接口连接式构件组装的一种形式化方法

构件组装是基于构件的软件开发的研究重点之一，能够有效地提高软件开发的效率和质量。以往大部分构件组装技术是在“成功组装路线”的前提条件下实现的，缺乏对构件组装正确性的检验。本文改进了常用的接口连接式构件组装技术，采用形式化方法描述和推导与构件以及构件组装相关的问题，给出了映射算法，实现了从构件组装规约向粘合代码的自动转换，为构件组装形式化分析、组装正确性检验提供了保证。     

连接件模型与分类研究

连接件对于基于软件体系结构的软件开发具有重要意义，该文根据连接件在软件体系结构中所承担的责任以及它对构件交互的支持，建立了连接件模型，进而根据软件开发中的连接实现以及软件体系结构风格的研究，对连接件进行了分类，包括过程调用等11类连接件，不同类型的连接件支持不同的实现映射和复用途径。     

大型复杂软件系统安全需求的体系结构模型

在开发基于Internet的大型复杂软件系统时，应该在体系结构层次上考虑业务需求和安全需求，而传统的体系结构没有专门针对安全需求的构件、连接件和体系结构风格的描述，因此在体系结构层次上描述安全需求还比较困难。本文首先论述了在体系结构层次上描述安全需求的必要性。然后，在传统体系结构单元——部件／连接件的基础上，引入了安全构件、半安全构件、安全连接件、半安全连接件等新的设计单元，并给出了这些设计单元形式化的语义和约束以及图形模型，解决了软件系统安全需求的构件表示方式。最后，用一个实例展示了软件系统安全需求的体系结构模型。     

形式化构件规约自动生成中的演化转换

基于软件体系结构的开发将是未来大型、复杂软件开发的主要技术,而构件是该方法的基础。形式化构件规约对构件的功能描述、分类和检索有重要意义。文中给出了一种用于形式化构件规约自动生成的转换方法即演化转换,对该方法的转换过程、转换规则提取、表示及主要转换算法进行了详细说明,并对规约的完整性和转换的正确性进行了探讨。最后,还对该方法的实现系统及其特点进行了简要介绍。演化转换能较好地控制转换粒度和跨度,对转换正确性和规约完整性也有一定的保证,在转换过程中实现了规约的垂直重用,使构造的模型和规约对需求变化有一定的适应性。     

软件体系结构中接口连接规则研究

基于体系结构的软件开发方法以构件作为最小组装粒度,构件通过其自身定义的接口与外界进行交互。连接件作为一种特殊的构件,它主要负责管理构件之间信息的交换。构件与连接件之间通过接口进行数据的传递,因此,如何从体系结构层次上定义构件及连接件接口的交互规则是构件组装的关键所在。在现有动态体系结构描述框架的基础上,定义了端口以及通道的连接规则,并结合实际的案例,采用动态体系结构描述语言D-ADL进行描述,具体说明了这些规则的应用。从而为系统行为的形式化分析、验证和仿真奠定了基础。     

软件体系结构中接口连接规则研究

基于体系结构的软件开发方法以构件作为最小组装粒度,构件通过其自身定义的接口与外界进行交互.连接件作为一种特殊的构件,它主要负责管理构件之间信息的交换.构件与连接件之间通过接口进行数据的传递,因此,如何从体系结构层次上定义构件及连接件接口的交互规则是构件组装的关键所在.在现有动态体系结构描述框架的基础上,定义了端口以及通道的连接规则,并结合实际的案例,采用动态体系结构描述语言D-ADL进行描述,具体说明了这些规则的应用.从而为系统行为的形式化分析、验证和仿真奠定了基础.     

基于B方法的体系结构描述语言的形式化研究

通过分析B方法和软件体系结构描述语言ABC/ADL各自的特点,提出了一种两者结合的形式化方法。该方法利用B方法扩充的事件机制,定义软件体系结构描述语言的构件和连接子观察模型、行为规约和约束规约,并给出了规约实例,从而使得基于B方法的ABC/ADL能够形式化描述软件体系结构的结构和行为。     

面向方面的软件连接件复用研究

软件连接件是软件体系结构的重要组成部分,是构件间实现交互的唯一媒介.随着软件系统的复杂程度日益增加,连接件的复用的设计及实现对研究软件体系结构的适应性具有愈来愈重要的意义.因此,提出一种新颖的连接件复用方法,首先将面向Aspect软件开发思想引入到软件连接件中,利用Aspect机制中的Advice,对连接件中的非功能属性进行模块化封装并同连接实现分离.其次在复用连接件时插入不同的Advice,以实现具体的连接.该方法试图为连接件的复用提供一种有效的解决方案,以达到增强软件体系结构适应性的目的.     

基于场景构件式实时软件设计的一致性检验

在复杂的实时软件系统中使用构件式设计方法,已成为目前软件工程中的研究热点.如何有效地验证实时软件的设计是否满足给定的时间规约,是实时计算领域中的主要挑战之一.通过在接口自动机模型中添加时间区间标记,来扩展其对实时系统接口行为的表达能力;使用实时接口自动机网络来描述实时软件系统的构件式设计模型;使用带布尔不等式时间约束的UML顺序图表示基于场景的需求规约,对系统设计阶段实时软件构件的动态行为进行形式化分析与检验.通过对实时接口自动机网络状态空间的分析,构造了其可兼容的整型状态等价类空间的可达图,并在此基础上给出了验证算法,以检验构件式实时软件系统的设计与带时间约束的场景式规约之间的一致性.     

