基于服务组合的可信软件动态演化机制

以基于服务组合的可信软件为研究对象,重点研究通过组合服务的动态演化机制保障网络化软件的可信性.首先,提出了一个合理性保持的演化操作集,避免复杂的验证过程,使得演化后的组合服务保持结构合理性;在此基础上,通过构造冗余路径的方式给出了一个面向可用性保障的组合服务演化方法;然后,针对组合服务动态演化过程中运行实例的处理,设计了一个组合服务演化中运行实例在线迁移算法,为正确实施演化提供支持;最后,设计实现了一个支持动态演化的组合服务执行引擎,并通过实验验证了所提出方法的有效性.     

考虑历史数据的软件可信演化分析方法

针对软件可信演化中对软件可信性相关属性的需求,提出一种考虑历史数据的软件可信演化分析方法。通过收集软件演化的历史数据,提取软件可信演化相关属性并进行量化,建立软件可信演化着色原则,构建软件可信演化分析图。实验结果表明,通过对软件可信演化分析图中演化单元的观察,可实时、有效、直观地得到内嵌在演化数据中的隐藏信息,以此分析出软件演化是否为可信演化,从而为演化数据的分析提供支持。     

软件可信性动力学特征及其演化复杂性

可信软件已成为现代软件技术发展和应用的重要趋势和必然选择,而软件可信性建模已成为构造可信软件的先决条件和必要手段.为了探讨和阐明软件可信性的基本科学问题、建立软件可信性度量的理论基础,文中结合动力系统的基本思想探讨软件可信性及其演化规律,研究在各种内部和外部因素作用下软件可信性演化的动力学机制,并建立相应的动力学模型,从而软件系统的可信性可以认为是软件系统在动态开放环境下其行为的统计特性.通过对两个简单实例的建模分析,说明了软件系统可信属性的极限演化行为与动力系统特征的对应关系,诠释了软件可信性的动力学特征及其演化复杂性.     

一种面向对象替换的灵活在线演化框架

在面临动态、复杂多变的运行环境以及用户灵活多变的需求时,软件要能及时调整其结构和行为,以适应环境以及需求的变更,达到延长软件系统生命周期的目标,即具有在线演化的特性.在线演化是当前软件体系结构中研究的热点,本文在研究自适应演化的过程中,基于面向对象程序模型,利用动态对象替换的机制,提出一种灵活的在线演化框架.通过具体的实例验证,该机制简单灵活,适合软件的在线调整,满足软件运行时变更的需求.     

基于免疫算法的可信软件系统四层本体模型

为提高软件的可信性,提出了一种基于免疫算法的可信软件系统本体模型。该模型将软件系统由内而外抽象为四层,即语义层、演化控制层、服务层和免疫过滤层,并详细阐述了各层结构和运行原理。该模型具有自我学习、自我调整和持续改进的能力,当领域知识发生变化后,维护人员可通过人工免疫疫苗注入实现系统的自主演化,从而确保系统具有相应的高可信属性,为可信软件开发提供方法论支持。     

软件演化过程中运行实例的在线可信演化

为了提高演化的实用性, 研究了演化过程实例的在线迁移, 并采用高效的过程继承技术来检验实例的可迁移性。过程继承技术虽然很适合用来检验可信过程的可迁移性, 但其局限性较大, 在多色集合的相关理论基础上, 提出了基于基本结构的Petri网分解方法并证明了这种分解方法符合Petri网的一些基本且重要的性质, 用这种方法使不能按原计划一步迁移的多个过程分解开来多步迁移并尽可能保证其并行性。这种改进的过程继承技术提高了迁移的成功率, 使过程继承技术适用范围更广, 使软件更可信。最后通过一个网上银行支付系统说明方法在实例迁移方面的实用性。     

一种支持软件可信演化的构件模型

对环境的适应是软件保证其可信的重要手段.当应用场景超出开发阶段的预设时,软件的环境适应能力需要能够在线调整,以保证其行为和结果仍可符合用户预期.这一调整的前提是软件工程层面的高效支持机制.基于关注点分离原则和动态软件体系结构技术,提出了一种支持软件环境适应能力细粒度在线调整的构件模型ACOE(adaptive component model for open environment).ACOE将软件环境适应能力中的感知、决策、执行等关注点封装为独立的构件和连接子,通过动态软件体系结构技术来支持它们的在线重配置,从而使第三方可在必要时通过有选择性的更新来调整适应能力.实现了支持ACOE构件模型的容器原型,并通过实验验证了其有效性.     

基于本体的构件化软件演化信息获取及度量研究

软件演化信息是一种重要的、能反映软件变化历史的信息.然而,传统的软件演化信息以文件或者项目作为跟踪软件变化的基本单元,不能有效地支持构件化软件演化信息的存储和检索.提出了采用本体概念表示构件化软件演化信息的策略,并利用Jena推理机实现构件化软件演化信息的荻取.该方法不仅能检索构件化软件的基本演化信息,而且可以通过定义规则的方式检索出蕴含的演化信息.同时,文中也提出了一种构件化软件演化度量的模型,该模型通过对演化属性的计算分析来预测构件化软件的演化趋势.     

