软件可信性演化的移动元胞自动机模拟

演化是软件可信性的核心问题。为了研究在动态、开放、多变环境下,干扰对软件可信性的影响,在分析软件系统可信性传递过程的基础上,结合元胞自动机机理和耗散理论,构建基于用户视角的软件系统可信性演化的移动元胞自动机仿真模型,仿真研究了软件系统在受到干扰的情境下,软件可信性的变化过程。研究表明,软件系统在受到干扰的环境下,当运行状态发生变化时,其可信性评价值降低,在经历了多次干扰后,系统可信性评价值最终稳定,这为动态评价、预测软件系统可信性提供了一个新的模型与方法。     

模型驱动的软件开发模式研究

文中详细论述了模型驱动的软件开发模式。阐述了以代码为中心的传统软件开发模式的缺点,并通过对模型驱动架构（MDA）涔系结构的讨论．分析出模型各个层次描述语言的要求。分别讨论了MDA软件开发生命周期、MDA软件开发参与者及活动的变更和MDA开发工具的更新,并对MDA软件开发模式进行了评价。在模型驱动的软件开发模式下,软件开发生命周期是由软件系统建模行为驱动的．其开发过程围绕模型的创建和变换开展,其最终目的就是要通过架构性的分离来实现软件开发的轻便性、互操作性和可重用性.     

模型驱动的软件开发模式研究

文中详细论述了模型驱动的软件开发模式.阐述了以代码为中心的传统软件开发模式的缺点,并通过对模型驱动架构(MDA)体系结构的讨论.分析出模型各个层次描述语言的要求.分别讨论了MDA软件开发生命周期、MDA软件开发参与者及活动的变更和MDA开发工具的更新,并对MDA软件开发模式进行了评价.在模型驱动的软件开发模式下,软件开发生命周期是由软件系统建模行为驱动的,其开发过程围绕模型的创建和变换开展,其最终目的就是要通过架构性的分离来实现软件开发的轻便性、互操作性和可重用性.     

一个决策驱动的网构软件动态演化模型

传统的建模方法比较难实现网构软件系统的动态演化和自适应性,基于决策驱动的网构软件动态建模方法研究已经成为一个热点。从决策抽象和问题分解角度,提出一个决策驱动的网构软件动态演化模型。首先使用松弛原子算法来分解问题与动态组合决策;然后采用累加累减算法建立网构软件动态演化模型;最后设计相关的网构软件系统来验证该模型。性能分析表明,相比传统模型,该模型有良好的动态演化效果。     

基于数据驱动的构件服务软件框架研究

随着Internet上提供在线复用的构件增多,用这种构件组装软件系统就成为可能。该文对分布式构件服务软件框架和并行计算模型进行了分析,提出了一种用数据驱动原理激活构件服务的并发构件软件框架。与传统的分布式系统并行计算模型相比,采用新框架组装的软件系统在并行性设计方面表现出强友好性与灵活性。     

基于数据源识别和驱动分析的软件系统测试方法

航天测控软件系统安全关键等级高,其质量直接决定航天任务成败,具有架构庞大、软件配置项多、内外接口复杂、数据传递路径长、处理实时性强等特点,软件系统测试的要求高且难度大,目前存在系统测试需求不清晰、测试针对性差等实际问题;航天测控软件系统是典型的数据驱动型软件系统,针对其特点,文章提出了一种基于数据源识别和数据流分析的软件系统测试方法,开展了数据源识别、数据流路径分析、数据状态分析和获取、系统级数据流顺序图生成等关键技术研究,给出了该方法的推荐工作流程;该方法已在多个航天测控中心软件系统测试中应用,实践表明,针对数据驱动型软件系统,该方法可以显著提高系统测试的设计有效性和测试效率。     

一类通用的适应性软件体系结构风格研究

研究并提出一类通用的适应性软件体系结构风格.通过对适应性软件体系结构的基本特性分析,抽取适应性软件体系结构的通用框架,建立基于多视图建模理论的集成化适应性软件体系结构参考模型,给出多视图模型的演化与映射规律.基于元建模和图转换理论,提出模型映射一致性算法.最后,建立了适应性软件体系结构支撑环境.适应性软件体系结构适用于复杂软件系统,特别是网络环境下大型、开放式软件系统的开发和实施.     

