构件式实时系统建模与验证研究

在复杂的实时系统开发中使用构件式设计方法已成为目前软件开发领域中的研究热点,如何有效地验证实时软件的设计是否满足给定的时间需求并降低验证过程的复杂度,是实时计算领域中的主要挑战之一.文中对构件接口模型进行时间扩展,提出了时间接口模型,并将其用于构件接口交互行为的形式化建模.在接口自动机理论的的基础上进一步提出了时间接口自动机模型用于描述时间接口交互下构件的行为及组合方法,通过消除错误状态产生组合模型来约减构件时间接口自动机模型的积,并在约减的模型上进行性质检验,降低了分析复杂度,有效地应对状态空间爆炸问题.为了说明论文建议的方法,详细讨论了一个简单的、贯穿整篇论文的示例系统.     

基于自动机的构件实时交互行为的形式化模型

采用形式化方法对复杂实时构件系统交互行为进行描述和验证,对于提高系统的正确性、可靠性等可信性质具有重要意义.分析了基于进程代数和自动机的构件交互行为形式化建模方法各自的优缺点,在此基础上提出了基于时间构件交互自动机的建模方法,给出了时间构件交互自动机的相关定义、组合和验证算法.时间构件交互自动机引入了时间限制、时间代价、时间代价计算半环、构件组合层次等概念,既能够描述构件交互情况,又能够清楚地表示出构件系统的体系结构信息和实时信息,便于对系统进行描述和验证.最后,结合具体应用给出了应用示例.     

使用Pi演算的构件交互可信性验证模型

为验证基于构件的软件系统中构件间交互的可信性,将统一建模语言(unified modeling language,UML)与Pi演算理论相结合,提出了一个软件构件间交互的可信性验证模型。在构件行为分析的基础上,利用抽取规则抽取Pi演算语义来描述构件的行为。进一步利用Pi演算的操作语义推演构件间的实际交互行为。将得到的实际交互行为与预期交互行为比对,可判断构件交互的可信性。最后,通过实例对该模型的具体应用进行了阐述。该模型能够对基于构件的软件系统中任意两个相互交互的构件之间交互的可信性进行验证,为判断该类系统中构件间交互的可信性提供了有效方法。     

构件交互模型与组合适配方法研究

构件交互操作与构件适配是基于构件的软件开发方法(CBD)中的关键问题。如何更有效地解决构件适配问题以提高软件的开发质量是一个永久的热点。而构件间的交互操作又是解决构件适配问题的关键所在。在已有的研究成果的基础上、基于自动机理论提出了一种构件交互模型。它将构件接口根据所提供的服务不同分为调用接口和使用接口,使得对构件间的交互操作描述的更为准确。在此基础上,对构件组合适配方法进行了分析。     

软件功能需求驱动的商业构件评估

提出了一种由软件功能需求驱动的评估和选择商业构件（COTS）的新方法。该方法首先基于FCD方法将系统的功能需求分解到各个功能模块。对每个功能模块,识别出一组候选构件,用户根据给定的模板评价候选构件对功能需求的满足度和构件功能的有用性。最优构件组合在给定成本约束下,具有最大的全局需求满足度。选择最优组合的过程是求解一系列优化问题的过程。最后用一个例子进一步说明和验证了该方法。     

一种基于语义描述的Web应用构件自动组装与实现方法

构件组装技术是一种将已有的可复用构件遵循特定的组装方案进行组合的技术,组装的结果是一个粒度更大的构件或者是一个完整的应用系统。然而,现有的技术还难以自动组装那些涉及在线人工交互操作的Web应用构件。针对这个问题,提出一种基于语义描述的Web应用构件自动组装与实现方法。该方法首先提出一种扩展OWL-S的针对Web应用构件及其组装的语义化描述方案。基于该描述,可根据用户的应用需求按照匹配规则从众多构件中筛选出符合需求语义描述的Web应用构件。另外,该方法还提出一种OWL-S到符合BPMN2.0标准的映射方案,用于将描述Web应用构件及其组装方式的OWL-S映射为BPMN2.0文件。j BPM流程引擎可加载并解释执行该BPMN文件,从而实现Web应用构件的自动组装与运行。最后,通过一个旅行规划的实例验证了该方法的可行性和有效性。     

面向对象范型体系结构中构件行为相容性研究

软件体系结构(SA)为基于构件的软件开发提供了一种高层次的抽象.如何有效描述体系结构中构件的对外交互行为、验证组装构件间的行为相容及保证整个体系结构行为无死锁是其中较为重要的研究内容.在基于面向对象范型这类重要的软件体系结构中,构件组装通常是通过接口方法调用加以实现.针对这样一类基于软件体系结构的构件组装问题,形式描述与定义了构件及其对外交互协议,分析了服务请求构件与服务提供构件所能展示的不同行为,给出了组装交互的构件在请求/提供接口上协议级行为相容的一组验证规则及相关定理.最后,通过一个电子商务应用实例来说明所提出途径的可用性和针对性.     

一种基于运行时交互约束的COTS构件集成测试用例生成方法

COTS(Commercial Off-The-Shelf)构件的源代码不可得,而且规约通常缺少交互语义信息,使得集成了COTS的构件软件系统无法采用基于源代码和基于规约的集成测试用例生成方法.提出基于运行时交互约束的COTS构件集成测试用例生成方法.方法在构件软件系统的初始功能测试用例执行过程中,获取COTS构件在系统上下文环境中的运行时接口交互约束信息,建立COTS构件与系统中其它构件的交互约束模型,根据建立的构件交互约束模型生成集成测试用例.当替换、更新集成的COTS构件时,采用生成的集成测试用例验证重新集成的COTS构件与系统其它构件交互的正确性.实现方法的自动化工具原型,并采用真实的系统实例对生成的测试用例的有效性进行了初步评估.     

