软件产品线领域模型与应用模型的通用同步演化方法

领域模型与应用模型保持一致的同步演化对于软件产品线的长期发展至关重要.然而,为不同类型的模型分别开发同步机制可能成为冗余且容易出错的工作.因此,提出一种软件产品线领域模型与应用模型的通用同步演化方法.该方法的核心是一个被称为SPL-GSync的基于模型的通用同步框架.框架涵盖一个通用元模型,能够通过一种通用的描述方式表示不同种类的产品线模型的内容,尤其是领域模型所包含的可变性.基于该元模型,定义了一套可复用的同步规则集.只需开发不同类型的模型与通用模型的双向转换程序,SPL-GSync便能有效实现不同类型的领域模型与应用模型之间的一致性同步.另外,SPLGSync已被实现为遵循C/S架构的软件工具原型,本文使用该工具以特征模型间的同步实例展现方法的有用性.     

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。     

基于ASP的CSP进程描述与组合研究

前期工作中,为解决CSP模型检测不支持一次运行验证多条性质的问题,构建了基于ASP的CSP模型检测框架,但其存在着可描述并发进程形态不完善与可验证并发系统规模受限的问题。构建了全新的并发系统ASP描述体系,其解决了前期工作中前缀描述不允许出现类环状结构的问题,可完整描述各种形态的CSP进程。研究了并发组合进程生成技术,它可使多个进程自动化并发组合,并生成一个满足所有行为特性、具有一致结构特性的新进程,保持了验证框架内进程描述的一致性,有利于并发进程的抽象与验证。实验表明了基于ASP的CSP进程描述与组合进程生成技术的有效性,以及基于该ASP描述体系的系统性质验证的可行性。     

基于不可追踪模型的轻量级RFID认证协议

在Ha等提出的基于Hash函数的低成本RFID认证协议中, 敌手捕获 标签和读卡器之间传送的信息后,就可以实现跟踪攻击。在分析Ha等提出的低成本RFID认证协议的基础上,设计出了 效率更高的追踪攻击算法。Ha等提出的低成本RFID认证协议易于遭受追踪攻击,敌手可以从低位到高位,逐个比特位地猜测出合法的标签密钥的比特位,针对这一缺点提出了可以抵抗追踪攻击的改进协议,并用不可追踪模型形式化证明了该协议不可追踪的鲁棒性。     

基于进程迹的CSP模型验证框架

CSP(Communicating Sequential Processes)是构建并发系统和网络安全协议的经典方法。当前主流的CSP模型验证方法需将进程转化为迁移系统,转化过程比较复杂;性质采用迹进行规范,不利于活性的描述。提出了一种基于进程迹的CSP模型验证框架,其性质采用通用的规范方法LTL进行描述。利用ASP(Answer Set Programming)技术实现了一个CSP验证系统。实验表明,与类似系统相比,该系统的描述能力更强,验证结果的准确性更高,在性质不满足时还可提供反例。     

一种基于GPU的并行算法功耗评估方法

随着软件和硬件的不断发展,图形处理器(GPUs)已经广泛用于通用计算领域,并作为加速器来协助CPU加速程序的运行。为了追求高性能,GPU往往包含成百上千个核心运算单元,高密度的计算资源使其在性能远高于CPU的同时功耗也高于CPU,因此功耗问题已经成为制约GPU发展的重要问题之一。分析了并行程序在GPU上运行时消耗的功耗,提出了并行算法在GPU上运行的功耗评估方法,接着通过并行前缀求和算法对该方法进行了详细的论述与分析。在实验部分通过稀疏矩阵向量乘算法的实际应用对该方法的正确性以及敏感性进行了证明与分析。结果表明,对于给定的程序,在满足性能要求的前提下,最优线程块数、存储访问方式以及任务分配顺序是影响系统功耗的关键因素。     

基于GPU的SIFT特征匹配算法并行处理研究

SIFT算法因具有旋转、缩放以及平移不变性而在影像配准和基于影像的三维重建领域得到广泛应用。但该算法复杂度较高,在CPU上执行的效率不高,难以满足对实时性要求较高的应用。在深入分析SIFT算法原理的基础上,针对该算法提取特征的多量性和特征向量的高维性,将该算法进行了并行化改造以利用GPU强大的并行计算能力,并与CPU上实现的SIFT算法进行了比较。实验证明,基于GPU的SIFT算法执行效率大幅提升,平均可以达到10倍以上的加速比。     

