自主软件生态系统体系架构研究

工业软件应用于工业制造与控制的各类软件系统,是实现工业自动化与数字化的关键,其进步与发展水平反映了一个国家的工业化程度与竞争力。然而,国内自主软件发展缺乏完善的循环机制,开发技术很难跟上快速变化的市场需求,服务与人才支持也有所欠缺,难以形成健康稳定的生态系统。分析了国内外工业软件发展现状、现有工业软件生态系统建设存在的问题,提出了面向工业制造企业的自主软件生态系统体系架构,并以自主软件生态系统支撑平台为核心,从自主软件生态系统模型构建、自主软件生态系统应用模式两个方面展开研究,建设能够良性循环的自主软件生态系统,形成面向工业制造企业的自主软件生态体系。

构建工业软件生态系统,加速工业软件国产化进程

工业软件是制造业实现数字化转型的必备要素,是我国迈向“制造强国”的重要一环。然而,国产工业软件发展40余年仍不尽如人意,主要原因是缺乏一个健康、稳定的生态系统。本文分析了中国工业软件发展态势、与国际先进水平存在的差距以及面临的挑战,通过借鉴中国财务软件发展的经验,提出构建工业软件生态系统的设想,具体由政府生态、供需生态、人才生态、投融资生态、合作伙伴生态、上下游软件生态组成。最后,本文从市场机会、信息技术、人才、制度优势角度探索中国工业软件发展的新机遇。

软件生态系统研究综述

软件生态系统加速软件产业的垂直分工和水平整合,改变了软件产业的商业生态.自2003年提出以来,软件生态系统吸引工业界和学术界的广泛关注.国内外知名IT企业深耕软件生态系统,形成许多具有广泛影响的软件生态系统.近年来,在云计算、移动应用开发、信息物理系统、区块链等新兴信息技术快速发展和软件生态系统应用领域不断拓展的双重作用下,软件生态系统新泛型不断涌现.人们对软件生态系统的认识与理解,随着研究深度和应用广度的不断变化而改变.直至2016年,学术界和工业界才对软件生态系统的定义趋于一致.软件生态系统是在特定的技术环境中软件企业、开发者、技术社区等涉众以软件产品、服务、数据和知识为媒介相互作用而形成的复杂系统.通常,研究人员使用2003年提出的软件生态系统研究内容七分类法把相关文献归类到过程与技术、定性分析、结构化分析模型、实证研究、工具及表示法、行业应用、技术报告等七大类中.由于软件生态系统的领域边界、关键特征较之2003年的情境已发生巨变,原有的七分类法有待修订.本文类比自然生态系统,建立软件生态系统元模型来描述软件生态的结构及特征.在软件生态系统研究内容七分类法的基础上,将“定性分析”和“结构化分析模型”整合为“分析方法与框架”,把“行业应用”和“实证研究”合并为“实证研究”,形成软件生态系统研究内容五分类法.然后,对2015~2017年软件生态系统的研究现状进行文献综述,从技术报告、分析方法与框架、过程与技术、实证研究、工具及表示法五个方面总结软件生态系统的研究现状,并展望研究趋势及发现面临的挑战.软件生态系统的需求工程、架构建模、模型驱动开发、能量机理、关键特征分析、信息量抽取与建模、生态网络分析、缺陷/代码坏味累积效应、CASE工具、软件生态系统新泛型等方面的研究有待进一步深入.

GitHub中软件生态系统的演化

大多数软件项目都是相互依赖的,因此对软件生态系统的分析吸引了许多研究人员的兴趣.近年来,除了分析一些著名的软件生态系统外,研究人员还对GitHub中的软件生态系统及其功能进行了研究.然而,GitHub中软件生态系统发展的基本过程以及其演化的原因尚未引起广泛关注,当前研究对GitHub中的软件生态系统演化进行了深入研究.首先基于动态社区发现方法检测GitHub中不断演化的生态系统,然后识别并比较GitHub中的不同演化事件.通过演化过程示意图直观地展示了从2015年到2018年长期存活的软件生态系统其演化过程.为了理解生态系统存活或消亡的原因,进行了多元线性回归分析,找出了与生态系统存活相关的重要因素.此外,提出了3个典型案例研究,以显示GitHub中软件生态系统的演化行为.

软件生态系统初探:概念解析及生命周期模型

为满足软件系统大规模定制的需要,软件生态系统应运而生.作者在总结已有研究成果的基础上,给出了软件生态系统的概念,并给出一个软件生态系统生命周期模型.该模型将软件生态系统的生命周期分为3个阶段,分别完成系统分析、核心平台及管理框架的开发、第三方软件解决方案的开发以及软件生态系统的维护和演化等活动,该模型可作为建立和管理软件生态系统的参考.

软件生态系统的角色模型和质量模型

软件生态系统打破了组织的界限,将不同的软件厂商组织起来共同为用户创造价值.作者借鉴自然生态系统的概念,对软件生态系统概念进行了剖析,指出软件生态系统中的不同角色的期望和目标,并给出一个软件生态系统的质量模型,为不同角色理解、评价和管理软件生态系统奠定了理论基础.

