基于高阶π演算的构件演化模型研究*

为满足构件演化形式化分析的需要,确保演化正确性,提出了一种基于高阶π演算的构件演化模型。在定义演化构件的基础上,将演化过程中的行为描述为原子行为、结构行为和操作行为,建立行为与高阶π演算间的转换规则、演化行为推演规则,根据演化过程中行为之间的关系,建立演化冲突检测机制,定义互斥冲突、重复冲突、条件冲突和包含冲突等四类冲突,在分析冲突条件的基础上,设计了演化冲突检测算法,实现了构件演化的形式化分析。通过实例验证了模型的可行性。     

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.     

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。     

基于π演算的反射式需求规约描述方法

目前,大多数学者都意识到需求演化的重要性,然而依然缺乏有效的方法指导需求演化。反射式需求规约通过描述支持OWL-S需求规约演化的元信息,并支持以合理的方式使用这些元信息,实现OWL-S需求规约的演化。本文提出了一种基于π演算的反射式需求规约演化模型,使得反射式需求规约的演化能够以一种正确的方式实现。针对OWL-S需求规约的特点,给出了OWL-S需求规约的π演算描述方法;使用高阶π演算的进程传递机制,描述了支持演化的反射式需求规约;给出了反射式需求规约演化正确性的推理与验证方法。同时,我们采用交通出行的例子论证了本文的观点。     

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.     

移动Agent计算理论和形式化方法研究

研究了移动Agent计算的基础理论和形式化方法,包括π-演算、多态π演算、高阶π演算和环境演算等4种进程代数理论,分析了它们如何对Agent、位置、移动、通信、安全、命名、资源控制和动态配置等移动Agent计算的基本概念进行刻画,并比较了它们刻画移动Agent计算的优缺点,在此基础上提出了移动概念的分类与抽象.     

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。     

构件演化中的系统行为一致性的研究

构件技术的发展,减少了开发应用程序的时间和复杂度,同时也为软件提供了更好的动态演化能力.基于构件的软件系统是通过在构件间建立交互关系,将多个构件组织成一个统一的整体得到的.因此在构件演化时,例如时构件功能实现进行改变,可能导致系统运行偏离原来的系统行为.我们的工作就是在构件演化时对系统行为进行一致性检查,保证构件的功能实现的变化不会使系统行为偏离原来的系统.在本文中首先通过Petri-net的形式化方法,对系统实现中包括的构件的功能实现和构件间的交互进行建模,并通过以上信息推导得到系统行为.在此基础之上,根据基于行为继承理论的行为一致性规则的要求对定义的系统功能行为进行验证,以保证构件演化时系统行为的一改变符合行为的一致性要求,同时又保证了构件演化的灵活性.     

一种面向自适应软件系统的体系结构描述语言*

从构件角度出发,结合软件agent技术,提出一种能表示根据需求和环境的变化实施自主行为的E-BDI构件模型。基于高阶多型π演算理论,在现有的动态体系结构描述语言D-ADL基础上,提出一种能从运行时角度描述自适应构件的动态行为的体系结构描述语言SOS-ADL。利用SOS-ADL形式化描述E-BDI结构的自适应构件行为,使构件能根据变化的环境和需求,自主推导自身的行为,达到实现软件自适应的目的。案例说明了面向自适应软件系统的体系结构描述语言SOS-ADL的应用。     

基于行为描述的Web服务组合兼容性检查*

定义了服务的基调视图和行为视图,设计了将Web服务行为转换为π演算进程表达的建模方法,并给出了实现服务视图向π演算进程自动转换的算法;最后借助π演算的操作语义和形式化推理技术实现了对Web服务组合时的兼容性进行检查。     

工作流模式的π演算建模研究

π演算是一种移动进程代数,可用于对并发和动态变化的系统进行建模。根据π演算的语法,提出了一种新的用于工作流模式的形式化建模方法,以π演算作为工作流形式化的基础,并利用π演算对工作流模式进行了建模。     

ABC转运器的π-演算模型及其验证

将描述并行、分布式和可移动系统的进程代数应用于系统生物学的形式化描述和行为模拟,给出了SBP依赖式ABC转运器的π-演算模型,分析了其基于状态迁移规则的动态行为演变和构象变化过程,并用自动验证π-演算、通信系统演算CCS的移动工作台MWB对该模型进行了状态跟踪和性能验证. π-演算能够在统一的框架之下捕获分子生物系统的两个关键属性:模块化组织和动态行为,对其既能进行质的又能进行量的推理,证明了π-演算用于分子生物过程抽象描述的可行性.     

面向服务的构件可信演化策略

针对目前软件动态演化研究很少考虑可信方面的不足,以面向服务的构件为对象,提出一种构件可信演化策略。该策略包括构件可信演化的相关定义、推理规则、计算公式和声望更新模型。在演化过程中,该策略根据构件提供的各种服务的可信性计算出构件的声望值,由构件的声望值向导构件的可信演化,并根据实际演化情况动态更新构件的声望值。最后,通过案例进行分析,验证了该策略的有效性。     

Web服务行为兼容性的判定与计算

确保Web服务行为兼容是实现Web服务无缝集成与协作的一个重要问题.在服务视图概念的基础上,给出了Web服务行为兼容性的相关定义.提出一种基于π演算的Web服务行为兼容性的定性判定与定量计算方法.该方法首先通过算法自动地将Web服务行为和Web服务间的交互行为表达成π演算进程,然后借助π演算的操作语义和形式化推演实现服务行为兼容性自动的定性判定;随后在π演算的进程变换理论的基础上提出算法实现服务兼容性自动的定量计算.该方法在服务动态组合与服务动态替换中的典型应用表明,该方法对于服务组合的正确建立和可靠执行具有重要作用.     

基于行为描述的软件构件组合兼容性检查

定义构件的基调视图和行为视图,给出将构件行为转化为π演算进程表达的建模方法,并设计实现构件行为的π演算描述自动转换的算法。结合一个电子商务的实例,借助π演算的操作语义和形式化推理技术实现对软件构件组合时的兼容性进行检查。     

一种可生存系统的自主认知模型研究

首先,提出一个具有多层感知功能的可生存系统认知模型;然后,在介绍了高阶多型π演算的语法和操作语义的基础上,对可生存系统认知模型进行形式化描述;最后,实现对可生存系统在不同攻击下的系统可用性试验,仿真结果验证了该形式化描述与分析方法的有效性和可行性。     

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。     

构件系统建模及其动态演化一致性验证方法

基于构件的软件开发已成为软件开发的主流方法,但针对构件系统动态演化后的一致性保持问题,目前尚缺乏统一的标准,为此提出一种验证构件系统动态演化一致性的方法。首先,应用进程代数构造构件模型,并在此基础上得到粗粒度的构件系统模型;然后,根据构件系统模型及其状态的变化,提出构件系统外部行为提取算法,并基于弱互模拟理论定义构件系统动态演化一致性的验证准则;最后,提取演化前后构件系统的行为,并将其转换成便于Pi演算自动工具MWB(Mobility Workbench)识别的格式,以进行行为一致性验证。案例研究表明,该方法是可行且有效的。     

工作流模式的π演算形式化

为了实现工作流管理功能,必须将业务过程从现实世界中抽象出来,并用一种形式化方法对其进行描述.工作流模式是工作流建模的基本构造单元.π演算是一种移动进程代数,可用于对并发和动态变化的系统进行建模.首先提出以π演算作为工作流形式化的基础,然后利用π演算对工作流模式进行详细的描述.