TBFL和SAFL方法熵分析

为TBFL(testing-based fault localization)方法和SAFL(similarity-aware fault localization)方法构造了熵模型,并用该模型对Dicing方法、TARANTULA方法、SAFL方法在一个实例上进行分析比较。结果表明,熵模型可以为构造以及分析TBFL方法和SAFL方法提供一个原则性框架。     

PSO-based K-means算法及其在网络入侵检测中的应用

PSO算法是一种基于群体智能的群优化和群搜索算法,效率高、收敛快。提出将其与K-means算法结合,用于网络入侵检测。实验表明,PSO-based K-means算法克服了K-means算法对初始聚类中心、孤立点和噪声敏感且易陷入局部最优解的缺点,收敛速度快,检测准确率较高。     

一种基于关系矩阵的决策表正域约简算法

研究了粗糙集属性约简问题,引入等价关系矩阵的诱导矩阵和矩阵的λ-截矩阵等概念来计算决策表的上、下近似集,进而给出基于关系矩阵的决策表正域求解方法,并从理论上证明了该方法的正确性。提出了粗糙集属性核的启发式约简,并用该方法计算最小约简,在属性动态增加时,用矩阵快速更新的方法来改变属性等价关系矩阵,可以快速地计算属性变化后的正域。最后,通过实例分析说明了属性约简的具体操作方法和算法的有效可行性。     

基于特征切片的软件产品线模型检测

特征模型是一种描述软件产品线中共性和可变性特征的通用形式。特征模型象征着所有可能的应用程序配置空间,是实现个性化产品定制的基础。随着软件产品线的规模和复杂程度的增加,如何有效支持以用户需求为基础以及根据特定需求和利益相关者的目标进行个性定制开发是亟待解决的实际问题。提出一种根据用户需求对特征模型进行切片,进一步结合三值逻辑对行为模型进行抽象,最后利用模型检测技术对软件产品线进行验证的方法。实验结果证实了该方法的有效性。     

一种适用于软件产品线的特征模型

针对传统的特征模型中存在的对软件产品线可变性需求表达不准确、缺乏特征描述方法的问题,在FODA等方法的研究基础上,从特征模型的层次分解、特征间依赖关系、变化性表示方法等方面进行描绘,提出一种适用于软件产品线的特征模型和特征描述方法．该特征模型能够帮助产品设计人员和开发人员正确理解产品需求,也是为后续实现软件产品线自动化生产打下基础．     

基于特征模型的软件产品线可变性建模方法

特征建模是软件产品线开发中的一项关键活动,对特征可变性和特征依赖的建模是特征模型中最重要的组成部分。阐述了特征模型的元模型,着重讨论了特征可变性建模过程,详细分析了特征可变性、特征之间关系、特征依赖类型的识别方法和使用特征依赖矩阵的表示方法。在此基础上,还通过一个库房监视系统应用软件的产品线可变性建模实例验证了该方法的有效性。     

基于GRoundTram的软件产品线设计模型的同步方法

领域设计模型与应用系统设计模型是软件产品线开发与定制阶段的重要产物。在产品线的生命周期中,为 了保证这两个模型之间的一致性,需要采用自动化或半自动化的手段实现模型之间的同步。针对该问题,提出了一种 基于GRoundTram的软件产品线设计模型的同步方法,称为SPLSync-GRoundTram。该方法将领域设计模型与应用 系统设计模型之间的同步问题转换为基于图的模型双向变换问题,并使用GRound"hram实现自动化的同步操作。 出了该模型同步方法的具体操作步骤,并通过一个“网上书城”的设计模型实例展示其有效性。     

