基于π演算的软件体系结构求精研究

论文摘要

随着用户对软件产品性能需求的不断增加,软件规模越来越大,复杂性也越来越高。为保证软件质量、提高软件的可靠性,以软件体系结构为设计规范的开发方法越来越受到软件开发人员的关注。软件体系结构成为决定软件质量的主要因素,并发展成为软件工程领域的一个研究热点。然而,在软件开发过程中,从用户需求出发得到的体系结构初始模型的抽象粒度比较大,通常只反映了软件系统的某些主要的功能,很多的非功能属性以及实现细节都需要在逐步的细化过程中被添加到体系结构上,因此体系结构求精显得尤为重要。体系结构求精是一项非常复杂而且困难的工作,不仅仅是简单地给出抽象体系结构的具体体系结构,而是要提供相关的规则和方法,保障体系结构正确求精。具体而言,体系结构求精关注两个方面:（1）体系结构求精方法,即采取何种手段、从哪个角度出发对体系结构求精,使得抽象的体系结构逐步细化为具体的体系结构;（2）体系结构求精规则,用于指导体系结构求精,为体系结构正确求精提供有力支持。本文在D-ADL动态体系结构描述语言的形式框架规约下,提出基于π演算的体系结构求精方法。文章认为体系结构求精的关键在于求精结果应满足抽象系统与具体实现一致的约束。首先,从结构求精、行为求精和属性求精三个方面阐述了体系结构求精的方法、过程和规则;接着利用π演算的行为等价理论和检测工具MWB对该体系结构求精方法和规则进行验证。最后,以机票预定服务系统说明了上述求精方法、过程和规则的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 体系结构求精的重要性
• 1.1.2 体系结构求精的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 基于行为替代的体系结构求精
• 1.2.2 基于风格的体系结构求精
• 1.2.3 基于软件体系结构模型的体系结构求精
• 1.2.4 基于构件的体系结构求精
• 1.3 本文主要研究工作
• 1.4 论文组织结构
• 第二章 π演算介绍
• 2.1 形式化方法
• 2.2 π演算简介
• 2.3 π演算语法定义
• 2.4 π演算操作语义规则
• 2.5 π演算结构等价规则
• 2.6 π演算行为等价理论
• 2.6.1 强模拟关系
• 2.6.2 弱模拟关系
• 2.7 本章小结
• 第三章 动态体系结构描述语言D-ADL
• 3.1 体系结构描述语言
• 3.2 动态体系结构描述语言D-ADL
• 3.2.1 D-ADL描述框架
• 3.2.2 D-ADL基本语法和数据类型
• 3.2.3 单一构件和单一连接件规约
• 3.2.4 复合构件和复合连接件
• 3.3 D-ADL预设演化行为表示
• 3.4 D-ADL属性表示
• 3.5 D-ADL风格规约
• 3.6 本章小结
• 第四章 D-ADL描述的体系结构求精研究
• 4.1 求精原则
• 4.2 结构求精
• 4.3 行为求精
• 4.3.1 构件行为的语义描述
• 4.3.2 行为求精方法
• 4.3.3 行为求精规则
• 4.4 属性求精
• 4.5 本章小结
• 第五章 实例分析：机票预定服务系统
• 5.1 系统高层抽象体系结构
• 5.2 系统行为分析
• 5.3 体系结构求精
• 5.3.1 数据求精
• 5.3.2 单一构件求精
• 5.3.3 单一连接件求精
• 5.3.4 求精检测
• 5.3.4.1 π演算抽象描述
• 5.3.4.2 求精验证
• 5.3.4.3 结果显示
• 5.4 系统的动态变化
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文总结和创新点
• 6.2 进一步研究工作展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