基于软件生态系统的开源社区特性研究

随着开源社区的发展,可供获取的开源软件的数量与复杂性急剧增长,致使软件系统之间由于开发者的交互、组件或模块的依赖和使用工具的共享而相互关联,形成开源软件生态系统。从自然生态系统的角度,分析软件生态系统的组成成分、知识链(网)结构,从软件项目、同类主题和整个开源社区这3个级别构建软件生态系统模型,根据自然生态系统的主要特征分析软件生态系统的开放性、多样性、调控性及可持续性。在Sourceforge.net开源社区中的分析结果表明,通过研究开源软件生态系统的特性,有助于提高其生存能力以及知识的循环利用,确保系统的稳定性和健壮性。

在线软件生态系统用户活跃度的经验研究

为了以更少的成本来满足用户的需求,软件公司开始借助第三方开发者建立软件生态系统。提出了度量软件生态系统的用户活跃度的问题,对软件生态系统用户活跃度进行建模,设计层级结构的指标体系。从研究系统层面的用户活跃度为主要目标,分析用户行为,把用户群体的行为作为活跃度的判定依据。定义软件生态系统的具体指标:应用吸引力,用户忠诚度,用户流动性等。进行了案例研究,基于大量用户行为数据,进行服务异常监控和趋势分析。

软件生态系统的负熵流模型

软件生态系统(SECO)是应用生态学理论和方法,解决软件问题的热门研究方向。通过对软件生态系统中负熵机制的研究,提出软件以输出负熵为使命的观点,构建一种基于负熵流的软件生态系统模型,并对该模型进行实证研究和可行性分析。

开源软件库生态治理技术研究综述:二十年进展

在“人-机-物”三元融合、泛在计算的时代蓝海下,“开放多变”“需求多样”和“场景复杂”的软件部署和运行环境对开源软件库生态的治理技术提出了更多需求和更高期望.为进一步推动构建可信软件供应链生态,围绕泛在计算模式、打造自主可控的技术体系,聚焦于开源软件库管理生态,收集近20多年来(2001–2023)发表于软件工程领域较高影响力的学术期刊和会议的348篇论文,对开源软件库生态治理技术的研究工作进行梳理.讨论开源软件库生态的建模与分析、演化与维护、质量保证和管理等方面的工作,总结研究现状、问题、挑战与趋势.

大数据视角下智慧教育生态系统需求分析与架构设计

大数据正在改变传统学习方式,新学习方式的多样性是引发智慧教育的必然结果。文章首先对基于大数据的智慧教育进行了可行性分析,提出智慧教育生态系统的理念。然后从数据采集、数据分析、信息反馈等方面分析了构建智慧教育生态系统的功能需求,并提出了基本设计原则来构建基于第三方云服务的分布式数据智慧教育生态系统架构。该架构具有数据接口、应用接口和多技术融合的开放性特征,还具有智能收集教学信息、学习资源和社交媒体信息的共享性特征,并不断迭代优化智慧库的行为。该系统还可以提供实时智能数据分析,通过数据可视化提供监测预警能力及个性化学习资源的推送,实现智慧教育交互、协作和泛在的特征,最终目的是构建具有可持续性和平衡性的智慧教育生态系统。

大连市数字和软件服务生态系统发展现状及分析

随着科学技术和信息经济的快速发展,数字和软件服务对经济发展至关重要。其中,软件服务与信息服务密切相关和互补,软件服务的发展对信息服务行业至关重要。本文对大连市数字与软件服务业的发展现状及前景进行了宏观分析。

图书馆应用软件生态建设与业务创新

图书馆应用软件生态为图书馆高质量发展提供技术支撑。文章阐述应用软件生态系统的发展现状;介绍佛山市图书馆应用软件生态的建设实践;以佛山市图书馆“易本书”项目为例,从资源、用户、管理、空间等视角开展新业务需求分析,采用软件功能点分析法进行系统构建。

龙芯指令系统架构技术

介绍了统筹考虑先进性和兼容性要求的龙芯指令系统架构——龙架构(LoongArch).LoongArch吸纳了近年来指令系统设计领域诸多先进的技术发展成果,易于高性能低功耗的实现和编译优化;融合了各种国际主流指令系统的主要功能特性,不仅能够确保现有龙芯电脑上应用二进制的无损迁移,而且能够实现多种国际主流指令系统的高效二进制翻译.LoongArch已经被实现于龙芯中科技术股份有限公司研制的3A5000四核CPU.SPEC CPU2006的实验结果表明,在相同微结构下,LoongArch性能比龙芯CPU原指令系统MIPS平均提升超过7%.在硬件辅助支持下,SPEC CPU2000程序从MIPS翻译到LoongArch可以实现无损翻译,其定点程序子集和浮点程序子集从x86翻译到LoongArch的效率分布达QEMU二进制翻译器的3.6倍和47.0倍.LoongArch有望消除指令系统之间的壁垒,使得不同指令集的软件能够融合到统一的LoongArch平台上,不加区别地高效运行.