面向服务的构件可信演化策略

针对目前软件动态演化研究很少考虑可信方面的不足,以面向服务的构件为对象,提出一种构件可信演化策略。该策略包括构件可信演化的相关定义、推理规则、计算公式和声望更新模型。在演化过程中,该策略根据构件提供的各种服务的可信性计算出构件的声望值,由构件的声望值向导构件的可信演化,并根据实际演化情况动态更新构件的声望值。最后,通过案例进行分析,验证了该策略的有效性。     

一种需求驱动的软件可信性评估及演化模型

软件可信性评估模型的构建依赖于对特定应用领域中可信需求的准确提取和指标系统的合理建立.对于体系结构庞大、非功能性需求复杂的软件而言,可信需求往往随着软件运行状态的转移而不断发生变化.由于可信需求的动态演化将直接影响指标系统的稳定性,因此引起了可信软件研究领域专家的广泛关注.针对该问题,给出一种需求驱动的软件可信性评估及演化模型.首先,剖析和总结软件可信性评估过程中涉及的关键技术,如需求分析与指标提取、可信证据采集与转换、可信性评估推理等,讨论了可信性需求演化背景下的可信性评估自主求解问题.其次,为了分析可信属性间的内在联系及可信属性相对权重的变化规律,给出关联矩阵的概念,并在此基础上提出应用于软件可信性评估指标系统自主配置的自适应重构器.最后,给出软件可信性评估及演化模型的整体框架.实验结果证明了该模型的合理性和正确性.     

软件动态演化技术

为适应开放环境和用户需求的变化,软件应该具备在运行时刻自演化的能力,从而满足各种需求变化,因此深入研究动态演化技术显得尤为重要。介绍了软件动态演化的开放性、层次性和整个演化活动的具体过程,讨论了动态演化的语言、模型和乎台三者之间的关系以及当前的研究成果,并对已有成果中的实现方法、实用性和特色进行了比较,指出其不足之处。最后提出动态演化技术应重点研究的关键问题,并对其发展前景进行展望。     

An Empirical Study of Lehman''s Law on Software Quality Evolution

Software systems must change to adapt to new functional requirements and nonfunctional requirements. According to Lehman''s laws of software evolution, on the one side, the size and the complexity of a software system will continually increase in its life time; on the other side, the quality of a software system will decrease unless it is rigorously maintained and adapted. Lehman''s laws of software evolution, especially of those on software size and complexity, have been widely validated. However, there are few empirical studies of Lehman''s law on software quality evolution, despite the fact that quality is one of the most important measurements of a software product. This paper defines a metric---accumulated defect density---to measure the quality of evolving software systems. We mine the bug reports and measure the size and complexity growth of four evolution lines of Apache Tomcat and Apache Ant projects. Based on these studies, Lehman''s law on software quality evolution is examined and evaluated.     

一种面向体系结构的自适应软件构件分派模型及算法

自适应演化软件是近年来软件工程领域的研究热点,而以体系结构为中心的自适应演化尤其受到重视.针对当前演化中对非功能性约束关注的不足,着重对面向体系结构的自适应演化框架中构件的分派优化问题进行研究.首先详细描述了基于体系结构模型的构件分派问题,并建立能够满足嵌入式软件构造机制中非功能性约束的分派模型,接着证明该分派问题为NP完全问题,最后提出一种启发式分派算法找出近似最优解,实验表明,与贪婪和整线性规划算法相比,该算法具有多目标均衡的优势;而与整线性规划算法相比,虽然不能保证找到最优解,但具有较大的计算时间优势.     

基于演化数据的软件缺陷预测性能改进

软件持续演化已经是不争的事实,演化意味着需求的变化,也就必然导致了缺陷的不断产生.现有的缺陷预测技术多偏重于基于软件工作制品,如文档、代码、测试用例等的属性来预测缺陷,但如果把软件看作一种物种,其生命周期内的演化本质上是一个物种的逐步进化,其缺陷的表现也必然带着该物种的特征,而且还受到进化历史中的演化轨迹的影响.已有一些研究人员开始研究软件演化过程,并提出了一些演化度量元.研究和提出了可以刻画软件演化轨迹的两类演化度量元,并通过案例研究,建立缺陷预测模型.在6个著名开源软件数据集上训练和验证了由软件演化度量元建立的缺陷预测模型,获得了良好的预测性能,验证了演化度量元对缺陷预测性能的改进.     

基于开放实现与反射的软件进化模型

软件进化已成为软件领域近期的研究热点之一．本文将开放实现与反射技术与软件进化结合起来，提出了软件运行进化的概念，并分析了开放实现与反射技术与软件进化六元组的关系，提出了基于开放实现与反射的软件进化模型和实现框架．网管软件进化实例说明了该模型的可用性．     

软件进化研究综述

软件进化是软件产品交付给客户之后所发生的一系列改进活动,是有目的地从早期版本来产生新版本的过程,是软件工程中的一个重要领域。对软件进化进行了综述性的介绍,讨论了其定义、发展历程及主要研究内容,介绍了指导软件进化的几种典型方法,分析了人们在软件进化过程中面临的一些挑战和问题。     

演化信息驱动的软件体系结构重构技术研究

通过在软件体系结构层次实施软件重构,能够改善软件的质量、提高软件的易演化性。提出了基于演化信息实施软件体系结构重构的策略,通过分析体系结构的演化历史,采用概念格的方法分析其中构件间的演化依赖关系,从而达到改善体系结构质量的目的。     

Runtime software architecture based on reflective middleware

Copyright by Science in China Press 2004 Since its first literate identification and discussion[1], software architecture (SA) has become an important subfield of software engineering, receiving increasing attention from both academic and industrial communities. SA describes the gross structure of a software system with a collection of components, connectors and constraints[2]. In gen-eral, SA acts as a bridge between requirements and implementation and provides a blue-print for system cons…