软件体系结构层次的适应性度量技术研究

软件适应特定变化的能力对软件开发和维护都具有重要的影响.软件适应性(Software Flexibility)是反映软件适应变化能力的一项重要质量特征.实践说明软件体系结构设计在很大程度上决定了软件的适应性.在软件体系结构层次上量化地度量软件适应性,有助于设计人员改善和比较软件体系结构的设计方案,并可以辅助设计人员评价软件体系结构的质量.本文首先定义了软件适应性的因素-准则-度量模型(FCM模型);然后在此基础上提出了一种利用变化影响图(CIG)对软件适应性进行度量的方法.     

基于AOP的软件体系结构适应性研究

软件连接件作为软件体系结构的重要组成部分,负责构件间的交互,对软件体系结构的适应性有重要影响.本文在面向方面软件开发和基于构件软件开发相结合的基础上,针对系统体系结构的适应性,将面向方面编程(AOP)方法引入到软件连接件中,然后提出面向方面连接件概念及其模型,最后归纳AOP技术对软件体系结构适应性的改善.     

一种动态适应性软件体系结构模型理论研究

软件系统的演化需要具有灵活性、适应性的软件体系结构的支持。提出一种在组织结构上具有固有的动态性的软件体系结构理论模型——动态树型软件体系结构模型(DTSAM)。在DTSAM定义的软件体系结构组织结构下,软件系统的演化抽象成为一棵动态树的渐增和渐减。其中,所设计的渐增和渐减算法分别定义了动态树的增减过程;所设计的生长函数中适应性因子的调节,使得软件体系结构在组织结构层次上具有整体适应性和局部适应性。最后应用模型对例子系统仿真,其过程产生的结果也证实了这种适应性。     

一类通用的适应性软件体系结构风格研究

研究并提出一类通用的适应性软件体系结构风格.通过对适应性软件体系结构的基本特性分析,抽取适应性软件体系结构的通用框架,建立基于多视图建模理论的集成化适应性软件体系结构参考模型,给出多视图模型的演化与映射规律.基于元建模和图转换理论,提出模型映射一致性算法.最后,建立了适应性软件体系结构支撑环境.适应性软件体系结构适用于复杂软件系统,特别是网络环境下大型、开放式软件系统的开发和实施.     

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.     

面向方面的软件连接件复用研究

软件连接件是软件体系结构的重要组成部分,是构件间实现交互的唯一媒介.随着软件系统的复杂程度日益增加,连接件的复用的设计及实现对研究软件体系结构的适应性具有愈来愈重要的意义.因此,提出一种新颖的连接件复用方法,首先将面向Aspect软件开发思想引入到软件连接件中,利用Aspect机制中的Advice,对连接件中的非功能属性进行模块化封装并同连接实现分离.其次在复用连接件时插入不同的Advice,以实现具体的连接.该方法试图为连接件的复用提供一种有效的解决方案,以达到增强软件体系结构适应性的目的.     

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.     

演化信息驱动的软件体系结构重构技术研究

通过在软件体系结构层次实施软件重构,能够改善软件的质量、提高软件的易演化性。提出了基于演化信息实施软件体系结构重构的策略,通过分析体系结构的演化历史,采用概念格的方法分析其中构件间的演化依赖关系,从而达到改善体系结构质量的目的。     

一种支持软件可信演化的构件模型

对环境的适应是软件保证其可信的重要手段.当应用场景超出开发阶段的预设时,软件的环境适应能力需要能够在线调整,以保证其行为和结果仍可符合用户预期.这一调整的前提是软件工程层面的高效支持机制.基于关注点分离原则和动态软件体系结构技术,提出了一种支持软件环境适应能力细粒度在线调整的构件模型ACOE(adaptive component model for open environment).ACOE将软件环境适应能力中的感知、决策、执行等关注点封装为独立的构件和连接子,通过动态软件体系结构技术来支持它们的在线重配置,从而使第三方可在必要时通过有选择性的更新来调整适应能力.实现了支持ACOE构件模型的容器原型,并通过实验验证了其有效性.     

一种面向普适计算的适应性软件体系结构风格

普适计算软件需要适应用户需求和运行环境的动态变化.这一特点使得软件复杂度空前增加,迫切需要以软件体系结构为代表的架构/设计层面重用手段来支持其高效开发.在以适应性为中心的普适计算空间抽象模型基础上,提出了一种面向普适计算的软件体系结构风格UbiArch,并从概念视图、运行视图和开发视图这3个维度对该软件体系结构风格进行了阐述.UbiArch支持软件实体按需加入应用、主动适应环境的行为模式,实现了软件适应能力的高层次重用,同时与构件等成熟软件技术的紧密结合也保证了其可实践性.支撑该体系结构风格的软件平台原型系统及其上的应用验证了UbiArch的有效性和通用性.     