航天嵌入式软件整数溢出的形式化验证方法

整数溢出引起的软件系统安全性问题屡见不鲜,已有的模型检测技术由于存在状态空间爆炸、不能有效支持中断驱动型程序检测等缺点而少有工程应用.结合真实案例,对航天嵌入式软件整数溢出问题的分布和特征进行了系统性的分析.在有界模型检测技术的基础上,结合整数溢出特征,提出了基于整数溢出变量依赖的程序模型约简技术;同时,针对中断驱动型程序,结合中断函数特征抽象,提出了基于干扰变量的中断驱动程序顺序化方法.经过基准测试程序和真实航天嵌入式软件实验,结果表明：该方法在保证整数溢出问题检出率的前提下,不仅能够提高分析效率,还使得已有的模型检测技术能够适用于中断驱动型程序整数溢出检测.     

ATE软件系统研究与设计

针对自动测试软件平台的通用化和智能化,把软件测试中的模型驱动思想应用于硬件自动化测试系统中,提出了通用测试集成环境(GTIE)的概念,并进行了详细研究与设计,包括软件分析、软件设计以及软件实现过程;充分利用了UML思想对整个软件系统进行建模,其中包括软件的功能、静态结构、动态行为等,使软件的开发标准化;所实现的GTIE可有效提高测试程序的开发效率,降低开发成本,并使测试程序具有非常好的通用性。     

协同状态网及其在软件建模和分析中的应用

软件建模是软件活动的根本任务和模型驱动开发过程的核心,软件工程界一直追寻“银弹”式的软件建模方法。在分析现有软件建模方法的基础上,提出了协同状态网,以实现对软件系统的静态和动态特征描述。首先给出了协同状态网的形式化定义、图形化表示以及相关概念解释。以锅炉控制软件系统为例,详细说明了模型构造算法、模型可靠性分析方法。阐述了协同状态网在软件建模与实现等方面的一些优点,如便于理解,一个模型描述静动态特征,模型可分析可执行,可视化和一致性较好等。     

基于层次和数据流驱动的软件可靠性分配方法

为了提高软件可靠性分配的有效性, 提出了一种基于层次和数据流驱动的软件可靠性分配方法。该方法对传统的重要度、复杂度度量方法进行改进; 针对软件系统开发初期体系结构中系统模块层次关系及模块间数据流关系进行抽象, 形成体系结构形式化定义, 建立可靠性因子的度量准则及度量模型, 依据度量模型对可靠性进行分配。最后结合实例进行了分析和验证, 结果表明了该分配模型的有效性和可行性。     

基于群集智能的软件开发过程改进

复杂软件系统正在成为一种泛在的新型软件形态,在社会、经济、军事活动中占据越来越重要的地位。然而应用传统的软件工程方法进行复杂软件系统开发 十分困难。首先分析了复杂软件系统开发过程的特征,发现了其中蕴含的生物智能和“共进化”机制;进而提出一种基于群集智能的复杂软件系统演化模型;最后,基于该模型给出了复杂软件系统开发过程改进的方法建议。     

安全关键软件的AADL模型自动逆向构造方法

近年来,采用模型驱动(Model-Driven)尤其是形式化模型驱动的安全关键软件设计与开发方法逐渐受到重视,并被工业界认为是切实可行的重要手段.AADL(Architecture Analysis and Design Language)是一种广泛应用于安全关键领域的形式化建模语言标准.在安全关键软件系统开发与维护过程中,部分需求与设计信息往往遗留在源代码中,在对已有软件系统架构进行复用或重构的过程中,如何将这部分需求与设计信息从代码中构造到设计模型是一个重要问题.本文基于模型驱动逆向工程,提出一种从C代码到AADL模型的自动构造方法C2AADL.首先分析了源语言结构、行为和运行时性质,并根据分析结果提出了源代码结构、行为和运行时性质到AADL模型的转换规则,然后根据转换规则设计并实现了原型工具,最后基于雷达信息处理子系统案例验证本文所提方法的有效性.     

