集成偏好的高维多目标最优软件产品选择算法

在基于搜索的软件工程研究领域,高维多目标最优软件产品选择问题是当前的一个研究热点.既往工作主要采用后验方式(即先搜索再选择)处理软件工程师或终端用户的偏好.与此不同,将用户偏好集成于优化过程,提出了一种新算法以定向搜索用户最感兴趣的软件产品.在算法中,运用权向量表达用户偏好,采用成就标量化函数(achievement ...     

面向巡线无人机高压线实时检测与识别算法

以巡线无人机巡航中识别高压输电线为背景,提出一种准确、实时的高压输电线检测与识别算法.首先,针对高压输电线成像是线状结构和低灰度值的特征而且其空间分布近似水平,提出一种基于方向约束的多尺度线状目标强化算法.此方法把近似水平方向的高压输电线目标强化出来的同时,能够很好地抑制竖直方向线状干扰物体和非线状背景及噪声.然后,对强化后的结果进行基于角度约束的Radon变换.由于高压输电线邻近区域的灰度分布近似,在Radon变换中引入用于识别高压输电线的识别因子,以获得高压输电线的识别结果,并抑制近似水平的干扰物体.实际的飞行试验结果表明,该算法对高压输电线识别具有很好的抗噪性、抗干扰性和实时性.     

面向软件产品线中特征选择的多目标优化算法

软件产品线中产品定制的核心是选择合适的特征集.由于多个非功能需求间往往相互制约甚至冲突,特征选择的本质是多目标优化过程.优化过程的搜索空间被特征间错综复杂的依赖和约束关系以及明确的功能需求大大限制.另外,有些非功能需求有明确的数值约束,而有些则仅要求尽可能得到优化.多样的非功能需求约束类型也给优化选择过程带来极大挑战.本文提出一种含修正算子的多目标优化算法MOOFs.文中首先设计特征间依赖和约束关系描述语言DCF-DL来统一规范特征选择过程中必须遵守的规则.所有的非功能需求都转化为优化目标,相关的数值约束则作为优化过程中特征选择方案的过滤器.另外,设计了修正算子用于保证选择出的特征配置方案必满足产品线的特征规则约束.通过与四个常用的多目标优化算法在四个不同规模的特征模型上的运行结果做对比,证明本文的方法能够更快地产生满足约束的优化解,且优化解具备更好的收敛性与多样性.     

基于搜索的上下文一致性错误处理

近年来,随着智能设备的普及和传感技术的发展,上下文感知程序的应用越来越广泛。但是由于环境噪声难以预测和控制,程序所获得的上下文经常存在一致性错误。处理这类错误的方法很多,但大都忽视了两方面的问题:1)不同一致性约束之间存在相互干扰;2)处理这类错误的操作本身可能对程序的正常运行造成负面影响。以处理这两方面的问题为目标,提出了一种新的基于搜索的上下文一致性错误处理方法,亦即既设计出一个搜索空间来查找避免约束间相互干扰和对程序产生负面影响的解,又采用了一种增量式评估方案来加速搜索的效率。经实验评估,新方法能够在很短的时间内达到非常接近最优解的效果。     

面向约束多目标优化的进化计算与梯度下降联合优化算法

约束多目标进化算法(CMOEA)是一类专门为解决约束多目标优化问题而设计的元启发式算法。这类算法利用基于种群的黑盒随机搜索模式,可以在不同优化问题上达到目标与约束之间的有效平衡;然而它们未有效利用函数的梯度信息,在复杂问题上收敛过慢。但引入梯度信息不是一个简单的过程,同时计算所有目标和约束的梯度会消耗大量的计算资源,且目标和约束之间的矛盾会使梯度方向难以确定。为此,提出一种进化计算和梯度下降(GD)的联合优化算法——基于梯度辅助的多阶段约束多目标进化算法(CMOEA-MSG)。该算法包括两个阶段：在第一阶段,算法通过构建辅助问题并有选择性地计算目标或约束的梯度更新解,使种群快速收敛至可行区域;在第二阶段,算法采用约束优先原则求解原问题,保证种群的可行性和多样性。与现有同类算法在LIR-CMOP、MW和DASCMOP三个测试集上的对比结果表明,CMOEA-MSG可以更有效地解决约束多目标优化问题。     

一种基于新型差分进化模型的MOEA/D改进算法

针对MOEA/D算法中差分进化操作收敛精度不高且速度较慢的不足,提出了一种综合基于可控支配域的向量差生成策略和基于主成分的动态缩放因子的新型差分进化模型,均衡显性与隐性搜索引导;并实现了一种基于新型差分进化模型的MOEA/D改进算法（MOEA/D-iDE）。新型差分进化是借助基于可控支配域的非支配排序对邻域进行分层,根据分层信息生成与不同进化阶段相匹配的向量差,实现对种群收敛速度的显性引导;同时对决策空间进行主成分分析,动态调整差分进化缩放因子,实现对种群收敛精度的隐性引导。实验选取ZDT、DTLZ和WFG等为测试问题,以IGD+,ER作为评价指标,将MOEA/D-iDE算法与6个同类算法进行对比实验,结果表明新算法在保证多样性的同时具有更好的收敛速度与精度,从而验证了新型差分进化模型的有效性。     

