随着网格技术的快速发展,其应用领域越来越广泛,网格应用规模越来越大、也越来越复杂。复杂的网格应用存在各种各样的约束和资源竞争问题。把工作流引入网格——网格工作流,正是为了能够更好地构建、执行、管理和监控网格应用。通过比较分析网格工作流的建模技术,表明兼具直观性、形式化、分析能力强,引入数据结构和层次分解思想的有色Petri网(CPN,Colored Petri Nets)更适合作为网格工作流建模工具。本文在深入了解网格技术、网格服务和网格工作流的概念、特点及其应用的基础上,介绍了一种可行的网格服务工作流系统结构模型,该模型充分考虑了网格环境的动态性。本文重点研究网格工作流建模、动态优化和动态调度。针对网格服务工作流模型动态优化,本文基于工作流网(WF-Net,Workflow Net)和有色Petri网,添加动态元素,定义了一种动态有色Petri网(DCP-Net,Dynamic Colored Petri Nets)作为网格服务工作流的建模工具,并对其进行分析;提出模型优化方法,并举例分析优化效果;为了验证模型和优化方法的有效性,提出了基于QoS的动态调度算法。验证表明采用该模型能够很好地满足用户的QoS要求,并且有助于提高资源利用率。针对时间性较强的应用,定义了扩展有色工作流网ECWF-Net(Extended Colored Workflow Nets),引入时间价格信息,提出了改进的能够解决状态爆炸问题的模型分析算法,对网格工作流的可调度性、时间性能和成本进行分析;提出了对不合理约束进行调整的松弛方法;分析动态调度思想、算法,利用引入的优先级函数解决资源竞争问题,在工作流执行过程中动态地分析、选择路径和调整约束。实例仿真表明,该模型能够有效地节省成本和时间,并提高了工作流成功率。