网构软件体系结构代数模型

由于网络化软件的规模和复杂程度的不断增加,设计可伸缩的软件体系结构,开发可演化的软件系统遇到了挑战.挑战之一是很难把软件模型与原系统说明区分开来,使得软件系统的可演化性受到限制.一个有效的途径是建立可范用软件体系结构的抽象模型,指导网构软件设计,从而提高软件模型的概括能力和可伸缩能力.本文提出一种网构软件体系结构代数模型,其中一个创新思想是把网构连接子解释成网构变量的运算.结合代数学方法和软件实现技术,定义了6种网构连接运算,所有运算是对连接子的代数抽象,因此软件体系结构的抽象表达能力得到了加强.为了展示提出代数模型的建模与分析辅助作用,介绍了一个基于代数模型的网构软件设计与演化的案例研究.     

一种基于代数语义的软件体系结构求精方法

软件体系结构是引导需求到实现的桥梁,目前在软件体系结构建模方法中主要分为形式化和非形式化两种。针对大型分布式系统的体系结构采用Petri网进行建模,兼顾了可视化操作和形式化的准确性,同时利用细化求精操作建立体系结构的层次模型,有效解决了状态空间爆炸问题。此外,在求精过程中为了保证用于下层求精的子网能准确表达上层行为规约,引入了进程代数来刻画Petri网的行为语义。最后,给出了进程项构造子网的算法及案例研究,并通过开源工具验证上述内容的正确性。     

面向服务的软件体系结构的形式化

用形式规格说明语言Z对面向服务这样一种新出现的分布式软件体系结构进行形式化，克服了原先面向服务体系结构的非形式化描述中的限制，为更好地进行面向服务的分布式软件开发提供了指导模型。     

使用基于进程代数的方法建立软件体系结构的安全模型

安全体系结构集成了软件体系结构与信息安全两大领域的研究,基于进程代数的语言适合描述基于并发交互构件的软件体系结构的一系列重要性质。使用基于进程代数的描述语言对结构中各组成元素和整体拓扑构形分别建模,形成安全的软件体系结构。     

基于价格进程代数的Web服务组合描述和成本分析

进程代数可有效地用于Web服务组合的描述和验证,然而缺乏对服务组合成本建模和分析的能力.提出一种扩展了价格信息的进程代数PPA, 在CCS基础上为进程动作和状态扩展价格函数, 给进程动作的执行标记价格,给进程的迁移状态标记成本.给出了PPA的语法和语义,定义了PPA成本弱互模拟并分析了其与CCS弱互模拟的关系,证明了PPA在CCS基础上扩展了成本建模能力,给出了成本状态空间构造算法,该算法支持选择成本优化的组合服务.实验分析了PPA用于Web服务组合成本建模和分析的可行性.     

基于进程代数规约生成软件体系结构模型的方法

需求规约到软件体系结构(SA)模型的转换是软件工程领域的一个研究热点,UML-RT广泛用于实时系统软件体系结构建模,然而基于自然语言规约建立的UML-RT模型往往是不精确的,存在二义性,为了解决这一问题,需要赋予UML-RT模型形式化语义.进程代数是一种用来解决并发系统通信问题的形式化方法,具有精确的语法和语义,并且便于机器自动检验与验证.TCSP是进程代数CSP的实时扩展,适合于规约实时系统带有时间约束的行为.提出一种基于进程代数规约生成SA模型的方法.首先建立了自然语言规约到SA模型的转换框架;然后使用时间通信顺序进程(TCSP)描述实时系统需求规约,通过建立TCSP到UML-RT的转换机制,从而实现进程代数规约到SA模型的转换;最后通过一个实例来验证该方法在实时软件建模过程中的有效性.实验分析表明通过该方法建立的UML-RT模型能够从整体上提高实时系统SA设计的可信性.     