PN4TS:一种基于CPN模型的IOCO测试选择方法

文中将IOCO(Input-Output Conformance)一致性测试理论与着色Petri网(Colored Petri Nets,CPN)进行优势融合,提出一种使用CPN描述测试目的模型并驱动IOCO一致性测试选择的新方法,称为PN4TS方法.PN4TS方法首先定义了面向一致性测试的CPN模型(Conformance Testing oriented CPN,CT-CPN),描述软件系统的功能行为;定义了基于CT-CPN描述的PN-IOCO一致性关系;之后,构建CT-CPN描述的测试目的模型,并将该模型与描述软件功能行为的CT-CPN模型执行同步模拟,提出了一种测试目的模型驱动的IOCO一致性测试选择方法,并证明了所生成测试例的可靠性及其对测试目的的覆盖完备性.PN4TS方法以实际测试数据驱动测试例的生成过程,有效保证了经测试目的选择所生成的测试例是切实可执行的.文中使用简单文件传输协议例示了PN4TS方法的应用过程,之后结合数字内容点对点网络分发软件系统的实际测试生成和测试执行实践,证实了PN4TS方法应用于较大规模软件系统的一致性测试应用时具有更好的可用性和可靠性.     

基于体系结构模式的软件系统开发方法研究

描述了基于体系结构模式的软件系统开发方法的基本流程,设计了该方法支持环境的基本框架,对该方法中涉及的体系结构模式引用方式、模式指导下建立多层软件体系结构模型以及根据体系结构模型和构件库对系统进行组装等问题进行了讨论.最后以数据仓库系统开发例,介绍了该方法在软件系统开发中的实际应用.     

基于信息量的动态软件网络节点重要性研究

以复杂网络理论研究了面向对象软件系统质量的度量方法.以实际软件系统作为研究对象,分析了软件系统在初始化以及功能执行完全两个不同阶段下系统复杂度的变化.在此基础上,使用网络模型中节点的信息量作为评判类在软件系统中重要性的指标,用来发掘软件系统运行过程中功能上更加重要的类;最后,用软件网络的信息熵衡量软件系统的复杂度.通过研究证明了以信息量作为描述类的重要程度的合理性,进一步验证了信息熵在整个软件系统复杂程度方面的作用.     

基于特征分析的军用电子装备仿真训练软件开发环境建模

针对军用电子装备仿真训练软件目前开发中存在的复用率不高、开发效率低等问题,采用领域特征分析的方法,对该类软件的开发领域进行了服务、功能、行为三个层次的活动分析,并建立了该领域仿真对象管理、仿真模型驱动、运行支撑管理等服务的特征模型。实践证明,以此特征模型作为输入建立的集成开发环境,能够较好地解决该领域内软件开发过程中存在的构件重用问题,同时能使软件系统的开发效率得到显著提高。     

天线伺服软件在Windows下的实现

介绍了伺服软件系统在Windows平台下的实现原理和其中的技术难点,并对驱动和控制等核心模块进行了详细的剖析。     

基于服务更新的网构软件可靠性模型研究(英文)

网构软件是在开放、动态和多变的Internet环境下软件系统基本形态的一种抽象。这种新的软件系统,它的构建依赖于开放环境中各异构、自治的软件服务实体之间的有效协同。其可靠性不单取决于拥有自主性的软件服务实体本身,还取决于外部环境的动态变化,主要表现为开放环境下服务实体元素的更新,所以传统的软件可靠性的度量模型已不能适应这种新的软件形态。能否在网构软件形态下建立一个好的可靠性度量模型成为其中一个较为核心的问题。文章以服务更新过程中失效数(failurecounts)为基础,将服务更新强度引入Musa-Okumoto(M-O)模型中,作为M-O模型在新的软件形态下的一个推广。最后讨论了网构软件退化的情形和退化条件,为开放环境下网构软件可靠性研究提供一种思路。     

一种形式化的软件可演化性特征描述方法

软件系统的活性和安全性是判断软件可演化性的重要依据之一。现有方法多使用经典逻辑对系统的活性和安全性进行刻画。环境及涉众的复杂性使得软件的可演化性分析可能出现矛盾的输入。经典逻辑的无矛盾律导致其不能对软件系统的演化特性进行有效建模。针对该问题,提出了一种形式化的软件可演化性特征描述方法,该方法允许矛盾性输入的存在,可用于对软件可演化性等存在矛盾特性的系统进行建模和分析。该方法使用多值时序逻辑刻画软件系统的演化需求,同时提出了一种抽象软件模型对软件系统进行建模,通过抽象软件模型的活性和安全性来对软件系统的可演化特征进行描述。