机载软件无线电系统故障预测软件设计与实现

通过分析机载软件无线电系统的结构特性,为满足其高可靠性高灵活性等要求,设计并实现了针对机载软件无线电系统的故障预测软件平台.该软件平台在MFC框架基础上进行开发,集成了自回归预测模型(AR)、灰色预测模型(GM(1,1))等预测算法,并对预测算法关键参数进行优化,使得该软件能够根据不同预测对象,以及不同预测精度要求自动选择最佳预测算法进行故障预测.同时,可根据需要在线升级已有预测算法或动态加载新的预测模型,提出并实现了一种适用可靠的开放式故障预测系统.     

一种具有高度可扩展性和灵活性的软件模型研究

针对传统软件可扩展性和灵活性低的问题，本文提出了一个IFM软件模型。IFM通过把软件分割为不同的部分，并协调各部分的运行来实现软件的可扩展性和灵活性。另外，本文还对IFM的概念定义及设计原理进行了讨论。     

基于多重马尔可夫Bayes网的软件失效预测模型

软件开发的复杂性决定了理想的软件可靠性模型既应具有包容众多复杂因素的能力,又要有构造灵活的功能。迄今为止,人们提出的众多模型,由于设定了很多近乎苛刻的条件,使它们难以具有普适性。Bayes网提供了解决这一问题的有力工具,论文就利用多重马尔可夫Bayes网建立起基于Bayes网的软件失效预测模型,并对此进行了详细的分析,给出了模型的求解步骤。最后,通过实例验证了该模型的有效性。     

基于Bayes网的软件残留错误数度量

软件开发的复杂性决定了理想的软件复杂性度量模型既应具有包容众多复杂因素的能力,又要有构造灵活的功能。迄今为止，人们提出的众多模型，由于设定了很多近乎苛刻的条件，使它们难以具有普适性。Bayes网提供了解决这一问题的有力工具。该文建立起一种基于Baycs网的软件残留错误数度量模型，并对此进行了分析。     

基于贝叶斯Logistic回归的软件缺陷预测研究

在软件开发初期及时识别出软件存在的缺陷,可以帮助项目管理团队及时优化开发测试资源分配,以便对可能含有缺陷的软件进行严格的质量保证活动,这对于软件的高质量交付有着重要的作用,因此,软件缺陷预测成为软件工程领域内一个研究热点。虽然人们已经使用多种机器学习算法建立了缺陷预测模型,但还没有对这些模型的贝叶斯方法进行研究。提出了无信息先验和信息先验的贝叶斯Logistic回归方法来建立缺陷预测模型,并对贝叶斯Logistic回归的优势以及先验信息在贝叶斯Logistic回归中的作用进行了研究。最后,在PROMISE数据集上与其他已有缺陷预测方法（LR、NB、RF、SVM）进行了比较研究,结果表明：贝叶斯Logistic回归方法可以取得很好的预测性能。     

基于支持向量机的面向对象软件易发性故障预测

本文考虑软件故障严重程度,并采用C＆K面向对象度量集,以支持向量机分析方法为数学工具,建立一种基于面向对象软件易发性故障预测模型。实验结果表明,与基于朴素贝叶斯的预测模型、随机预测模型和NNge预测模型相比,本文提出的预测模型对于高严重程度故障、低严重程度故障以及未划分故障严重程度的情形均获得较好的预测效果。     

基于分布式次微内核结构的软件开发

随着网络技术的飞速发展,社会各个领域对计算机软件的需求不断增长,对软件的灵活性、扩展性等要求也越来越高。文章借鉴操作系统中运用较为成功的微内核体系结构,提出了次微内核的概念,并将其与分布式结构结合起来,希望能对应用软件质量的提高有所帮助。文中对分布式次微内核结构及基于该结构的软件开发过程进行了比较详细的论述。     

基于体系结构和面向构件的软件重配置技术

软件在其生命周期内如何对其进行较小修改或者不修改就能适应软件需求和环境变化是软件工程追求的目标之一。文中分析了体系结构在软件配置中的作用，提出了基于映射模型和面向构件的层次消息总线体系结构软件设计，使得软件系统具备重配置能力，这样可以提高软件的灵活性、适应性这一软件内在质量，延长软件系统的生命期。最后用一个实例证明对象映射协同模型的有效性。     

面向对象软件柔性的度量

为促进柔性软件的开发和研究,在总结柔性研究的基础上,通过分析柔性软件的特征提出了新的软件柔性的定义,并结合面向对象的技术给出了面向对象的软件柔性度量模型,该模型包括有效适应性、易用性、响应速率和成本比率4个侧面。为了使度量客观、具有操作性,对每一个侧面又进一步细化为若个要素,并具体定义了每一个要素的度量方法。     

软件适应性度量方法研究*

为了能够通过软件的源代码度量面向对象软件的适应性,提出了一个包含七个具体度量指标的软件适应性度量模型,并开发了在Java软件中提取各度量指标的支持工具FlexTool;为了避免通过手动调整大量软件源代码的方式度量软件适应性,使研究人员能够在不太了解软件实现细节的情况下对适应性进行度量,提出了将该适应性模型应用于软件版本的演化从而度量软件适应性的方法,并通过著名开源软件Ant的版本演化对该方法的合理性进行了验证。