可信链的随机进程代数模型*

计算终端引导过程的可信链表现为顺序性,在运行过程中可信链表现出随机性。相关研究工作以计算终端引导过程的可信链建模为主。以随机进程代数为形式化描述语言,建立了一种可信链模型来描述计算终端运行过程的信任传递。该模型在随机进程代数的语法中扩展了完整性属性和完整性度量概率,建立了信任传递的语义规则,并提出了基于随机进程代数的可信链语义模型。该模型对于进一步研究可信链和计算终端的完整性具有一定的参考价值。     

面向服务软件体系结构的XML描述和构造

介绍一种新的基于XML的用来描述服务软件体系结构的体系结构描述语言S-XADL.S-XADL规约采用XML作为元语言,集成了相关的UML 2.0 Profile规则、OCL语言和MSC表示法,除具备描述软件系统高层结构的能力,还为定义服务的交互集成模式和把服务映射到目标构件配置提供了建模元素.提出一个三阶段的软件体系结构迭代改进过程,该过程把服务视为首要的类建模元素,并认为服务是横切体系结构的方面.给出一个使用MVC模式的运行实例的面向服务体系结构建模,用以展示该方法的可行性和有效性.     

一种基于进程代数的软件体系结构描述语言PEADL

对性能评价进程代数(PEPA)扩展,提出具有时序特征的随机进程代数(ESPA)。在此基础上进一步提出一种软件体系结构描述语言(PEADL)。介绍PEADL的语法和语义,并通过三层C/S结构应用系统展示PEADL的表述能力。     

服务组合的代数规约

现有的服务组合描述途径不能有效地验证和测试组合正确性,针对这一问题,提出了一个代数规约方法,引入规约包机制扩展面向服务代数规约语言SOFIA以支持该方法。用代数规约单元描述服务系统中的各种实体,其中基调部分定义实体的语法和结构,公理部分定义其功能和行为特性。与一个服务相关的规约单元封装在一个包中或拆分在几个相互引用的包中,每个包形成一个命名空间。当多个服务组合在一起时,以这些服务的代数规约包为基础,一方面抽象地定义组合服务的交互过程和语义,形成描述服务组合实现方式的实现规约包;另一方面抽象地定义组合服务对外接口及其功能语义,形成描述组合服务需求的抽象规约包。在实现规约和抽象规约的双元结构基础上,进一步定义了实现规约和抽象规约之间必须满足的“实现”关系,证明了满足实现关系可以保证实现的正确性,从而为服务组合的可验证性和可测试性奠定了理论基础。最后结合实例分析阐述了用代数规约描述服务组合的抽象性、可表达性和可验证性。     

面向服务架构的ERP软件设计新思路

传统构架下的ERP软件,在实际应用中出现了许多问题.文章介绍了一种新的软件架构方法--面向服务架构(SOA)的理念及其特点,并对面向服务架构的ERP和面向对象架构的ERP分别在体系结构和开发方法上作比较,最后选取SAP公司的NetWeaver和ESA产品设计理念作为案例,进一步阐述了SOA思想在ERP设计中的应用特点和优势.     

面向服务的网格软件测试环境

作为保证网格服务质量的重要技术手段,网格软件测试已成为网格研究的热点内容.作为开放的体系结构,SOA(service oriented architecture)为网格技术研究提供了有效的方法和手段.分析研究了面向服务的网格软件测试关键技术,重点从网格服务测试、网格性能测试和网格软件测试管理3个方面探讨了网格软件测试环境的构建.     

Performance Aware Service Pool in Dependable Service Oriented Architecture

As a popular approach to dependable service oriented architecture （SOA）, a service pool collects a set of services that provide the same functionality by different service providers for achieving desired reliability. However, if the tradeoff between reliability and other important qualities, e.g., performance, has to be considered, the construction and management of a service pool become much more complex. In this paper, an automated approach to this problem is presented. Based on the investigation of service pools in the typical triangle SOA model, two challenges critical to the effectiveness and efficiency of service pools are identified, including which services should be held by a pool and what order these services are invoked in. A set of algorithms are designed to address the two challenges and then a service pool can be automatically constructed and managed for given reliability and performance requirements in polynomial time. The approach is demonstrated on a J2EE based service platform and the comparison results between different pooling algorithms are evaluated.     

