模图画没有一个能把事件检测活动集中在一起的“状态”机制。结果导致这些事件检测活动散布在图画中的各个地方，从而使得在运行时刻要想知道某个时刻一个应用系统在等待哪些外部事件变得非常困难。

这种方法的主要缺点在于如果在图画中的关键点没有插入正确的事件检测活动，那么一些意外的事件会被漏掉，应用系统就有可能会因此而崩溃。为了克服这个问题，一个设计者会试图在整个图画中布满各种事件检测机制。而这样又会导致一个过度复杂的图画。

这种方法的另一个不足在于这些事件检测活动是按照一种随意、而没有系统的方式布置在图中，这使得验证各方行为是否一致的工作变得非常困难。许多重要的系统设计方面的问题就是由这个不足所造成的。

因为一个主动式行为的建模语言无法很好地支持对外部事件做出的反应式行为，所以也有针对反应式行为而设计的建模语言来解决这个问题。

反应式行为的建模语言包括有限状态机(FSM)，UML的状态图以及动态状态机(Dynamic State Machine)。一个纯粹的FSM状态图包括若干个状态及这些状态的向外的迁移(Transition)，而且每一个迁移的外部事件都定义得非常清楚。当处于某个状态时，FSM在等待所有可能的外部事件。当收到一个适当的外部事件时，会触发一个迁移，而且伴随着这个迁移会执行一个关联的动作。当一个迁移发生之后，当前状态就变成不活跃的，而另外一个状态会成为活跃的。然后这个FSM会等待与这个新活跃的状态相关联的另外一组事件。因此，在任何时候，一个FSM一般都处于某个状态在等待可能发生的各种外部事件。