软件体系结构动态演化的条件超图文法及分析

针对目前.软件体系结构动态演化描述方法的不足,提出用约束超图表示软件体系结构,用左右应用条件刻画软件体系结构动态演化的前断言和后断言,用条件超图文法建模软件体系结构动态演化过程.通过案例分析,讨论了如何构建条件超图文法并应用于软件体系结构动态演化.在此基础上,建立软件体系结构动态演化的一致性条件定义,给出动态演化的一致性判定方法.最后,设计实验进行分析,验证了方法的有效性.     

基于图文法的动态软件体系结构支撑环境

使用类型化的属性图及其图文法来直观而形式地刻画软件体系结构和体系结构风格,用图转换来刻画动态体系结构的重配置行为.基于这种刻画,构建了一个动态软件体系结构支撑环境.该环境一方面,通过一个基于图文法的编辑器来支持体系结构图模型的可视化构造和操纵;另一方面,基于内置运行时体系结构技术实现了体系结构图模型在具体系统中的物理实施,并使得图模型上的图转换操作可以自动映射到实际系统的动态重配置上.再加上一系列的辅助设施,形成了一个较为完整的基于图文法的动态软件体系结构支撑环境.     

软件体系结构动态演化的元胞自动机模型研究

目前软件体系结构动态演化的元胞自动机模型存在描述单一、元胞间关系不明确、没有详细阐述动态演化过程应用约束条件的缺点。针对这些不足进行相关的研究,重新定义了软件体系结构动态演化的扩展元胞自动机模型,基于扩展元胞自动机模型结合演化应用约束条件,分析了软件体系结构的动态演化过程,运用元胞间控制约束条件和行为相关约束条件来正确地指导SA动态演化。提出了动点稳态转移的概念,对演化程度和一致性进行定义分析,此方法比以往的元胞自动机模型更能准确指导SA动态演化,促进SA动态演化的进一步研究。通过案例验证了该方法的应用价值和可行性,可以更全面地应用于软件体系结构的动态演化。     

一种图文法制导的软件体系结构开发环境Artemis-GADE

图形化、集成化的软件体系结构开发环境对于推动软件体系结构相关技术的研究和应用具有重要的意义.提出了一种基于图文法的可视化编辑环境生成机制.对于给定的软件体系结构风格的图文法描述,可以自动生成相应的图文法制导的体系结构编辑工具.与常见的基于Meta-Model的开发环境相比,这种图文法制导的开发方式更多地利用了相应软件体系结构风格的内在语义,从而提高了环境的易用性和可靠性. 设计并实现了一个原型系统Artemis-GADE(graph grammar-directed architecture development environment),初步验证了上述途径的可行性.     

一种面向动态软件体系结构的在线演化方法

为适应计算环境和用户需求在系统运行期间的变化,满足软件系统进行动态演化的需求,提出面向动态软件体系结构的在线演化方法,设计并实现了一种运行时刻的软件体系结构元模型,将原先运行时刻不可见的体系结构设计信息具体化为显式的体系结构实体,并与系统实现及系统规约之间保持因果关联.元模型的演化可通过反射实现对运行系统的修改和对规约的更新,所有演化行为都在良定义的体系结构元模型的指导下规范地进行,保证了演化前后系统的一致性、完整性和演化的可追溯性.基于该方法开发了可视化支撑平台Artemis-ARC系统,支持构件和服务的设计、开发、集成及动态演化,并通过简单的应用实例展示了在线演化的效果.     

基于上下文相关的软件体系结构求精方法

为了提高软件体系结构求精的精确性与可追溯性,使处于不同抽象层次之间的体系结构之间形成规范的映射体系,引入了形式化方法,定义了一种基于上下文相关文法的形式化的求精文法,并将该文法应用到体系结构求精中,给出了基于构件的体系结构形式化求精过程.最后,基于体系结构求精方法建立了相应的用于指导软件开发的模型.     

基于Petri网的面向动态演化的软件体系结构建模

为了应对软件动态演化面临的挑战,应提高所建立的软件体系结构模型的动态演化性.以扩展的Petri网为形式化工具,对面向动态演化的软件体系结构进行建模.首先,将Petri网扩展成为构件网结构,并设计有效支持软件动态演化的构件模型和连接件模型;其次,建立软件体系结构的静态视图和动态视图,为软件动态演化的分析和实施奠定基础;最后,通过案例研究表明:该方法是有效的,并可显著提高所建立的软件体系结构模型的动态演化性.     

基于Bigraph的面向方面动态软件体系结构演化研究

随着网络技术的发展,软件运行环境的开放化和用户需求的多样化,使得人们对软件动态演化能力提出了更高的要求.面向方面软件开发中的关注点分离思想很好地支持了软件动态演化,现有的形式化方法难以直观地表示体系结构的动态性,且不能很好地验证系统演化前后的正确性.Bigraph不仅具有直观的图形化表达能力,而且具备良好的数学基础,可以推理和验证系统的演化性质.因此,提出了一种面向方面动态软件体系结构(AODSA)模型,扩展的Bigraph用于描述AODSA的结构,使用Bigraph反应系统(BRS)来描述AODSA的动态演化.最后以一个简化的ATM存款系统模型为例,说明Bigraph表示的ATM模型以及基于BRS的演化过程.     

