面向网格服务的软件体系结构建模及演化研究

论文摘要

在计算机软件网络化和服务化的趋势下，面向网格服务的分布式软件系统得到了迅速的发展，同时也面临着与传统软件开发初期同样的问题，缺乏技术手段指导软件的需求、设计导致软件产品开发和维护困难。本文着重讨论了面向网格服务的软件体系结构的建模和演化中的关键问题和技术，对提高网格服务环境下软件体系结构的灵活性和可靠性、降低服务变更和体系结构演化带来的风险具有重要的理论意义和应用价值。本文以面向网格服务应用领域的软件体系结构为研究对象，基于Wright体系结构描述语言和通信顺序进程，定义了资源、服务、连接件等基本的网格服务建模元素的语义，并给出了基于连接件语义的服务组合形式化描述以及一致性检查方法。在形式语义的基础上，建立了面向网格服务的领域本体元模型，把专业领域知识模型和网格服务的语义模型联系起来，使得传统业务模型和面向服务的应用模型更紧密结合，为建立基于领域知识、面向网格服务的软件体系结构模型奠定基础，并给出了建立面向网格服务软件体系结构的开发方法。本文还对网格服务环境下软件体系结构的动态演化场景模型进行了描述，并给出了基于连接件语义的动态演化实现框架。全文以面向网格服务的交互式学习软件为例，从体系结构建模到演化的不同侧面对所阐述的思想、理论和方法进行了实例说明。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景概述
• 1.2 本文的主要内容及其意义
• 1.3 本文的篇章结构
• 第二章 相关工作
• 2.1 软件体系结构
• 2.1.1 软件体系结构起源和发展
• 2.1.2 软件体系结构的定义
• 2.1.3 软件体系结构的意义
• 2.1.4 软件体系结构的形式化表示
• 2.2 软件体系结构的动态演化
• 2.2.1 动态软件体系结构
• 2.2.2 典型的动态演化技术
• 2.3 领域和领域知识描述
• 2.3.1 领域和领域工程
• 2.3.2 领域本体
• 2.4 网格服务和知识网格
• 2.4.1 从Web服务到网格服务
• 2.4.2 Web服务动态组合和网格服务的动态演化特性
• 2.4.3 Web服务语义描述相关工作
• 2.4.4 面向知识的网格
• 2.5 应用背景和面临的问题
• 2.6 小结
• 第三章 面向网格服务软件体系结构建模
• 3.1 总体方案概述
• 3.1.1 开放网格服务架构及其基础设施
• 3.1.2 面向网格服务的基本体系结构
• 3.2 面向网格服务的领域本体元模型（GS-DOMM）
• 3.3 扩展OWL-S表示领域知识
• 3.3.1 OWL-S的结构
• 3.3.2 基于本体的领域特征模型
• 3.3.3 OWL-S扩展
• 3.4 面向网格服务的领域分析
• 3.5 基于领域知识建立软件体系结构的开发方法
• 3.5.1 提取领域应用框架
• 3.5.2 应用框架成熟化
• 3.5.3 从应用框架到软件体系结构
• 3.6 实例分析:面向网格服务的在线学习平台
• 3.7 小结
• 第四章 面向网格服务体系结构建模要素的形式化表示
• 4.1 Wright体系结构描述语言简介
• 4.2 服务语义形式化描述的理论基础
• 4.3 网格服务行为的形式化描述
• 4.3.1 基本网格服务模型的元素概览
• 4.3.2 资源和服务
• 4.3.3 连接件模型
• 4.4 基于连接件行为形式化的服务组合、分解
• 4.4.1 顺序组合
• 4.4.2 并发组合
• 4.4.3 选择组合
• 4.4.4 复制组合
• 4.4.5 服务分解
• 4.5 服务实例化
• 4.6 服务行为一致性检查
• 4.6.1 服务（内部）行为
• 4.6.2 服务与服务之间的行为
• 4.6.3 服务与资源之间的行为
• 4.6.4 服务与外界请求之间的行为
• 4.7 小结
• 第五章 面向网格服务的软件体系结构演化模型
• 5.1 动态权限管理模型
• 5.1.1 网格服务权限管理概览
• 5.1.2 基于角色的权限管理
• 5.1.3 基于资源权限和服务权限的两级权限管理
• 5.1.4 实例分析:学习评价系统中的权限管理
• 5.2 场景检测服务
• 5.2.1 场景检测服务的结构
• 5.2.2 场景检测服务的自演化
• 5.3 动态演化策略控制服务
• 5.4 小结
• 第六章 软件体系结构动态演化的实现
• 6.1 基于智能连接件的动态演化实现框架
• 6.1.1 体系结构动态演化概述
• 6.1.2 基于智能连接件的动态演化框架
• 6.1.3 体系结构自适应演化的一般过程
• 6.1.4 演化总体结构
• 6.1.5 动态演化实现机制
• 6.2 基于形式语义的智能连接件行为扩展
• 6.2.1 连接件行为语义推导
• 6.2.2 为连接件增加非功能特性
• 6.2.3 动态演化策略一致性问题
• 6.3 动态演化策略的实现过程
• 6.4 小结
• 第七章 总结和展望
• 7.1 本文内容总结
• 7.2 未来工作展望
• 参考文献
• 后记
• 攻读学位期间主要发表论文和参与项目