分布式实时应用环境中的软件合成与软件集成研究

论文摘要

分布式实时应用软件,在计算机变得无所不在的今天,已广泛应用于人们的生活、生产中,其普及程度还在不断扩大。这种软件的需求特征主要表现在对软件的功能性要求、功能完成的时间约束特征、以及软件的可适应性等方面,故其开发要求与一般的计算机应用软件开发有所区别。目前,软件复用已成为软件开发中避免重复劳动的一种解决方案,并被视为解决软件危机、提高软件开发效率和软件质量的一条现实可行的途径,在其科学研究与实践活动中,针对不同的应用领域,结合相关的计算机新兴技术,出现了许多解决软件危机的方法与途径,软件合成与软件集成正是软件复用思想的成功实践。因而,针对分布式实时应用领域的软件合成理论与软件集成方法研究,就是为了提供一种在网络环境中,满足用户各种需求特征,实现分布式实时应用软件快速、高效、高质开发的解决方案,并使其开发方法与模式成为分布式实时应用领域软件复用研究的一种实践扩展和技术应用,力求逐步消除实时系统中的软件危机问题。分布式实时应用环境中的软件合成与软件集成方法研究,主要围绕构件模型、中间件和集成框架三个研究点展开,具体为反射式实时构件模型的建立、实时构件合成分析规则的定义、反射式实时集成中间件的设计与实现、以及集成框架的形式化规约,其中反射机制是一种能感知自己、自行推理和作用于自身的能力,是一种具体实施开放实现的可行技术。在分布式实时应用软件的开发模式中,引入这种机制,将其具体应用到软件合成与软件集成方法涉及的各项关键技术中,能够较好地规约和实现用户所要求的各类需求特征,尤其是对分布式实时应用软件中功能性业务逻辑与时间约束特征的关注分离,并最终实现灵活性好、适应性强的分布式实时应用软件系统。反射式实时构件模型的研究主要建立一类适应于分布式实时应用环境中软件合成与软件集成的构件工程模型,其能标识构件的功能性业务逻辑及其所附有的时间约束特征,开放构件设计时的内部信息,支持构件实时特征的规约及需求的变化性,并提供构件的运行时反射,保障构件的实时性及动态性。这种构件模型使得构件在设计与运行时实现了构件功能与实时约束特征的关注分离,且还能根据需求变化进行按需调配,增强构件的灵活性与适应性。实时构件合成分析规则主要研究构件工程模型------反射式实时构件模型的合成理论,其具体分为实时构件反射式语义模型的建立,实时构件合成的适配性验证方法,和实时合成构件的语义规约描述机制等三个部分,用于在基于反射式实时构件模型进行软件合成时的语义行为分析与推导。同时从语义层支持构件的演化,提高软件复用的效率,降低合成软件的不稳定性。反射式实时集成中间件的研究主要设计与实现一类适应于分布式实时应用环境中软件合成与软件集成的构件粘合剂。该中间件基于反射技术设计,用于分布式实时领域里实时构件间的粘合与集成,并能维护这些构件间交互协作环境的时间约束特征,保障环境变化的动态性和适应性,以及降低协同工作环境中通讯机制的耦合度,实践软件复用思想在分布式实时应用领域中的应用。最后,集成框架的规约描述方法主要研究在基于反射技术分布式实时应用软件开发模式中,集成框架的形式化规约描述问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题来源及研究目的
• 1.2 研究背景及研究意义
• 1.3 相关工作综述
• 1.4 存在问题
• 1.5 研究内容及组织安排
• 2 反射技术的引入与规约机制的应用
• 2.1 反射技术的引入
• 2.2 规约机制的应用
• 2.3 小结
• 3 基于反射技术有性能约束特征的软件集成方法
• 3.1 问题提出
• 3.2 技术路线
• 3.3 集成方法
• 3.4 实例研究
• 3.5 小结
• 4 反射式实时构件模型
• 4.1 相关工作
• 4.2 模型规划
• 4.3 遗留系统构件化
• 4.4 设计时反射实时构件
• 4.5 运行时反射实时构件
• 4.6 小结
• 5 合成规则分析
• 5.1 问题提出
• 5.2 实时构件的反射式语义模型
• 5.3 构件合成的适配性验证
• 5.4 实时合成构件的语义规约机制
• 5.5 小结
• 6 反射式实时集成中间件
• 6.1 问题提出
• 6.2 技术路线
• 6.3 实时构件的事件模型
• 6.4 集成中间件的通道模型
• 6.5 小结
• 7 集成框架的规约描述方法
• 7.1 相关工作
• 7.2 集成框架模型
• 7.3 反射式集成框架的形式化规约
• 7.4 实例与验证
• 7.5 小结
• 8 总结与展望
• 8.1 全文总结
• 8.2 下一步工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 1 攻读学位期间发表学术论文目录
• 附录 2 攻读学位期间参加的科研工作