基于行为协议的构件软件静态测试研究

系统的静态分析能在设计开发阶段发现错误,从而避免了在运行时错误检测技术在系统执行期间带来的负面影响.基于尽可能避免静态错误这一构件测试策略的基本思想提出了一种对构件化软件系统进行静态测试的方法.采用通信模型对数据库服务构件系统进行抽象建模,并结合用于描述构件系统中构件之间交互的形式化方法行为协议,通过对构件系统构件行为协议的一致性验证,从而测试构件交互的正确性.     

基于关系矩阵的嵌入式组件裁剪方法

从组件代码模块关联关系的角度出发,对组件源代码体系结构模型：CCA模型的概念以及性质进行了形式化定义与分析,提出一种以CCA模型为中心、基于关系矩阵的嵌入式组件裁剪方法,解决了基于组件的嵌入式软件内存占用大、运行效率低的问题。标准文本组件的裁剪实验结果证明了该方法的可行性和有效性。     

支持构件演化的软件配置管理研究

基于构件的软件开发作为一种全新的软件开发方法,与传统的软件开发方式不同,配置管理的需求与传统的配置管理方法也有了很大的不同.在基于构件软件开发的过程中,如何以一种良好的风格和技术来对构件变化进行控制,保持构件系统的一致性、稳定性是软件开发者历来追求的目标.分析了基于构件软件开发过程中构件演化对配置管理技术的新需求,探讨了配置管理的几个关键技术,并提出了一种度量构件演化过程的方法,从而把构件的整个演化过程置于配置管理的支持之下.     

扩充CDL支持基于构件的系统组装与演化

基于构件的软件开发方法适应于软件构造性和演化性的特征，也对软件配置管理提出了新要求，在基于构件的软件配置管理模型基础上，提出了在构件描述语言CDL上扩充系统演化信息的方法，使构件组装系统与配置管理系统形成有机的整体，为基于构件的软件开发方法提供了良好的技术支持，不仅可以有效地支持基于构件的系统构造定义，而且可以支持系统的演化以及系统的部署。     

基于模型检验的构件验证技术研究进展

模型检验以其自动化程度和完备性高、与构件技术互补性强等特点,在软件构件可信性质的分析和验证中发挥着日益重要的作用.将基于模型检验的构件验证方法分为基于系统规约模型的验证和基于源代码的验证,分别对其研究现状和发展动态进行了详细的综合评述.首先对模型检验与构件可信性质验证的关系进行了探讨,接着对基于SOFA,Fractal,CORBA及各种特定构件模型的验证方法和基于转化思想的源码验证、面向源码的直接验证及面向可执行代码的动态验证方法分别进行了评述.最后,指出了基于模型检验的构件验证技术所面临的主要挑战和未来的发展方向.     

基于进程代数的构件动态演化行为一致性研究*

为了保证构件在动态演化时的行为一致性,提出了一种基于进程代数的构件模型,形式化描述了构件及其对外交互协议,引入了对外主动请求接口和内部连接,并给出了行为一致性验证的规则和相关定理;然后给出了验证算法;最后,通过一个构件化系统的实例来说明所提出方法的可行性。     

一种基于嵌入式软件构件管理方法

构件化软件开发的最终目的是希望软件像传统产品一样能在生产线上生产出来。软件最终由软件框架来实现,一个良好的软件框架应该能够将设计结果尽量保存下来,同时可以灵活更换和重用软件部件。研究构件化的软件框架对构件化的开发技术在嵌入式实时软件开发中迅速普及具有最直接的推动作用。对嵌入式控制系统嵌入软件构件框架进行了深入研究,完成了框架中的数据管理和构件调度机制等内容,验证了该源码构件模型在嵌入式控制软件领域中的可用性。     

构件适应和组装的形式化语义描述

构件适应技术是基于构件的软件工程中一个很难解决的问题,分析了三种构件适应结构的应用条件,采用了形式化语义的方法描述和推导了与构件以及构件适应相关的问题,根据构件描述与应用需求描述动态地选择不同的适应层次来适应构件,从被适应的构件描述中推导出复合构件的描述,为构件适应的形式化分析、组装正确性检验提供了保证,并列出了一些值得进一步研究的问题。     

基于软件体系结构的可复用构件制作和组装

软件复用和基于构件的软件开发是软件工程化开发和工业化生产的必然趋势,可复用构件的制作和集成组装是其中涉及的两个重要活动.首先分析了现有的构件集成方式所存在的不足,引出了基于体系结构的构件集成;接着对几种不同的体系结构类型进行比较,阐述了它们对构件集成的影响;然后提出了支持接口连接式和插头插座式体系结构类型的构件模型以及基于体系结构的构件集成组装框架,并给出了构件的制作和组装过程;最后对工作进行总结,并指出了进一步的研究方向.     

一种带非功能特性权值描述的构件模型

如何准确简洁地描述软件构件模型是面向构件的软件开发的一个重要问题。提出一种非功能特性权值描述的构件模型,强化了构件模型非功能特性方面的描述。首先给出了构件模型的定义;然后分析了其性质和优点,并指出了该模型在构件查找匹配中的应用价值;最后指出了下一步的研究方向。