特征模型驱动的网构软件构件组装与优化方法

面向特征的领域分析方法可为网构软件中资源的有序化提供有效支持.从领域工程的角度出发,提出一种特征模型驱动的网构软件组装与优化方法,该方法以iJackson图描述网构软件的特征模型,结合软件体系结构特点,分析了将特征模型转换为面向业务构件、基于工作流图技术的组合模型的机制,通过应用图论方法,将组合模型建模为以领域特征簇为中心的构件组装结构图,围绕面向多目标需求的QoS模型,建立了Internet环境下网构软件构件组装问题的数学模型,提出了一种基于蚁群优化算法的全局优化方法.最后,以网上书店系统为倒,介绍了仿真实验过程,并说明了方法的有效性和可行性.     

一种情境驱动的网构软件体系架构与支撑环境

本文从网构软件Internet环境下涉及的各类事物和事件情境及情境的整个生命周期出发,以情境驱动为核心,对网构软件的体系结构与支撑环境展开研究,以支持服务实体的自适应、自演化行为。本文研究了Internet环境下服务实体交互与协同关系中的各种情境构成,给出了一个适合网构软件的情境本体定义。在此基础上,给出了一种基于情境感知的网构软件体系架构,并描述了在这一架构下网构软件按需聚合和动态演化的模型与机制。围绕该应用场景,结合服务实体实际运行时的特点及要素,给出了该体系架构下网构软件的支撑环境软件设计。最后,本文给出了一种基于OSGi服务平台的支撑环境参考实现。     

网构软件可信性演化评估分层Petri网模型

对网构软件系统初始化及系统演化时实体间信任关系的建立、演化和评估问题进行了研究。通过结构分析,建立了网构软件系统结构模型,并给出了基于分层Petri网的评估模型;从系统整体组成结构与各实体内部访问控制策略两方面,对网构软件演化过程中的可信性演化情况进行了评估;解决了原有基于信任度量的模型对系统初始化及新建立实体可信性支持不足的问题,并提供了服务实体对客户实体的反向信任机制。     

一个网构软件可信实体模型及基于评估的信任度量

对于运行在开放、动态、难控的互联网环境的网构软件,其可信性保障与管理是一个重要课题.目前的研究多是基于信任网络思想的信任度量及演化模型,这种模型对于网构软件来说,在信任的来源、实体间信任关系的约束、信任传递参数的设置方面仍存在着不足.因此,本文引入可信计算中信任链模型的思想,提出了一个网构软件可信智能实体模型,并在此基础上构建了基于评估的信任度量方法.首先通过动态自省、显式自明和自主演化的机制保障了实体本身的可信,建立了信任的基点;并给出了形式化的描述及交互行为的动态监测;然后通过建立Bayes网络综合推荐信任并使用评估方法加以修正,以精确计算信任传递过程中的衰减参数,建立了信任链传递过程中的可信认证机制;最后通过实验验证了所提出方法的正确性.     

网构软件体系结构代数模型

由于网络化软件的规模和复杂程度的不断增加,设计可伸缩的软件体系结构,开发可演化的软件系统遇到了挑战.挑战之一是很难把软件模型与原系统说明区分开来,使得软件系统的可演化性受到限制.一个有效的途径是建立可范用软件体系结构的抽象模型,指导网构软件设计,从而提高软件模型的概括能力和可伸缩能力.本文提出一种网构软件体系结构代数模型,其中一个创新思想是把网构连接子解释成网构变量的运算.结合代数学方法和软件实现技术,定义了6种网构连接运算,所有运算是对连接子的代数抽象,因此软件体系结构的抽象表达能力得到了加强.为了展示提出代数模型的建模与分析辅助作用,介绍了一个基于代数模型的网构软件设计与演化的案例研究.     

面向网构软件的环境显式化技术

网构化软件处于开放、动态、难控的环境之中,需能感知并适应环境的变化,以持续提供用户满意的服务.传统软件构造技术缺乏对环境感知和适应的系统支持.本文在前期工作基础上,提出一种面向网构软件的软件结构,通过为软件系统配备先验的环境模型和环境规约来实现环境处理的显式化.进而,介绍了我们使用这种方式来处理开放环境之分布异步性、感知信息的不一致性以及环境中人类用户行为特性等的若干具体技术进展.而后,讨论了一种先验环境模型及环境规约的开发方法原理,给出了相应的环境驱动逻辑的静态表达与运行实现机制.该方法和机制可较好地支持环境处理与应用业务逻辑间的关注分离.     

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.     

工作流驱动、面向服务的构件组装平台

通过分析基于构件组装的网构软件开发流程,设计了一种工作流驱动、面向服务的构件组装平台CCP-I,该平台在工作流引擎的支持下,可以实现服务构件的动态装配以及构件和Web表单间的松耦合。最后,介绍了基于开源项目的CCP-I平台的实现方案。该平台能够为网构软件支撑平台的研究提供参考和借鉴。     

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Wright-Fisher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.     