基于构件的软件演化波及效应分析

随着新技术的采用和系统环境的变化,构件和软件系统的演化在所难免,演化会影响系统的整体行为。分析了基于构件的软件系统中的耦合性对演化波及效应的影响,对软件系统中构件内部各种依赖关系、构件与连接件之间的各种耦合关系进行矩阵表示,提出一种能够防止波及效应扩大化的软件系统动态演化的波及效应方法,实现了对软件系统的构件和连接件的演化波及效应研究。在基于构件的软件系统的动态演化中,可以根据波及效应的分析获得需要进行重新修改或演化的构件和连接件,从而保证动态演化的一致性和连续性。     

复合连接件技术的研究与应用

连接件的设计实现以及连接件的有效复用是软件系统开发的关键。本文从连接件基本模型入手，讨论了复合连接件的简单模型及描述，基于基本类库以及关系图表示法，提出了用矩阵来表示构件间通过复合连接件进行交互的算法，并在电力系统中进行了应用，最后讨论了连接件的复用技术。     

基于通用连接器模型的复合构件的组装

基于构件的软件体系结构(SA)由构件与连接器组成，连接器作为构件间的交互实体在SA中扮演着重要角色。现有的连接器模型只能支持特定软件体系结构风格的组装，该文针对构件组装的核心问题：构件间交互的不匹配，采用复合构件组装的方法，提出一种通用连接器模型用以对不同连接器模型进行描述。给出4种复合构件组装机制及各种机制的组装方式，并对复合构件进行扩展，使其具有动态性，能较方便地实现动态体系结构。     

Models and temporal logical specifications for timed component connectors

Component-based software engineering advocates construction of software systems through composition of coordinated autonomous components. Significant benefits of this approach include software reuse, simpler and faster construction, enhanced reliability, and dramatic reductions in the complexity of construction of provably correct critical systems, many of which involve real-time concerns. Effective, flexible component composition by itself still poses a challenge today and yet the special nature of real-time constraints makes component-based construction of real-time systems even more demanding. The coordination language Reo supports compositional system construction through connectors that exogenously coordinate the interactions among the constituent components which unawarely comprise a complex system, into a coherent collaboration. The simple, yet surprisingly rich, calculus of channel composition that underlies Reo offers a flexible framework for compositional construction of coordinating component connectors with real-time properties. In this paper, we present an operational semantics for the channel-based component connectors of Reo in terms of Timed Constraint Automata and introduce a temporal-logic for specification and verification of their real-time properties.      

Embracing dynamic evolution in distributed systems

Distributed systems aren't only more widespread than they used to be, but they've become more critical than ever, having moved from client-server systems to multitier heterogeneous systems. Many of these applications - such as telephone exchange systems - must be operational 24 hours a day, so shutting them down isn't a viable option for administrators who must make systemwide changes. As a system becomes larger and more complex, the likelihood of defects increases, which means a greater number of required fixes. Studies have found that nearly half the software development effort in complex distributed systems is devoted to maintenance. Furthermore, the industry currently favors iterative and incremental development approaches over the traditional waterfall approach in software engineering to flexibly handle requirements and reduce project risks by deploying smaller changes. These changes are regular and predictable. So, how can we build distributed systems to handle these kinds of changes? The answer, we argue, is dynamic evolution. From a business perspective, dynamic evolution permits frequent upgrades, which reduces the time between releases. Dynamic evolution also enhances flexibility in implementing changes to unforeseen and fluctuating business requirements. Many specialized distributed systems will benefit from factoring dynamic evolution into their designs. We can easily achieve dynamic evolution in a component-based distributed system. The abstraction of components and their connectors facilitates system structures to accommodate changes.     

基于CHAM的软件连接件形式化模型

软件连接件是软件体系结构中的一个重要概念，是构件间相互作用的媒体。用形式化方法对其模型加以描述是软件体系结构研究中的一个重点。化学抽象机形式化语言(CHAM：Chemical Abstract Machine)是一种通用的、简单直观的计算模型描述语言。本文在分析了连接件语义模型的基础上，提出了一种基于CHAM的软件连接件描述模型，从软件连接件静态组成及动态行为两个方面对连接件进行形式化、规范化地描述和分析，以期进一步实现简化软件连接件的设计、增强其通用性的目的。     

Local and global deadlock-detection in component-based systems are NP-hard

Interaction systems are a formal model for component-based systems. Combining components via connectors to form more complex systems may give rise to deadlock situations. We present here a polynomial time reduction from 3-SAT to the question whether an interaction system contains deadlocks.     

一种基于BPEL的通用安全控制模块设计方法

随着面向服务架构(SOA)的提出,软件系统的整合与开发速度将越来越快,但软件系统的安全机制却是每次开发时都需要重新建立,并且随着软件系统日益增多,安全机制的复杂程度将不断提升。提出一种基于商业流程执行语言(BPEL)的通用安全控制模块设计方法,以减少相应的权限开发与管理工作,同时还以制造业企业资源计划系统（ERP）与电子商务系统账户整合为例说明权限模块的运行机制。