一个适用于网构软件的信任度量及演化模型

网构软件的构建依赖于对开放协同环境中各种异构的、自治的软件服务实体间的有效协同.Internet的开放性与动态性,使得对于诚实的、具有可靠服务质量协同实体的选择难度较大,难以确保网构软件的可信性.软件实体间的信任关系对于保障网构软件的可信性具有重要的指导意义.软件实体间的信任关系通常随协作的进行而不断变化,但现有的信任模型缺乏对实体间信任关系的自动形成与更新的支持,从而无法刻画信任关系的动态性.针对该问题,提出了一个适用于网构软件的信任度量及演化模型.该模型不仅对信任关系度量过程和信任信息传递及合并过程进行了合理抽象,而且还提供了一种合理的方法,用于促进协同实体间信任关系的自动形成与更新.该模型有助于解决开放环境下网构软件的可信性问题.

一种面向网构软件体系结构的信任驱动服务选取机制

基于信任度评估的思想,从软件服务选取的角度对此问题进行了探讨,提出一种面向网构软件体系结构的信任驱动的服务选取机制:首先,给出一种通用的、机器可理解的应用需求及信任演化策略描述规范;其次,采用一种基于反馈的信任形成及决策机制,并给出一个信任驱动的服务选取算法;最后,给出一种面向网构软件体系结构的信任驱动的服务选取支撑框架.初步实践表明,上述机制为开发可信网构软件提供了有效支持.

基于Agent的网构软件构件模型及其实现

网构软件代表了Internet环境下的一种新型的软件形态,但仍然面临着外部环境显式化、软件实体主体化、运行机制自适应等问题.从构件的角度出发,提出了EBDI(electronic business document exchange)结构以表示能够根据环境变化实施自主行为的构件,利用动态绑定关系解释了构件的自适应演化特征.根据形式化的Role模型,描述了构件的运行状态、自主运行及自适应演化运行机制开发了DAgent-Internetware原型作为网构软件的支撑平台,支持以DAgent为构件的网构软件从设计到实现、部署、运行、演化等一系列流程.

基于贝叶斯网络的网构软件可信性评估模型

对于运行在开放、动态、难控的互联网环境的网构软件,其可信性评估是一个重要课题,但目前大量研究中可信性计算多是基于黑盒的,没有深入考虑系统结构,且评价指标过于单一.因此,提出了一个基于贝叶斯网络的网构软件可信性评估模型.该模型通过对网构软件进行结构分析,根据其结构模式,建立多层的网构软件可信性评估指标体系.基于贝叶斯网络采用自底向上逐层分析计算的方法,对网构软件的各组成实体及其系统整体的多方面可信性指标进行评估,形成统一的可信性结果,并使用客观数据对其进行修正.实验证明,该模型可以明确、客观地对网构软件的可信性进行评估,并能够对网构软件的设计、开发和部署提供帮助.

支持协商的网构软件体系结构行为建模与验证

针对网构软件行为中的不确定性和不完整性,提出了一种支持协商的网构软件体系结构行为建模与验证方法.在建模中,该方法借鉴了UML时序图元素表示法,并增加了建模元素支持行为的不确定与不完整建模.在验证中,除了集成广泛应用的模型检查工具Spin以提供行为模型的验证能力以外,还引入了基于反例引导的抽象-精化过程思想的协商检查,以解决不确定和不完整建模所带来的正确性验证问题.

网构软件的资源自适应性的形式化分析与验证

针对基于构件的网构软件系统对环境资源变化的自适应性特征的可信分析与验证展开研究.具体工作包括:在网构软件的系统模型层次,使用带资源语义信息的接口自动机对软件构件的行为进行形式化建模,其包含了构件在完成特定功能的过程中对环境资源的使用特征;使用资源接口自动机网络来描述构件组装实体的组合行为;使用基于场景的UML顺序图模型来描述具有多功能的组合系统规约;分别研究了检验组合系统的所有行为是否都满足给定的资源约束以及检验指定的系统行为是否满足资源约束这两个具体问题:通过对资源自动机网络状态空间的分析,构造其相应的可达图,在此基础上给出了相应的检验资源可满足性、最小资源需求量以及检验指定功能合法性等算法.

