Workflow- und Prozeßsynchronisation mit Interaktionsausdrücken und -graphen

Abstract

Heutige Workflow-Management-Systeme - egal ob kommerzielle Produkte oder Forschungsprototypen - betrachten einzelne Workflows im wesentlichen als separate, in sich abgeschlossene Prozesse, die unabhängig voneinander ausgeführt werden. In der Regel werden weder Beschreibungsmittel zur Spezifikation noch Laufzeitmechanismen zur Überwachung von workflowübergreifenden Synchronisationsbedingungen angeboten, obwohl derartige Bedingungen in vielen Anwendungsbereichen eine wichtige Rolle spielen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist daher die Konzeption und Realisierung eines Formalismus, mit dessen Hilfe derartige Inter-Workflow-Abhängigkeiten sinnvoll beschrieben werden können. Im Rahmen der Arbeit werden Interaktionsausdrücke und -graphen als deskriptiver Formalismus zur kompakten, übersichtlichen und modularen Spezifikation sowie zur effizienten Implementierung von Synchronisationsbedingungen unterschiedlichster Art konzipiert, theoretisch untersucht, praktisch implementiert und prototypisch eingesetzt. Ausgehend von einer ausführlichen, anwendungsorientierten und anschaulichen Beschreibung des Formalismus, werden sukzessive eine präzise formale Semantik, eine äquivalente operationale Semantik sowie eine effiziente Implementierung entwickelt. Aufbauend auf der formalen bzw. operationalen Semantik werden zahlreiche formale Eigenschaften sowie Aussagen zur Ausdrucksmächtigkeit und Komplexität des Formalismus bewiesen. Darüber hinaus wird aufgezeigt, wie Interaktionsausdrücke unter anderem zur Spezifikation von Inter-Workflow-Abhängigkeiten eingesetzt werden können und wie die spezifizierten Bedingungen mit Hilfe eines oder mehrerer Interaktionsmanager in eine Workflow-Ausführungsumgebung integriert werden können. Um die Erstellung von Interaktionsgraphen und ihre Transformation in äquivalente Interaktionsausdrücke zu erleichtern, wurde außerdem ein syntaxgesteuerter graphischer Editor entwickelt.