基于体系结构的软件自适应方法研究

论文摘要

客观世界是不断变化和发展的,而衡量软件好坏的一个重要的标准是软件是否具有自修正能力。为了适应Internet开放环境和用户需求的不断变化,软件系统需要不断地进行自我调整,或称为自适应。目前它已成为学术界和工业界研究的热点问题之一。本文围绕如何提高软件的自适应,使软件支持预设和非预设的变更以及用户需求的变化,分别从构件模型、支持自适应的体系结构描述语言、支撑平台等方面展开研究。为使软件能应对非预设变更情况,文章从体系结构元层构件的角度出发,提出一种自适应构件模型。详细讨论了构件本身的行为规范,交互之间如何实现协作,以及交互协议等。然后通过案例阐述了构件如何根据变化的环境实施智能控制,制定自适应策略的过程。为使软件应对预设变更情况,本文基于高阶多型π演算理论,通过在D-ADL的基础上进行扩充,提出了面向自适应系统的体系结构描述语言,介绍了语言的理论基础,基本语法和语义,以及对自适应系统的形式描述,包括构件、计算行为和动态行为的形式化表示,然后讨论了自适应构件的智能控制机制。对于预设的变更情况,软件可根据预先设计的适应逻辑采取自适应动作。在此基础上,设计了适合自适应构件的基于体系结构的软件空间模型（SASM）支撑平台并初步实现了其原型系统。将体系结构空间分为元层和基层,处在元层的元构件保留了设计时预设策略,并且自身具有智能性,能根据环境的信息推导出自适应策略。在SASM支撑平台的支持下,运行时体系结构可进行可视化操作,从而使软件能适应用户需求的变化。最后介绍了一个原型系统的初步实现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.1.1 自适应的提出
• 1.1.2 社会的需求
• 1.1.3 研究领域的关注
• 1.2 存在的问题
• 1.3 相关研究现状
• 1.3.1 传统的自适应方法
• 1.3.2 基于体系结构的自适应方法
• 1.4 论文结构
• 第二章 软件体系结构和自适应
• 2.1 软件体系结构
• 2.1.1 体系结构的基本概念
• 2.1.2 软件体系结构描述语言
• 2.1.3 软件体系结构建模
• 2.2 构件模型
• 2.2.1 普通构件模型
• 2.2.2 Agent主体模型
• 2.3 基于体系结构自适应
• 2.3.1 自适应基本理论
• 2.3.2 基于体系结构的自适应
• 2.4 小结
• 第三章 自适应构件模型及交互
• 3.1 自适应构件模型及Π演算表示
• 3.1.1 自适应构件理论模型
• 3.1.2 自适应构件实现模型
• 3.1.3 智能模型的π演算定义
• 3.2 自适应构件行为、交互和协作
• 3.2.1 行为规范
• 3.2.2 交互协议
• 3.2.3 协作过程
• 3.3 构件自适应案例
• 3.4 小结
• 第四章 面向自适应软件的体系结构描述语言SOS-ADL
• 4.1 基础理论及D-ADL语言
• 4.1.1 高阶多型π演算
• 4.1.2 D-ADL描述框架
• 4.1.3 SOS-ADL设计规则
• 4.2 SOS-ADL的基本语法和语义
• 4.2.1 SOS-ADL的形式语法
• 4.2.2 SOS-ADL的形式语义
• 4.3 SOS-ADL对自适应系统的描述
• 4.3.1 自适应构件和自适应连接件
• 4.3.2 构件的行为规约
• 4.3.3 自适应构件的智能核心描述
• 4.4 小结
• 第五章 SASM支撑平台及原型系统
• 5.1 存在的问题
• 5.2 反射系统
• 5.3 SASM软件模型的原理、框架和机制
• 5.3.1 基本原理
• 5.3.2 SASM软件框架
• 5.3.3 SASM模型中的反射机制
• 5.4 支撑平台及原型系统的实现
• 5.4.1 支撑平台的总体结构设计
• 5.4.2 自适应工具
• 5.4.3 SASM中的系统自适应方法
• 5.4.4 支撑平台的一个原型实现
• 5.5 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 未来工作展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