产品线工程理论应用与研究

产品线工程（Product Line Engineering）是运用软件重用思想的一种软件开发方法,它属于一种大粒度的软件复用方式,用于开发相同领域的类似产品过程。由于PLE强调针对特定产品集合的领域开发和面向重用技术,所以能有效地提高软件产品的开发效率和质量,降低软件开发成本。文中介绍了PLE理论,着重研究产品线模型、开发模式、生命周期和体系结构,介绍领域工程和应用工程在生命周期内部的交互作用。通过产品线开发周期分析和比较出PLE在系统开发过程中的特点,最后介绍PLE在HIS系统中的开发应用。     

A Methodological View of Constraint Solving

Constraints are an effective tool to define sets of data by means of logical formulae. Our goal here is to survey the notion of constraint system and to give examples of constraint systems operating on various domains, such as natural, rational or real numbers, finite domains, and term domains. We classify the different methods used for solving constraints, syntactic methods based on transformations, semantic methods based on adequate representations of constraints, hybrid methods combining transformations and enumerations. The concepts and methods are illustrated via examples. We also discuss applications of constraints to various fields, such as programming, operations research, and theorem proving.     

基于信息物理系统的面向方面中间件特征模型

信息物理系统（Cyber-physical Systems,CPS）是集计算、通信和控制能力于一体的多维复杂的分布式系统,这就要求系统必须通过专门的定制。实时中间件可以有效地解决分布式系统的异构性和互操作性等问题。信息物理系统中间件存在着分布性、容错性、性能分析、实时性、日志记录等非功能的横切关注点,基于面向方面的中间件构建技术,能够把这些横切关注从中间件中分离出来,形成独立于中间件的核心功能的方面。文中提出一个面向方面的中间件,能够处理分布式信息物理系统的动态问题,在文中,将重点放在特征模型定义,并且概述了其映射到一个动态的面向方面的中间件平台。     

软件产品大规模定制及演化的一种新模型

模型立足于为资源有限的软件企业提供灵活的软件产品大规模定制及演化方案。采用以软件产品线原型为中心的振荡上升模型来实现软件大规模定制,在大规模定制的过程中不断提升整个软件产品线的质量,并同步完成产品线的升级维护工作。整个模型考虑了软件企业在各种资源上的不足,尽量设计得轻型、敏捷,以便能容易地应用于实践。     

基于群体智能的软件工程方法综述

基于群体智能的软件工程旨在利用潜在高效的群体智能方法来解决软件工程问题,其中群体智能方法不仅包括机器群体智能,还包括人类群体智能以及人机结合群体智能.基于群体智能的软件工程研究为解决复杂软件工程问题提供了新的思路,已成为现代软件工程的重要组成部分.以软件工程生命周期中的需求分析、设计、构造、测试和维护为主线,系统梳理和总结不同层次群体智能方法在上述软件开发活动上的应用.在此基础上,为不同层次群体智能方法间的相互借鉴与转化提供参考,并探讨基于群体智能的软件工程的未来发展趋势和挑战.     

基于复用的软件产品线工程关键技术研究

软件复用技术在软件工程领域具有重要作用并且被广泛应用,尤其是在软件产品线工程领域,系统化的软件复用技术为软件产品线的设计和实现提供了基础。论文首先详细阐述了具有代表性的系统化软件复用支撑技术,随后在一个通用的软件产品线参考架构的基础上,探讨了复用技术在软件产品线工程领域的主要应用形式,最后针对可变性定义及其管理问题,引人并着重探讨了三种可变性管理模型及技术。     

基于产品线工程方法提高组件容器的可复用性

组件容器为组件提供部署和运行环境,是基于组件的分布式应用开发的核心。近年来,开发网构软件的需求驱动着组件技术持续改进,新型组件不断涌现,这对组件容器的开发效率提出更高的要求。因此,在组件容器开发过程中大规模复用已有的软件资产变得非常重要。在许多情况下,产品线工程已被证实是有效的系统化复用的工程方法。首先探讨将产品线工程应用于组件容器开发所面临的主要困难,并提出相应的解决方案;然后给出了一个组件容器的产品线——PLACE的设计,解释了其两个主要部分:产品线体系结构和产品派生流程;最后,通过一个实际案例,展示利用PLACE设计开发组件容器的完整过程,结果证实体系结构和源代码的复用性都有一定程度的提高。