基于Bigraph理论的动态演化软件相关特性分析与验证方法

软件演化中的行为一致性、相容性以及系统完整性约束,长期以来是动态演化中研究的热点.本文利用Milner等提出的Bigraph理论对软件演化中的特性进行研究.与以往利用Petri Net、演算及进程代数不同,Bigraph融合演算和移动Ambient 演算的优势,其目的为现有的移动和并发理论建立统一的元模型,并且引入环境上下文参与系统的迁移,使系统的描述更为直观和精确,从而适合对动态演化形式化.本文简要介绍Bigraph的基本概念和现状,利用Bigraph建立演化系统的构件模型,并在Bigraph理论基础上给出分析和验证完整性、一致性和相容性相关规则,并通过具体实例验证利用Bigraph对动态演化建模的有效性.     

一种基于Bigraph理论的软件演化过程模型研究

基于Bigraph理论对软件演化过程模型进行研究, 目的是能更好地对软件演化过程中相关动态变化进行建模。利用Bigraph理论和软件演化过程的思想, 首先提出了一个形式化的软件演化过程模型, 然后用扩展的Bigraph来描述软件演化过程模型的结构, 使用Bigraph反应系统来描述软件演化过程模型的动态变化, 最后对软件演化过程模型动态调整后的完整性进行了验证。     

Bigraph理论在自适应软件体系结构上的应用

现有的软件体系结构形式化方法对体系结构的动态性、自适应性支持有限,并不能很好地验证系统演化过程中的一致性、完整性等动态特征.Bigraph理论融合了,π演算和移动Ambient演算的优势,重点强调计算的位置和连接两方面因素,具有较为完整、可扩展的理论框架.这使得Bigraph不仅在概念上能够满足现有自适应软件对结构和行为的需求,而且还提供了直观、普适的表达能力.文中简要介绍了Bigraph的基本概念和现状,利用Bigraph理论对自适应软件体系结构进行了形式化规约,分析和验证了系统动态演化的性质,并探讨了Bigraph理论在自适应软件体系结构形式化方面的优势和拓展方向.     

一种支持动态演化的AOP框架

传统面向对象(OOP)框架对软件的变化性和复杂性支持有限.为此,基于C++语言,提出一种支持动态演化的面向方面编程框架——AODF.给出Bigraph理论的静态和动态建模过程,通过Bigraph反应系统实现AODF的动态演化,使用图形及形式化的项语言表述其演化过程.实验结果表明,与传统OOP框架相比,AODF的代码模块化程度更高,软件系统扩展性更好.     

方面化构件软件动态演化支撑框架研究

随着用户需求和开放的网络计算环境的不断变化,软件复杂性与演化要求也随之不断增强。为适应基于关注点分离的方面化构件软件的动态演化需求,提出一种动态方面编织框架DWAC(Dynamic Weaving Framework for Aspectual Component-based Software)。该框架以方面化构件为基本单位,基于软件体系结构规约和系统实现,给出方面化构件增加、删除和修改的具体执行过程,并举例验证了其对面向方面的构件化软件动态演化的支持能力。     

基于构件运算的软件演化研究

当前对软件构件的描述均采用图形加文本的方式或形式化描述语言,这些描述对构件的动态行为、互操作和演化特征方面的描述明显不足,无法系统科学地描述软件演化。针对该问题,文章引入用代数理论对构件的属性和行为特征进行抽象而提出的构件调用运算、协作运算和条件运算的新方法。对软件系统进行抽象化,把软件系统的演化归结为构件表达式的变化,利用代数理论对软件演化中构件的增加、删除、相互关系的修改进行系统研究,并给出将演化后的结果用图形方式表示的方法。     

一种MPI并行软件的动态演化框架

为使MPI并行计算软件具有运行时改变软件功能和拓扑的能力,基于MPI系统模型提出一种用于描述和实现动态演化的两层软件框架。在管理层,采用适用于消息传递的管道-过滤器风格规范系统的结构、分析并行软件的可演化性,并约定一种相应的动态ADL用于描述演化行为。在计算层,设计符合管道-过滤器风格的构件元模型及过滤器的重配置管理自动机。针对实现演化的两个核心问题,即进程的启动和数据连接的建立释放,实现基于MPI动态进程管理的重配置方法。通过性能测试,验证了该软件框架的可用性,为并行计算软件的动态演化提供了一种新的实现方法。     

一个支持动态需求集的软件设计模型

就软件在需求变化时的适应性问题提出了一个可以动态演化的软件模型。首先描述了该模型的结构,然后解释了该模型的动态演化特性以及基于该模型的开发方法,最后给出了一个通用报表的实例验证了该模型的有效性。     

一种反应式SPM及其动态语义XYZ表示

过程支撑环境PSE(process supporting environment)是一种支持软件过程元过程的计算机环境,PSE通过运作一个事先定义好的软件过程模型SPM(software process model)来控制和指导实际软件开发过程.SPM使用的控制方式分为主动式(proactive)和反应式(reactive)两种.由于主动式不能很好地支持软件过程的演化,反应式渐渐受到人们的重视.提出了一种反应式SPM以及建立这种模型所使用的图形化的软件过程建模语言,同时,对于所建立的SPM,提出用时序逻辑语言XYZ/E表示它的行为视图动态语义的方法.这为模型提供了明确的动态语义,为其运作和分析提供了形式化基础.     

面向方面建模的研究

为了解决OOP中横切关注点与业务逻辑代码纠缠的现象,人们提出了面向方面编程(AOP)方法,以弥补OOP的不足.然而目前在软件开发的早期阶段缺少面向方面(AO)模型的支持,AOP方法仅体现在软件生命周期的编码阶段.在不改变UML规格说明的前提下,通过对UML进行扩展,给出了在软件生命周期中设计阶段AO的静态模型,并提出了一种面向方面动态模型-协作图的生成算法,使开发者在设计阶段更易识别和描述软件的横切关注点,使所设计的软件易于维护与复用.