面向软件生态的资源定位技术

为满足大型复杂软件系统定制需求,软件生态系统应运而生,并逐渐成为软件工程领域新的发展趋势,如何准确快速地定位软件资源成为关键问题。本文以本体为基础给出软件生态系统模型,保证不同软件资源能够进行统一描述,在此基础上,提出一种基于统一访问引擎的软件资源快速访问技术,从而保证能够精确获取不同软件资源库的软件资源,满足软件生态系统中不同组织、大量软件的精细化管理需求。实验表明,本文提出的资源管理技术能够大幅提高软件资源定位精度和效率。

企业级软件应用资源中心的研究与建设

油田企业的软件应用业务域广、技术类型多,需要对应用资源统一管理。通过建立以应用资源为中心的软件生态系统,采用SaaS的软件应用方式,为业务人员按照岗位和角色进行软件应用分配,建立面向企业级用户的软件应用的新模式。由应用资源中心产生的多种数据流,为石油企业的应用资源建设、运行、规划等提供决策依据。

从了解到实战:面向自然语言处理的 R 语言生态环境分析

时代的进步日新月异,越来越多的工具在数据科学和统计学分析中得到应用。不同的工具系统各有优劣,伴随着数据的数量越来越庞大,更多的研究工作者渴望高效简洁的工具链。“花更少的时间写程序,花更多的时间研究算法,用最简约而美观的方式输出图表”才是 21 世界数据科学家和统计学家渴望的工作环境。而随着相应技术的普及和发展,文本越来越多的不单单以信息的载体的形式而存在,越来越多技术的实现和广泛应用、越来越多的场景呼唤精准而有效的语言分析。使用计算机程序、借助庞大的网络资源库,成为了时代的号召、广大用户的需求,也自然成为了语言学发展的新桥头堡。在统计学分析中起到至关重要作用的 R 语言,正在越来越成为语言文字处理者手头上的利器。本文将对 R 语言本身及基于 R 语言的自然语言处理生态环境进行全方位的比较,从各种软件包的基本作用、使用场景、优点以及不同软件包的组合应用方面入手,向读者展示一个全方位、深层次的 R 语言生态环境。

第三方库依赖冲突问题研究综述

软件开发过程中,开发人员通过大量使用第三方库来实现代码复用.不同第三方库之间存在依赖关系,第三方库间的不兼容会导致第三方库的安装、加载、调用时出现错误,进而导致系统异常,这类问题称之为第三方库依赖冲突问题.依赖冲突的根本原因是加载的第三方库无法覆盖软件引用的必需特性(例如:方法).依赖冲突问题会在第三方库的下载安装,项目编译和运行时中出现,且定位困难.依赖冲突问题的修复要求开发人员对使用的第三方库版本间差别具有准确的理解,并且第三方库之间复杂的依赖关系增加了修复难度.为了能够在软件运行前,发现软件中存在的依赖冲突,并且能够响应和处理运行过程中由依赖冲突引发的系统异常,国内外学者展开了各种针对依赖冲突问题的研究.从依赖冲突问题的4个方面,对当前已有研究工作进行了梳理,包括:第三方库的使用实证分析、依赖冲突原因分析、依赖冲突检测方法以及依赖冲突常用修复方式.最后对该领域未来值得关注的研究问题进行了展望.

外媒速览

美CISA发布《CISA开源软件安全路线图》近日,美国网络安全与基础设施安全局(CISA)发布《CISA开源软件安全路线图》,旨在帮助确保开源软件生态系统安全。该路线图列出了保护开源软件生态系统的四个关键项:一是确立CISA在支持开源软件安全方面的作用,二是提高开源软件使用和风险的可见性,三是降低政府风险,四是强化开源生态系统。该路线图与美国《国家网络安全战略》保持一致,还概述了与开源软件社区合作、扩大与国际开源合作伙伴的合作以及开发开源软件风险优先级框架的目标。根据路线图,CISA计划对政府和关键基础设施的开源项目进行风险优先排序。

OpenStack开源社区中商业组织的参与模式

由于开源软件开发方式与传统的软件工程方法存在显著差异,为了加入开源社区,商业组织必须要对自身原有的软件开发方式、业务模式等做出调整.在这种情况下,一个亟待解决的问题是商业组织应当采取怎样的参与模式才能有效融入开源社区.为此,进行3个方面的研究:采用雪球采样方法对OpenStack相关的文本数据进行收集,为定性分析提供数据基础;借鉴扎根理论,通过对所收集数据的过滤和归纳,总结出不同商业组织参与OpenStack的模式;在此基础上提炼出4种更具一般性的参与模式,为商业组织参与开源项目提供经验参考与决策支持.