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.     

基于构件动态演化的行为一致性验证方法

为了保证构件在动态演化中的行为一致性,避免不合法的构件演化,提出一种基于进程代数的构件模型,引入对外主动请求接口和内部连接,形式化描述构件及其对外交互协议,给出相关定理和验证算法。实例证明,该构件模型可以验证动态演化中的接口兼容性、外部交互行为一致性,以及运行时行为完整性。     

基于Petri网的软件动态演化的一致性分析

在分析软件动态演化面临的挑战的基础上,以扩展的Petri网为主形式化工具,基于面向动态演化的SA元模型DEAM,对如何保证动态演化的一致性问题进行分析。首先,讨论了一致性分析的总体思路和策略,确定以构件作为动态演化实施和分析的基本对象;其次,从构件结构演化的视角对构件的子网类型进行分析,提出了保证结构一致性的方法;再次,从构件行为演化的视角,分别从内部和外部观察构件演化前后的行为,并通过建立模拟关系来分析和判断演化前后构件的行为是否一致;最后,通过案例研究对所提方法的可行性进行验证。     

网构软件演化的业务一致性验证方法

为提高网构软件的可信性,提出一种网构软件演化的业务一致性验证方法.基于接口自动机对由XYZ/ADL描述的系统进行语义解释,定义XYZ/ADL到接口自动机的转换规则,给出检验系统业务一致性的3个规则,结合实例给出业务一致性的检验过程.通过模型检测器Spin证明该方法能够验证网构软件演化的业务一致性.     

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Jboss AOP的软件动态演化

大型的长期运行的系统往往要求软件系统不能停止运行,而软件演化作为软件维护的重要部分是每一个软件系统不可或缺的,这就要求能够实现软件的动态演化.提出了一种基于AOP技术的软件动态演化机制,这种机制分为两种策略:运行时软件的功能更新方法和代码更新方法.根据对软件进行更新依赖的静态分析,按照一定的规则将一个个更新的动作作为一个系统的横切方面动态编织到系统中去,从而实现软件的动态演化.     

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。     

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。     

构件动态演化内部一致性保证方法

基于构件的软件开发已成为软件开发的主流方法,针对构件式软件动态演化后的一致性保持问题,目前大多数学者主要是从构件式软件的外部一致性角度进行分析和研究。为此,从构件内部的角度出发,提出一种保证构件式软件动态演化构件内部一致性的方法。首先,对构件及其相关模型进行建模,并给出了构件内部类有向图的同态映射关系的判定算法;其次,给出构件式构件动态演化内部一致性的标准,基于进程代数的强模拟理论和图论中的同态映射关系,分别从全局和局部的角度定义了构件式软件动态演化前后构件内部一致性标准的充分条件和必要条件,并对其进行了证明;然后,基于上述工作,给出了构件动态演化内部一致性保证方法的流程;最后,通过案例研究表明该方法的可行性和有效性。     

基于非功能性特征的软件动态自演化框架

针对软件系统的动态自适应演化要求,提出一个基于非功能性特征的软件动态自演化框架。该框架将非功能性特征与不同目标的方面实现相关联,刻画它们之间的正负影响及权衡关系,并通过对方面实现的动态编织实现动态自演化。实验结果表明,该框架是有效可行的。     

基于服务组合的可信软件动态演化机制

以基于服务组合的可信软件为研究对象,重点研究通过组合服务的动态演化机制保障网络化软件的可信性.首先,提出了一个合理性保持的演化操作集,避免复杂的验证过程,使得演化后的组合服务保持结构合理性;在此基础上,通过构造冗余路径的方式给出了一个面向可用性保障的组合服务演化方法;然后,针对组合服务动态演化过程中运行实例的处理,设计了一个组合服务演化中运行实例在线迁移算法,为正确实施演化提供支持;最后,设计实现了一个支持动态演化的组合服务执行引擎,并通过实验验证了所提出方法的有效性.     

一个面向服务的支持动态演化的软件模型

为了使面向服务的架构更适应动态演化的需求,提出了基于体系结构空间、支持动态演化的软件模型SASM．SASM是使用反射技术,通过具有因果相联的基层和元层来构造．基层由可运行的服务形成,元层是一个具备树形层次、层间存在求精关系的体系结构空间．该空间反映了需求的层次性,提供给用户不同抽象级别的视图和管理手段．通过对体系结构空间的观察,可获知系统的结构和行为信息．通过对体系结构空间的在线调整可实现对基层的修改进而实现系统的非预设动态演化,而空间中不同层次之间的求精关系保证了应用的完整性和演化的一致性．     

一种基于智能体技术的软件自适应动态演化机制

针对分布式软件系统在动态演化中面临的原有软件单元难以重用、忽视软件内部运行状态引发的演化需求等问题,借助智能体(agent)具有的环境适应性、变化敏感性等特征,提出了一种基于智能体技术的软件自适应动态演化机制.通过将软件单元封装为Agent,并定义单元间的演化规则,使演化机制重用原有软件单元.通过一种基于数据推送的动态环境感知方法实现Agent间协作关系调整,同时满足来自内外部环境引发的动态演化需求.通过引入信息中介服务,实现了基于改进合同网的Agent协作策略,能够自适应地更替Agent,满足用户意愿变更引发的动态演化需求.依据演化机制在支撑环境中的运行情况及相关能力指标的分析,说明所提出的演化机制适用于动态复杂的分布式软件系统,是一种有效的软件自适应动态演化机制.     

基于Spring的构件动态演化机制

针对Spring开源框架不支持动态演化的问题,提出一种基于Spring的构件动态演化机制。在设计开发模式上,对系统进行面向业务逻辑和配置文件的模块化划分,在体系结构上,引入演化代理,对模块间调用进行解耦,模块调用由实例管理中心进行统一管理控制。在Spring框架中实现该机制,并通过计算Π值进行实验验证,结果表明,该机制可以使软件系统在运行期间实现演化,对系统效率基本无影响。     

基于LDA的软件演化确认建模

演化是软件生命周期中一个重要的部分。现在有大量软件已经演化了数个版本,而如何确认演化后的软件与演化目的相符合,成为了一个需要解决的问题。由于目前还没有一个系统的方法来处理此类问题,提出了采用LDA主题模型的方法对演化确认进行建模分析。用LDA方法对软件源代码中的某些特征进行建模,通过模型能够分析出源代码内潜在的主题。将提取分析出来的主题与软件演化发布的相关报告做对比,找出它们之间的区别,以此确认演化后的软件是否符合演化目的。     

基于不动点转移的SA动态演化模型

构造性和演化性是软件的两个基本特性．而软件演化包括静态演化和动态演化两个方面．动态演化更为复杂,这种复杂性决定了．对动态演化的研究首先应从宏观层面人手．软件体系结构SA作为软件的蓝图和支撑骨架．为人们宏观把握软件的动态演化提供了一条有效的途径．该文描述了构件——连接件组成的SA动态语义网络模型．分析了SA动态语义网络模型中的浸润过程．给出基于不动点的浸润过程收敛的判定,提出了邻接矩阵过滤和原子过滤的概念,阐明了基于邻接矩阵原子过滤的SA动态语义网络浸润步的原子性．指出SA动态演化过程可用一系列邻接矩阵原子过滤在时刻上相继的逻辑衔接来描述．最后给出了两个层面上对SA动态演化波及效应的分析方法．为基于矩阵变换的SA动态演化的进一步研究和计算机自动量化描述奠定了基础．