面向数据流的网构软件服务动态演化分析

网构软件需要组合多种异构服务并适应动态变化的网络环境,实现不间断服务和在线动态演化.为了将数据流显式地引入动态演化中,基于着色Petri网提出了面向数据流和控制流的网构软件服务模型.分析5种动态演化操作可能引发的数据流错误.为有效避免数据流错误的发生,首先提出面向数据流的服务实例可迁移性准则,然后提出了关于数据流/控制流交叉依赖关系的服务实例可迁移性准则,完整地刻画服务实例动态迁移约束特性.通过实验及结果分析,可以看出所提出的方法具有可行性和适用性.

基于PTCPN的网构软件建模与分析

时间Petri网能够对网构软件的性能进行分析,但是无法对网构软件的可变代价进行分析.为了进一步满足对网构软件所具有的柔性建模以及可变代价分析的需求,提出一种代价时间有色Petri网模型(price time colored Petri net,简称PTCPN).该模型对时间Petri网进行了可变代价和颜色信息的扩展,并使用代价时间变迁系统定义了PTCPN的语义;定义了PTCPN的累积代价状态类,并证明了累积代价状态类的合理性和完备性;给出了基于PTCPN的多Agent网构软件建模及分析方法.最后,通过实例分析说明应用PCTPN对网构软件进行形式化建模及分析是可行的.

基于非确定性推理的网构软件服务质量动态评估方法

提出了网构软件环境下一种基于非确定性推理的构件服务质量动态评估方法.该方法基于贝叶斯网络,其主要特点在于考虑了用户对构件的QoS需求,可以预测在用户多种QoS需求下采用分级策略的构件服务能力,支持评估模型的动态更新,提高了评估结果的准确性.在自主开发的服务协同总线(Once-SCB)平台上进行了应用与验证,结果表明,该评估模型准确、有效,可以在用户多种QoS需求下为其选择最为合适的构件.

Internet计算环境下的新型软件形态——网构软件(Internetware)综述

软件形态受到应用、平台和技术发展的影响而不断演化。由于Internet这一新的计算环境的普及,传统的软件形态逐渐无法适应Internet环境下的开发和应用,需要研究新的软件形态和软件技术。该文在分析软件发展历史的基础上结合相关研究说明了基于Internet环境的网构软件(Internetware)是未来软件的发展趋势,介绍了网构软件的基本特征,并说明了网构软件领域的研究问题。

自适应网构软件的集成开发环境SADE

网构软件通常驻留在动态、开放的环境中，需根据环境变化展示自适应和自演化能力，代表了一类复杂系统.如何有效支持这类软件系统的开发是软件工程面临的一项重要挑战.本文介绍了一个基于Agent的网构软件集成开发环境SADE，它建立在一组网构软件关键技术基础之上，包括：基于Agent的网构软件抽象和构造，动态绑定的自适应和自演化机制，基于组织抽象的软件开发方法学ODAM，自适应和自演化策略描述语言SADL等.论文分析了SADE的技术框架以及各个组成部分，包括网构软件分析和设计工具集ODAMTools、编程工具集、运行支撑平台等；最后通过案例分析阐述了如何利用SADE来进行网构软件开发.

基于模型的网构软件可达性检测方法研究

针对网构软件(Internetware)可达性检测中存在状态空间"爆炸"等问题,提出了一种基于网构软件代数模型的可达性检测方法.根据网构软件特性建立其代数模型,通过引入网构相关和网构空间概念,进一步扩展网构软件代数模型.通过明确网构软件可达性与网构组合运算表达式的关系,把可达性判定转化成递归表达式(网构线性相关)判定上来;通过建立网构空间到线性空间映射,把网构线性相关判定问题转化成齐次线性方程组非零解的判定上来.转换过程把线性相关的网构进行压缩,从而有效地抑制了状态空间的增长.给出了可达性检测算法,并讨论了该方法的实际应用.

一种基于自主构件的网构软件协作框架

网构软件的协作具有真分布、无全局规划、非强制性等新的特征,这对协作提出了新的要求.在传统构件的基础上,借鉴Agent领域中对自主性的理解,使用自主构件这一概念来对具有自主性的计算资源进行建模,并描述了一种基于自主构件的协作框架.该框架中借助环境改变来引导自主构件间的协作行为,协作过程中没有直接干预其他自主构件的行为,更没有强迫其他自主构件参与,但自主构件却能采取所期望的行动最终实现协作目标.

