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.     

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.     

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.     

基于嵌套赋类的Bigraph反应系统模型

针对Bigraph反应系统中位置图控制间的嵌套关系问题,提出了一个赋类的Bigraph扩展模型。在利用标签范畴Scat(K)给出嵌套赋类位置图定义的基础上,讨论了嵌套赋类位置图的相关性质,给出了嵌套赋类位置图中RPO的构建、证明,以及同前推出IPO的一致性条件的定义、证明。     

基于反馈的软件演化过程模型

对软件演化及过程的特征进行了描述,提出软件演化过程的具体活动;分析了软件演化过程中的反馈机制,提出了基于扩展双变迁Petri网和反馈循环的软件演化过程模型.     

基于混沌理论的需求分析质量评价模型

在基于混沌理论和软件需求复杂性理论研究的基础上,提出一种理论模型.该模型是在已描述的非线性方程下得到的一个包含三段式的轨迹图,它可以对软件需求的演化过程进行指导,同时也可以评价需求过程的质量.初步研究表明,只要需求演化过程的变化图和模型的轨迹图一致,那么需求的演化过程就可以看成是正常的.最后通过对具体实例的分析,验证了该模型在评价需求演化过程上是有效可行的.     

一种面向同步交互的软件演化过程建模方法

全球化软件开发导致以交互方式协作开发的频率和复杂性越来越高。为了控制和规范软件演化的开发行为进而提高软件质量,文献[10]设计了软件演化过程元模型EPMM,由EPMM定义的软件演化过程模型未能形式描述其交互的特点。基于EPMM[10]定义的软件演化过程包括全局层、过程层、活动层和任务层4个抽象层的思想,设计了软件演化过程元模型CEPMM。CEPMM定义的软件演化过程模型可 形式描述同步交互的特点是在其活动层,由此提出一种基于通信系统演算(CCS)的软件演化过程活动层的建模方法,然后在Visual Studio平台下实现软件演化过程活动层可视化的建模工具CAmodel。CEPMM构建的软件演化过程活动层模型不仅可以描述并发、迭代等特点,还可以形式描述同步交互的特性,为模型进行严格的数学方法分析、推理奠定了基础。     

浅析软件演化过程描述语言的作用及特点

作为一种具有良好描述能力的形式化建模语言，软件演化过程描述语言能够准确的对演化过程进行详细的描述。采用软件演化过程描述语言对演化过程进行描述，不仅能够从不同抽象层次上进行描述，而且便于控制、分析和改进演化过程。基于此，本文就软件演化过程描述语言的作用及特点进行分析研究。     

基于改进EPMM软件演化过程时间约束的分析研究

软件演化过程的时间约束对于演化过程能否按时完成以及如何决策软件演化过程执行路线具有极其重要的意义,而目前的过程建模往往忽略时间因素对于演化过程的约束,致使无法在过程模型中对时间因素进行分析与研究。针对这一不足,同时考虑时延Petri网的时间相关性以及变迁的瞬时性,首先对EPMM(Evolution Process Meta-Model)的过程层进行改进,为过程模型中的条件添加时间权值,提出了一种能够对演化过程中的时间因素进行描述的基于时延的演化过程元模型TEPMM(Timed EvolutionProcess Meta-Model),并基于TEPMM给出计算演化过程的最短完成时间的算法和含有反馈路线的过程模型的时间规划函数,通过该规划函数可以对演化过程模型中的时间相关性进行分析与研究。     

动态增量式AOP框架的研究与实现

在研究AOP原理的基础上,提出一种面向aspect的编程框架AODF,采用基于日志技术的增量式编织机制,不仅提高了编织效率,而且基于Bigraph理论的AODF支持方面的动态演化,实现了行为的一致性与相容性。另外,AODF从语言层提供对方面的支持,无需改动语言本身任何结构及特性,而且可以把自行编制的aspect配置为标准组件入库,实现方面的重用。从而使得遗留系统无需变更就可以获得面向方面的扩展。     

软件体系结构动态演化的元胞自动机模型研究

目前软件体系结构动态演化的元胞自动机模型存在描述单一、元胞间关系不明确、没有详细阐述动态演化过程应用约束条件的缺点。针对这些不足进行相关的研究,重新定义了软件体系结构动态演化的扩展元胞自动机模型,基于扩展元胞自动机模型结合演化应用约束条件,分析了软件体系结构的动态演化过程,运用元胞间控制约束条件和行为相关约束条件来正确地指导SA动态演化。提出了动点稳态转移的概念,对演化程度和一致性进行定义分析,此方法比以往的元胞自动机模型更能准确指导SA动态演化,促进SA动态演化的进一步研究。通过案例验证了该方法的应用价值和可行性,可以更全面地应用于软件体系结构的动态演化。     

Multi-tenant Verification-as-a-Service (VaaS) in a cloud

Formal methods and verification technique are often used to develop mission-critical systems. Cloud computing offers new computation models for applications and the new model can be used for formal verification. But formal verification tools and techniques may need to be updated to exploit the cloud architectures. Multi-Tenant Architecture (MTA) is a design architecture used in SaaS (Software-as-a-Service) where a tenant can customize its applications by integrating either services already stored in the SaaS database or newly supplied services. This paper proposes a new concept VaaS (Verification-as-a-Service), similar to SaaS, by leveraging the computing power offered by a cloud environment with automated provisioning, scalability, and service composition. A VaaS hosts verification software in a cloud environment, and these services can be called on demand, and can be composed to verify a software model. This paper presents a VaaS architecture with components, and ways that a VaaS can be used to verify models. Bigragh is selected as the modeling language for illustration as it can model mobile applications. A Bigraph models can be verified by first converting it to a state model, and the state model can be verified by model-checking tools. The VaaS services combination model and execution model are also presented. The algorithm of distributing VaaS services to a cloud is given and its efficiency is evaluated. A case study is used to demonstrate the feasibility of a VaaS.     

基于未确知理论的软件可靠性建模

将未确知理论应用于软件可靠性建模研究,采用其分析软件故障过程,用未确知数学描述软件失效特征计算软件可靠性参数,并在此基础上构建了一个基于未确知数学理论的软件可靠性模型.新模型改变了传统的建模思路,跳出了传统软件可靠性建模过程中关于失效强度变化的各种统计分布假设的束缚,具有较好的适用性,改善了模型应用中的不一致性问题.     

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．     

软件演化过程度量

演化性是软件的固有属性.整个软件演化过程是由一系列活动构成,同时该过程具有复杂性、持续变化性、自治性、并发性、迭代性等特点.这些属性决定了软件演化过程是一个动态的、难以度量的过程.基于markov链理论,采用状态转移矩阵和权重因子等技术构造了关于软件演化过程对资源开销的度量模型.软件演化过程度量体系的建立对进行软件演化管理、控制、评估具有重要意义,同时更为重要的是该体系的建立为软件演化的自适应演化奠定了基础.     

新的二部图判定算法

二部图是现代图论中一类非常重要的图,然而关于其判定的充要条件却很少,而且用算法实现它们很复杂.需要指数级的时间代价.利用图的广度优先遍历,提出了一个易于实现的二部图判定的充要条件:无向图G是二部图当且仅当G的广度优先生成森林中的同一层上的任意两点在G中不邻接.给出了该判定条件的实现算法,算法的时间复杂度是O(n2),很好地解决了二部图的判定问题.