云计算作为一种新型商业计算模型，引起学术界和产业界的重视。云计算的基础设施以分布式商用服务器为主，为便于程序开发人员快速实现软件产品开发，引进了并行编程模型的概念。并行编程模型是云计算研究领域中的重要课题。为进一步完善云计算领域中编程模型研究，弥补当前研究的不足，充分发挥编程模型在云计算领域中的优势和作用，使得云计算技术能够被广泛应用于科学研究和各个行业，促进科技进步和国民经济的发展，本文提出了一种对云计算编程模型进行理论分析的分层形式化描述方法。通过采用Haskell和CSP两种形式化描述方法，对具有代表性的编程模型Map-Reduce-Merge进行形式化描述。本文利用Haskell语言作为描述工具对Map-Reduce-Merge编程模型的并行编程功能进行了清晰的描述，并基于该描述结果重点分析了Map-Reduce-Merge模块各部分的功能和特点，对后续研究更加有效的处理关系运算的编程模型提供了理论依据。本文利用CSP作为描述工具对Map-Reduce-Merge编程模型各模块间的进程通信进行形式化描述，并基于该描述结果重点分析Map模块，Reduce模块和Merge模块之间的进程通信功能。