基于双格的软件产品线模型检测

软件产品线在保留每个产品的可变性前提下通过最大化产品间的共性实现资源的再利用,从而提高生产效率和节约生产成本。近年来,基于特征的状态迁移系统应用于软件产品线的建模和验证中。然而现有的方法不能很好地支持软件产品线中存在的信息不确定和不一致的情况。为此,首先提出一种基于双格的特征迁移系统,用于软件产品线的行为建模,采用投影的方法定义产品的行为模型;然后采用动作计算树逻辑描述系统的时序属性,并且给出它在新系统上的语义,用于支持基于双格的模型检测;最后,采用多值模型检测工具χchek对方法的有效性进行实验分析。     

一种软件特征模型扩展和演化分析方法

特征模型是面向特征的软件开发过程的重要概念和制品,该模型以特征为单位,刻画了领域产品的共性和可变性.在日趋频繁的软件演化过程中,保持特征模型的一致演化,对于支持高效的复用开发和按需配置至关重要.目前,大多数的研究是在需求层面进行共性和可变性分析,对特征模型的研究则集中在对共性和可变性的建模上.但是,由于特征变更在建模过程中存在"涟漪"效应,会导致新的共性和可变性演化.现有的分析方法还无法解决这个问题,会导致丢失一些潜在的产品共性,从而影响复用的效率.提出了一种特征模型扩展和演化分析方法.通过扩展特征关联关系和模型演化元操作,实现对特征变更"涟漪"效应的分析.发现潜在的产品共性,提出重构策略和半自动化的共性提取和特征重构支持方法.该方法还针对典型的配置冲突提出了冲突消解规则和策略.最后,通过案例分析验证了该方法的可用性和有效性.     

MobiLine: A Nested Software Product Line for the domain of mobile and context-aware applications

Mobile devices are multipurpose and multi-sensor equipments supporting applications able to adapt their behavior according to changes in the user’s context (device, location, time, etc.). Meanwhile, the development of mobile and context-aware software is not a simple task, mostly due to the peculiar characteristics of these devices. Although several solutions have been proposed to facilitate their development, reuse is not systematically used throughout the software development life-cycle. In this paper, we discuss an approach for the development of mobile and context-aware software using the Software Product Line (SPL) paradigm. Furthermore, a Nested SPL for the domain of mobile and context-aware applications is presented, lessons learned in the SPL development are discussed and a product for a context-aware visit guide is shown.     

基于OOP和AOP的软件产品线实现技术研究

作为目前最为主流的软件开发技术,面向对象的编程OOP(Object-Oriented Programming)对于软件产品线可变性的实现提供了一定的支持.但OOP对于具有横切特性的产品线特征以及可选的特征交互关系仍然难以提供灵活、有效的支持,因此一些相关研究者将面向方面的编程AOP(Aspect-Oriented Programming)引入到产品线实现方法中.AOP不仅能分离横切的关注点,而且还通过依赖关系分离的方式为可选交互关系的灵活配置提供了有力的支持.显然,结合OOP和AOP这两种技术实现的产品线系统将具有更高的可复用性、灵活性和可配置性.在相关问题分析的基础上对基于OOP和AOP的产品线实现技术进行了研究,并通过一个酬金发放系统产品线的实例分析对相关方法进行了验证和分析.     

一种生产线架构中的工作流过程定义复用方法

针对工作流管理系统在实际应用中面临的过程定义低效、复杂的问题,借鉴软件复用的思想,提出了一种生产线架构下的工作流过程定义复用方法.该方法建立在领域业务本体和工作流模板这两类可复用资产之上,尝试建立特定领域工作流过程定义的复用机制,以提高过程定义的效率.着重探讨了可复用资产的构建、描述和检索等问题.介绍了基于复用的工作流过程定义方法,并开发了相应的实用工具以验证该方法的有效性.     

基于生产线方式的软件开发

计算机在不同行业的广泛使用,需要大量的软件作为支撑。越来越多的软件企业发现按照传统的方式即一次开发一个软件的方式已经不能够满足需求,它们需要提高软件开发的效率,而基于生产线方式的软件开发可以较好地解决这个问题。本文介绍了基于生产线方式开发软件的基本概念及其优点,软件生产线与软件成熟度模型集成的关系,以及实施软件生产线过程中可能用到的度量标准,最后指出实施软件生产线过程中可能引入的风险。