面向体系结构的可视化服务集成开发环境Artemis-VIDE

为支持直观易扩展的软件服务集成和所集成之应用系统的动态演化,本文提出了一个面向体系结构的可视化服务集成开发环境。该环境支持以图形化的方式定义系统的软件体系结构及相关协同逻辑,并据此生成内置于应用系统之中的运行时刻体系结构对象,作为应用系统运行和演化的基础。该环境还集成了服务搜索、基于图文法的体系结构检查等功能,为系统的开发、运行、监控和动态演化提供了一个一致、易用、可扩展的支撑平台。     

基于关联矩阵的软件体系结构动态演化及其实现

针对当前软件体系结构动态演化方法很少考虑组成元素之间关联的问题, 从关联的角度考虑软件体系结构的组成, 用关联矩阵和关联基数矩阵描述软件体系结构及其动态演化的各项需求, 提出了一种基于关联矩阵的软件体系结构动态演化方法, 并设计相应的算法进行实现, 最后通过案例进行分析和实验, 验证了方法的有效性。本方法可有效地实现软件体系结构动态演化的可追踪性和可控性。     

软件构架动态行为建模与检测

针对软件构架描述语言在分析、验证软件构架动态行为中的不足,用抽象代数对构件、连接器和体系结构配置进行抽象,提出了软件构架层次模型,并采用Pr/T网对软件构架动态行为建模.提出基于线性时序逻辑的软件构架动态行为模型检测方法,给出了该方法的算法描述.最后,详细描述了电子商务系统中并发控制机制的建模过程和检测结果.提出的软件构架动态行为建模与检测方法结合了Pr/T网和线性时序逻辑的优点,为开展软件构架动态行为的分析、验证提供了理论基础.     

A classification and comparison of model checking software architecture techniques

Software architecture specifications are used for many different purposes, such as documenting architectural decisions, predicting architectural qualities before the system is implemented, and guiding the design and coding process. In these contexts, assessing the architectural model as early as possible becomes a relevant challenge. Various analysis techniques have been proposed for testing, model checking, and evaluating performance based on architectural models. Among them, model checking is an exhaustive and automatic verification technique, used to verify whether an architectural specification conforms to expected properties. While model checking is being extensively applied to software architectures, little work has been done to comprehensively enumerate and classify these different techniques.The goal of this paper is to investigate the state-of-the-art in model checking software architectures. For this purpose, we first define the main activities in a model checking software architecture process. Then, we define a classification and comparison framework and compare model checking software architecture techniques according to it.     

基于构件的网构软件系统动态演化

为适应网构软件系统在线演化的需求,提出一种基于构件的网构软件系统动态演化模型。该模型以构件为基本单位,基于软件体系结构部署和实施演化,给出构件添加、删除和替换需求的演化算法,通过引入一致性检查机制保证演化的安全和可靠。该模型实施简单、具有普遍适用性,软件系统无须进行大量的改动即可适应该演化模型。     

基于身份的一次性公钥分析与重构

针对一种基于身份一次性公钥的构造方案给出2种攻击方法,指出其是可伪造的。基于超奇异椭圆曲线并利用一般椭圆曲线签名算法对基于身份的一次性公钥方案进行重新构造,新的构造方案能够抵抗伪造性攻击,是安全高效的。由于用户每次可以使用不同的公钥,方案可用于解决Internet通信中的匿名认证问题,实现用户隐私的有效保护。     

嵌入式实时系统的软件需求检测

以需求描述模型HRFSM(hierarchical finite state machines based on rules)为基础,提出了一个嵌入式实时系统软件的动态执行模型(dynamic execution model,简称DEM)和基于该模型的检测方法.由于DEM能将控制流、数据流和时间有效地集成为一体,故提出的检测方法能检测嵌入式实时系统的软件需求的一致性和完全性.该检测方法由3种侧重点不同的检测形式组成,并能在检测过程中提供一些重要的检测信息.分析员可以利用基于该检测方法的工具灵活地对嵌入式实时系统的软件需求进行检测,以提高分析和检测软件需求的效率.     

C_2风格软件构架的演化研究

软件演化是软件生命周期中始终存在的变化活动,软件维护只是软件演化的特定阶段的活动和组成部分。由于软件复用思想的兴起,基于构件和构架的软件开发方法得到越来越广泛的应用,而相应的软件演化就成为组成软件系统的构件的演化和构架的演化。该文探讨了软件演化和构架演化的概念,研究了构架动态演化所涉及到的问题,并在分析软件构架风格的基础上重点研究了C2构架风格对构架动态演化的支持能力。该文提出的构架动态演化模型及其与C2风格的结合能够支持实际的构架演化。