网构软件的Wright-Fisher多策略信任演化模型

网构软件是开放网络环境中软件系统基本形态的一种抽象,其信任关系本质上是最复杂的社会关系之一.为了增强信任演化模型的自适应性,提高预测的准确性以及有效地抑制自私节点的产生,结合差异化服务和演化博弈理论,提出了一种符合开放网络特征的信任演化模型:(1)建立基于差异化服务的实体全局收益函数,以增强信任演化模型的自适应性;(2)以演化博弈理论作为分析工具,借助Wright-Fisher模型的特点,提出了一种WrightFisher多策略信任演化模型,以增强对信任演化预测的准确性;(3)根据"公平规范"原则建立了基于博弈的激励机制,激励信任策略的演化,从而有效地抑制自私节点的产生.实验结果表明:该模型能够更准确地反映开放网络中实体信任行为的复杂性特点;在激励机制的作用下,网构软件的信任演化能够更快地达到稳定状态,从而有效地提高网络的效率,使网构软件系统的信任收益达到最优.

基于复杂网络的网构软件信任评估与搜索算法

为提高网构软件的信任水平和网络收敛速率,将复杂网络的小世界特征和无标度特性引入到网构软件的信任评估和可信构件搜索过程中,对网构软件进行群落划分,提出基于复杂网络的网构软件信任评估方法及基于最大度搜索的可信构件搜索(TIS)算法。仿真实验结果表明,与随机搜索算法和广度优先搜索算法相比,TIS算法能提高可信构件的搜索效率,减少网络负载量,降低信任路径长度和信任风险。

基于语义的多Agent网构软件模型

以动态开放环境下的网构软件需求为切入点，基于多Agent体系架构的原理和方法，提出了一个动态、自适应的多Agent网构软件模型。利用本体语义来描述和表示网构软件需求和软件实体的语义信息，从而将网构软件需求的满足问题转化为基于本体的推理问题。并对多Agent交互模型进行语义上的扩展，解决多Agent系统中的互操作性问题，支持动态、开放环境下自适应、可扩展的网构软件。此外，还设计了相应的模拟实验，利用一个中医药本体来验证和评价提出的方法。所提出的模型为进一步开展基于Agent的网构软件研究奠定了基础。

基于动态描述逻辑的网构软件系统故障诊断

提出了一种应用动态描述逻辑对被诊断系统进行分析的方法.动态描述逻辑的语法和语义非常适宜刻画系统的正常行为和异常行为.给出了算法使用动态描述逻辑的可满足性检测来测试离散事件系统的可诊断性.同时,给出了故障诊断器的构造算法.该故障诊断器通过实时地观察系统的行为完成故障诊断.以例子对算法进行了说明.

一种基于主体的可信网构软件设计方法

本文提出了一种基于主体的网构软件设计方法ABDPI,该方法对传统的多主体系统设计方法进行了扩展,支持网构软件的分析、设计、实现和部署等各个阶段.该方法建立了一个通用的信任模型来描述网构软件中各个软件实体间的信任关系,并通过定制灵活的信任评价反馈策略来体现信任值的动态变化;该方法还使用有限状态自动机对网构软件中软件实体的正常行为和故障行为进行建模,并通过动态描述逻辑DDL加以描述,在网构软件运行的时候能够通过系统观测和DDL推理机动态地诊断出故障;结合具体的案例对网构软件系统的设计过程给出详细的介绍.

面向网构软件的信任驱动及演化模型

网构软件是一种面向网络环境的新型软件形态,其构建依赖于对开放协同环境中各种异构的、自治的软件服务实体间的有效协同.由于网络环境不可控和不确定性,对网构软件运行时刻的可信保障提出了严峻要求,针对这一要求,提出了一种面向网构软件的信任驱动模型.该模型以软件实体为基本管理对象,以可信联盟的方式建立一种具有认知能力的柔性网构软件架构,在保证局部认知能力同时,具有全局预警和防御的能力.同时,为满足网构软件可扩展性和在线演化性需求,对模型功能单元及规则策略集合进行可扩展性设计,使模型具有较强的适应性,且随时间地推移具有良好的进化能力.实验证明,模型能够有效支持信任管理及信任关系的在线演化,有助于解决开放环境下网构软件的可信性问题.