Modeling War as a Business Process with the Assistance of Service Oriented Architecture

The pace of war is increasing since militaries are adopting the ideas of NCW （network centric warfare）. Therefore, the process of war has to be modeled into the BP （business process） in order to benefit from available resources in real-time. There is an increasing need to automate command and control tools utilized in military operations because of the versatility and increase d tempo of operations. Operations can be commanded and orchestrated with the assistance of SOA （service oriented architecture）. SOA is currently seen as a technology that can satisfy these needs of NCO （network centric operations）. The BPs are chains of logic that request SOA services. This paper argues that in the case of a military setting, in order to achieve maximum impact with minimal effort （cf. downsizing）, military operations need to be modeled as BPs （e.g., a dismounted company attack）. This asks for using a RM （resource manager）, a scheduler and a BSS （battle secure scheduler） in allocating the requested services （e.g., processing a fire support order）. In the future, a single FFW （future force warrior）, an essential performer in military operations, can benefit from the BPs approach via enhanced performance, improved SA （situational awareness） and with decreased instances of fratricide. This introduced model examines war as a business process with the assistance of SOA and discusses how a business process--like orchestration of systems and services can improve the overall performance in given military settings.     

面向服务体系架构的研究

在基于分布式应用的互联网技术高速发展的今天,为解决异构平台互联、不同协议系统之间的通信、遗留系统和新增系统接口等等传统技术较难解决的问题,一种被称为"面向服务的体系架构SOA"的软件工程方法应运而生。SOA由于具有基于标准、松散耦合、共享服务、粗粒度和联合控制等优势,比以前的面向过程、面向对象、面向构件的方法能够更好地解决前述问题而日益受到软件理论界和业界的青睐。该文从概念介绍开始,逐步深入探讨SOA作为一种新型软件架构的基本特征和优点,详细介绍了SOA参考架构中的三个角色和三种操作,以及组成SOA的四个关键元素;然后把SOA与传统的软件架构进行比较,说明了SOA的必然性。     

基于OSGi的面向服务软件体系结构设计

为了实现企业级应用的基础架构、开发方式和部署方式的统一,文中研究了O SGi服务组件模型。O SGi提供了一种面向服务的组件开发框架,具有高度模块化和动态化特点。根据SOA架构思想和OSGi框架特性,设计一种基于OSGi规范的面向服务的软件体系结构,开发了统一服务架构平台,并通过组件化、图形化为设计、开发及调试等过程提供全生命周期的支持,实现了企业应用即插即用的模块化管理,能够有效提高软件模块复用能力和复用程度。     

面向服务的过程引擎模型设计

随着大规模软件的出现,软件质量成为软件行业倍受关注的重点问题之一。在基于一种粗粒度松耦合的面向服务体系结构,构建了一个主动过程引擎系统模型。该模型既可以完成软件开发过程的定义、解析和组装,也提供软件过程的主动执行和行为监控,同时也支持软件过程的演化,从项目的整体过程保证软件开发任务的顺利完成和软件产品质量。     

面向服务的线程控制模型研究

为了满足飞速发展的Intemet对服务器性能的要求,由多台服务器构成服务器集群系统来分担负荷已成为实现高可伸缩的、高可用网络服务的有效结构。目前的服务器集群系统大多集中在对服务器（包括虚拟服务器和真实服务器）进行改进或扩展上,而没有考虑对socket协议本身进行扩展,本文提出了一个新的面向服务的线程控制模型,通过对文件系统调用的修改,扩展socket协议,构建了支持集群的服务器集群系统,取得了良好的性能改进。     

QoS Driven Per-Request Load-Aware Service Selection in Service Oriented Architectures

Service selection has been widely investigated by the SOA research community as an effective adaptation mechanism that allows a service broker, offering a composite service, to bind at runtime each task of the composite service to a corresponding concrete implementation, selecting it from a set of candidates which differ from one another in terms of QoS parameters. In this paper we present a load-aware per-request approach to service selection which aims to combine the relative benefits of the well known per-request and perflow approaches. Our service selection policy represents the core methodology of the Plan phase of a self-adaptive service oriented system based on the MAPE-K reference loop. Since the service broker operates in a variable and uncertain environment where the QoS levels negotiated with the service providers can fluctuate, it requires some mechanism to enforce the QoS constraints with its users. To this end, we also propose an algorithm for the Analyze phase of MAPE-K which is based on the adaptive Cusum algorithm and allows to determine whether a change in the QoS level requires a service selection replanning. We present experimental results obtained with a prototype implementation of a service broker. Our results show that the proposed load-aware approach is superior to the traditional perrequest one and combines the ability of sustaining large volume of service requests, as the perflow approach, while at the same time offering a finer customizable service selection, as the per-request approach. Furthermore, the results show that the adaptive Cusum algorithm can quickly detect changes in the execution environment and trigger a new optimization plan before the system performance degrades.