基于构件的软件工程中构件模型的分析

基于构件的软件工程(Component-based software engineering CBSE)是一种新型的软件开发模式,构件模型是构件化软件开发模式的核心。构件模型的集成性,可用性和可扩展性是评价构件模型的原则,随着构件化软件开发技术的快速发展,形成了多种构件模型。本文对各种主流的构件模型进行了深入的研究,对它们的差异进行了归类总结。

基于可生存性规范的软件构件系统恢复的建模与推理

从基于构件的系统在面临各种不同的恶意攻击、系统故障和意外事故时,根据预先定义好的生存性规范为用户提供不同等级的系统服务出发,研究了构件系统恢复中的一些关键问题.其主要贡献是:(1)提出了基于构件家族和构件安装顺序的服务核表示方法,该方法能够准确表达系统在不同条件下为用户提供能够感知的服务;(2)建立了基于构件兼容性和构件安装执行的构件系统恢复性质的推理规则,用于判断系统恢复的成功性(新启动的服务能够正常工作)和安全性(原有的服务不会受到损害);(3)提出了基于投影的构件安装执行的简化算法,为大规模构件系统恢复的性质推理分析提供了支持.利用基于可生存性规范的构件系统恢复的分析流程,可以在实际中系统地应用相应的推理规则.最后通过一个基于构件的移动视频点播MVoD系统来展示所提出的模型与方法的实用性和有效性.

基于行为自动机的构件可替换性分析与验证

在交互协议层面讨论构件的可替换性,采用非确定性有限状态自动机(nondeterministic finite automata,简称NFA)来建模构件的交互行为,在保证交互兼容性的前提下,提出了按构件环境的透明度和构件交互的变化度两维划分的可替换性模型,给出了4类可替换性的形式化定义及其之间的关系,并基于NFA理论给出了相关的验证算法.另外,该模型以构件的替换行为而不是其全部行为作为构件替换的参照,从而使替换时有更多的候选构件可供使用,提高了构件复用的几率.

面向体系结构的构件接口模型及其形式化规约

借鉴软件体系结构的思想,提出了面向体系结构的构件接口模型,它既能表达体系结构设计的高层抽象构件,又能表达底层代码级别的实现构件。同时基于该模型,运用顺序通信进程,提出了两级构件接口行为协议规约方法,能够有效规约大粒度复杂软件构件的行为交互协议。

一种基于线性逻辑的构件组装方法研究

构件组装是基于构件的软件开发中的一个重要环节.本文利用线性逻辑描述了具有语义信息的构件结构,描述了独立于具体的计算环境、具有普遍适用性的三种构件组装关系,利用定理证明的方法,根据现存构件的描述和构件组装关系自动生成构件组装的方案,并从被适应的构件描述中推导出复合构件的描述,以提高对构件适应过程的描述和分析能力,为构件组装形式化分析、组装正确性的检验提供了保证,并列出了一些值得进一步研究的问题.

非成熟领域软件复用过程模型

将一个软件企业或开发团队实现有组织的软件复用分为4个阶段,针对可复用资源积累阶段的特点,提出了非成熟领域软件复用过程模型,应用系统分析设计与领域分析适当结合,经数次迭代,逐步积累领域知识,使面向提交的应用系统开发平滑过渡到基于复用地开发,使该领域尽快成熟。该过程模型还考虑了应用系统开发时效和软件开发团队运营成本问题,此阶段软件复用不强调领域工程,应用系统开发是面向提交的,但需要使用基于构件的软件开发。

构件适应和组装的形式化语义描述

构件适应技术是基于构件的软件工程中一个很难解决的问题,分析了三种构件适应结构的应用条件,采用了形式化语义的方法描述和推导了与构件以及构件适应相关的问题,根据构件描述与应用需求描述动态地选择不同的适应层次来适应构件,从被适应的构件描述中推导出复合构件的描述,为构件适应的形式化分析、组装正确性检验提供了保证,并列出了一些值得进一步研究的问题。

软构件行为适应的Petri网方法研究

构件适应技术是基于构件的软件工程中一个很难解决的问题。分析了软构件行为描述及行为关系,提出了构件行为的进程代数描述转换为Petri网描述的转换规则及转换算法,根据Petri网的同步距离性质计算交互的软构件行为之间的匹配关系,自动生成行为适配器的描述,提出了一种解决软构件交互过程中产生的行为不匹配问题的形式化方法,并列出了一些值得进一步研究的问题。

基于接口矩阵分析的构件变化检测方法的研究

针对构件的变化性问题一直都是基于构件的软件工程(CBSE)中的一个关键问题,首先对构件模型以及构件匹配原则进行形式化描述,构造了构件的接口关系矩阵;然后根据构件匹配原则,对构件接口关系矩阵进行分析,动态地检测构件的变化,判断构件变化可能会对其他相关构件以及整个系统产生影响;最后实现了构件变化分析的辅助工具CIDT(component interface detecting tool),并在软件开发以及维护过程中使用CIDT对系统进行动态的检测和分析。

基于行为协议的构件替换性分析

构件的插拔与替换是CBSD实现组装开发、支持定制和演化的基本机制,基于行为协议的构件替换性分析与验证是CBSD的核心研究课题。基于有穷自动机理论和面向服务软件构件的特点,提出了构件行为自动机模型以描述构件的行为协议,定义了构件行为替换性的概念体系,以增进软件构件的复用,开发了构件行为替换性的验证方法,以支持构件行为替换性验证的自动执行。

基于构件的领域分析方法与建模研究

在基于构件的软件工程思想指导下,介绍了面向特定领域的软件开发过程,对基于特征的领域分析方法中结合面向对象和构件化的思想进行了探讨,提出了基于构件的领域需求分析方法,提高了软件复用的层次,并将此方法应用于基金管理领域的需求分析中。

基于中间件的分布式系统开发过程的研究

分布式中间件是实现分布式系统的重要途径。从软件工程角度出发,探讨了基于中间件的分布式系统的开发过程,对其不同于传统软件过程中的设计、测试和维护等部分进行了讨论,分析了分布式系统的三层体系机构。

FreeScaler:一个灵活面向领域的可复用基础设施

框架是软件复用研究中的重要课题之一,但是框架在不同的领域中有不同的特性,需要将框架的特性与共性分离,将共性部分单独加以实现并复用,使得研究人员的注意力集中在各个领域的特性部分.本文提出并研发了一个基于构件和双总线的分层微内核结构的基础设施—FreeScaler.该基础设施属于框架共性的实现,具有高度的开放性和灵活性,为科研试验和应用开发提供了一个快捷易用的平台.文中重点介绍了FreeScaler的设计思路、整个系统的模型和体系结构,阐释其关键特性,并展示了基于FreeScaler的实际应用.

面向主机遥控系统的CBSE方法研究

以SRI-VC2110RC遥控系统为目标系统,设计了面向该目标系统的构件模型、架构风格和可复用软件构件库;设计并开发了基于Eclipse的构件化嵌入式软件开发工具。最后通过构建实例,展示了嵌入式软件构件化解决方案,并证明采用CBSE(Component Based Software Engineering)方法能够改善目标系统嵌入式软件的开发过程,提高开发效率。

基于中间件的系统开发过程分析

基于中间件的分布式系统开发过程与传统软件的开发过程有很大的不同,就一般的CBSD(Component-base Software Development)开发过程进行了详细的阐述,分析了常见三层体系结构。