一种基于信任关系的网构软件安全模型及其应用研究

作为一种新的软件架构概念和技术,网构软件成为当前软件工程研究领域的焦点之一。然而新的架构技术和运行环境也使得网构软件技术面临着一些新的问题,其中包括网构软件的信息安全性问题。为了实现对网构软件的信息安全保护,本文提出了一种基于信任关系的网构软件安全保护模型,它通过建立网构软件中各软件主体之间的信任关系,达到对网构软件中信息的安全保护目的。     

Trust‐oriented QoS‐aware composite service selection based on genetic algorithms

Service selection in service‐oriented computing has emerged to be an increasingly important research area. From the client's point of view, in addition to the QoS of a service or a service composition, the trust level becomes an important part. As the complexity of invocation in service composition has been greatly increased, a comprehensive mechanism, which could evaluate both the subjective aspect as trust expression and the objective aspect as QoS, is needed. In this paper, we provide a formal service composition architecture for service selection. In addition, we propose a trust evaluation method for the service composition plan based on the subjective probability theory, based on them, our trust‐oriented genetic algorithm (TOGA) is proposed to find a near‐optimal service composition plan with QoS constraints. Experimental results have illustrated that our proposed approach can discover the near‐optimal solution efficiently. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

节能及信任驱动的虚拟机资源调度

针对节能机制和信任驱动的资源调度机制相分离的特点,提出了一种应用到云计算数据中心中的节能及信任驱动的虚拟机资源调度TD energy-aware-Opt算法。该算法利用任务和虚拟机资源之间的信任机制进行任务和虚拟机资源之间的匹配,并通过最小化迁移算法对虚拟机进行实时迁移,以达到保证用户任务性能和数据中心节能的目的。对该算法进行大规模和多角度的仿真实验,结果表明:该算法与传统的基于信任驱动的最小完成时间TD min-min算法、基于信任驱动的最大完成时间TD max-min算法相比,能节省大量电能并且具有较优的平均信任效益、总信任效益和较低的服务等级协议违反率。     

基于信任QoS增强的网格服务调度算法

针对目前服务网格资源管理中存在的信任机制与调度机制分离的缺陷,基于网格信任模型与信任效益函数,讨论了信任QoS增强的计算服务调度问题．分析传统调度算法的缺陷,提出了基于信任关系的网格服务调度算法．该算法在保证服务性能Qos要求的同时兼顾信任QoS的要求．对基于信任关系的网格服务调度算法性能进行了多角度分析和大规模仿真实验．结果表明:该算法较传统的基于性能QoS的调度启发式和另外两种基于信任Qos的调度启发式而言,不仅具有较优的平均信任效益、总信任效益和较小的最终服务期,而且在失效服务数和系统吞吐率等方面具有较好的综合性能．     

Towards Software Architecture and Mechanisms for Improving Runtime Variability of Internetware System

As an emerging software paradigm, Internetware is proposed to handle openness, dynamism of software systems in the context of Internet, which implies that such software systems typically have runtime variability that can be improved dynamically to handle various or even unexpected changes of requirements and open environment. Though many progresses of Internetware software technologies have been made to support the adaptation, evolution, context-awareness, etc. of Internetware, how to construct Internetware systems with the ability to improve their runtime variability is still a great challenge in the literature of software engineering. In this paper, we propose software architecture and mechanisms for Internetware systems to support the improvement of their runtime variability by combining software variability and autonomic computing techniques. The Internetware system is organized as three levels that are consist of variable autonomic elements and Internetware entities, and architecture of these software entities is defined and discussed respectively. Moreover, we put forward a series of runtime mechanisms based on these levels, including module selection, intermediator and horizontal management, to realize operations upon the variation points and variants in software architectures and thus achieve the improvement of runtime variability. We develop a sample of Personal Data Resource Network to depict the requirements and scenario of improving runtime variability, and further study the case based on our proposed approach to show its effectiveness and applicability.     

Technical framework for Internetware: An architecture centric approach

Being a new software paradigm evolved by the Internet, Internetware brings many challenges to the traditional software methods and techniques. Sponsored by the national basic research program （973）, researchers in China have developed an architecture centric technical framework for the definition, incarnation and engineering of Internetware. First of all, a software model for Internetware is defined for what to be, including that Internetware entities should be packaged as components, behaving as agents, interoperating as services, collaborating in a structured and on demand manner, etc. Secondly, a middleware for Internetware is designed and implemented for how to be, including that Internetware entities are incarnated by runtime containers, structured collaborations are enabled by runtime software architecture, Internetware can be managed in a reflective and autonomic manner, etc. Thirdly, an engineering methodology for Internetware is proposed for how to do, including the way to develop Internetware entities and their collaborations by transforming and refining a set of software architectures which cover all the phases of software lifecycle, the way to identify and organize the disordered software assets by domain modeling, etc.     

A software architecture centric engineering approach for Internetware

As a new software paradigm evolved by the Internet, Internetware brings many challenges for the traditional software development methods and techniques. Though architecture-based component composition (ABC) approach is originated in the traditional software paradigm, it supports the engineering of Internetware effectively due to its philosophy, rationales and mechanisms. ABC has three major contributions to the en- gineering of Internetware in detail. First, the feature oriented domain modeling method can structure the “disordered”“software entities” to “ordered Internetware” bottom-up in the problem space. Second, the architecture centric design and analysis method can support the development of self-adaptive Internetware. Third, the component operating platform is a reflective and self-adaptive middleware that not only provides Internetware with a pow- erful and flexible runtime infrastructure but also enables the self-adaptation of the structure and individual entities of Internetware.     

一种基于信任机制的网构软件的构件选择方法研究

目前网构软件成为一种新的软件形态,如何选择可信构件来构造网构软件,并使其具有尽可能高的用户信赖度,已成为亟待解决的问题。提出了一种基于信任机制的构件选择模型,它运用历史交互构件软件的可信性评价、朋友推荐及构件声誉来计算构件的各项描述的可信性,从而选择可信构件。并提出了一种基于以上可信构件选择模型的构件选择方法,最后通过实验验证了该方法的可行性和有效性。