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。     

基于协议的实时构件行为一致性验证

对复杂实时构件系统行为进行形式化描述和一致性验证,可以提高实时构件的可复用性和系统的正确性、可靠性。分析了时间行为协议TBP(Timed Behavior Protocol)及其它学术界和工业界常用的时序行为形式化描述方法,对实时构件替换理论进行了讨论,给出了基于时间行为协议的构件一致性验证算法并对其进行了分析。     

基于自动机的构件实时交互行为的形式化模型

采用形式化方法对复杂实时构件系统交互行为进行描述和验证,对于提高系统的正确性、可靠性等可信性质具有重要意义.分析了基于进程代数和自动机的构件交互行为形式化建模方法各自的优缺点,在此基础上提出了基于时间构件交互自动机的建模方法,给出了时间构件交互自动机的相关定义、组合和验证算法.时间构件交互自动机引入了时间限制、时间代价、时间代价计算半环、构件组合层次等概念,既能够描述构件交互情况,又能够清楚地表示出构件系统的体系结构信息和实时信息,便于对系统进行描述和验证.最后,结合具体应用给出了应用示例.     

构件组合的一致性验证和冗余行为去除

构件组合的一致性验证和冗余行为的去除是基于构件的软件开发领域的重要问题。基于此,通过把组合接口自动机看作从初始状态出发,经过由2个构件的交替动作重新回到初始状态的过程,用更直观的方法表示构件组合中的非法状态。以场景规范的形式化方法为基础,利用接口自动机的过程性质给出构件组合的一致性检查的算法及去除冗余行为的方法。     

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。     

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。     

构件行为协议实时性扩展及相容性验证

对复杂实时构件系统行为进行形式化描述和相容性验证,可以有效提高系统的正确性、可靠性。分析了学术界和工业界的主流构件模型及常见时间行为的形式化描述方法,对构件行为协议BP(Behavior Protocol)进行了扩展,提出了时间行为协议TbP(Timed Behavior Protocol),分析了构件组合中常见的相容性错误类型,给出了基于时间行为协议的构件组合相容性验证算法。TBP应用简洁、方便、易于验证。结合具体例子给出了应用示例。     

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。     

基于复用的构件开发模型的研究与应用

提出了一种基于复用的构件开发模型,该模型解决了构件内部结构和组织问题,保证良好的功能职责划分和关注点分离;保证构件以规范化的方式提供对外服务接口和扩展接口;保证构件具有良好的扩展性以及随需应变的能力.通过应用该模型开发了面向金融领域的客户管理构件,并将该构件复用于具体的金融项目.实践表明,该模型能提高软件复用率,降低开发难度,加快开发速度.     

软构件的可测试性研究

构件的可测试性是决定构件质量的关键因素，若能在构件设计阶段就考虑构件的可测试性问题，改善和提高构件的可测试性，那么构件质量就能得到很好的保障，进而减少系统开发时的测试成本。文中针对这个问题，讨论了影响构件可测试性的几个因素，分析了构件测试中存在的问题和构件测试要达到的目标，提出一种构造可测试性构件的通用体系结构，即在原有构件的基础上增加测试工具，把可测试性构件当作对包含嵌入式测试和跟踪工具的扩展单元。     

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.     

Web服务合成的相容性与替换性分析

形式化的分析有助于Web服务的合成.已有的合成分析方法,验证的重点是Web服务合成时形成的全局交互流程是否与预先定义的模型相匹配,忽略了合成时各个Web服务之间的行为是否相容.通过自动机对基于WSCI规范描述的Web服务进行形式化描述.在此基础上,提出了一个Client/Server模型,定义了Web服务合成的相容性概念,并提供相应的算法进行验证,保证了Web服务合成的正确性.在相容性分析的基础上,考虑到Web服务动态性的特点,定义了Web服务的替换性概念,并给出了保证替换服务正确性的定理.     

基于行为协议的构件软件静态测试研究

系统的静态分析能在设计开发阶段发现错误,从而避免了在运行时错误检测技术在系统执行期间带来的负面影响。基于尽可能避免静态错误这一构件测试策略的基本思想提出了一种对构件化软件系统进行静态测试的方法。采用通信模型对数据库服务构件系统进行抽象建模,并结合用于描述构件系统中构件之间交互的形式化方法行为协议,通过对构件系统构件行为协议的一致性验证,从而测试构件交互的正确性。     

基于构件的可信软件系统冗余机制及可靠性分析

在高可信软件的设计和开发中,软件容错是提高系统可信性的一种实现技术之一. 容错性就是指软件在故障出现时保证提供服务的能力,对退化故障进行容错的一种处理方式就是依靠冗余技术. 本文在分析结构冗余及其对可信性的影响的基础上,在基于构件的可信软件系统中提出了对核心构件进行冗余的机制,包括单个构件的双模冗余结构、组合构件的双模冗余结构和构件的三取二冗余及其扩展结构,并给出了其故障检测和判断方法. 同时,在各种冗余结构的基础上对系统可靠性能进行分析.     

基于范畴论的构件行为组合研究

针对基于构件开发过程中单个构件功能难于满足用户需求的问题,提出一种利用范畴论对构件行为进行组合的方法,用以实现复杂的业务功能。采用范畴论给出构件的形式语义描述,构件与构件之间的行为交互关系采用图表进行建模。给出一种基于图表推出的构件行为组合方法与推出运算的算法实现。实际应用结果表明,该方法对构件的形式化描述更加精确,构件组合也更加有效快捷。     

一种基于对等计算的构件模型研究

基于构件的软件开发,是软件工程领域一个重要的方法,其中构件模型是该方法的理论基础.目前,适用于基于对等结构的分布式应用软件开发的构件模型尚不多见.针对对等应用软件的特点,首先在给出一个开发框架的前提下,对对等应用软件进行了构件特征分析,并将基于该框架开发的对等应用软件系统所涉及到的构件形态,归结为可迁移构件、轻量级构件和耦合容器构件3类,然后在此基础上提出一个支持对等应用的构件模型,并对构件模型中语义和语法进行了表述,最后介绍了该构件模型的生成与部署、合成与组装、查找与匹配、通讯与协作、以及相关对比等方面的研究工作.     

基于依赖性分析的对象行为协议逆向恢复

对象行为协议对于理解对象行为语叉、对象行为验证、测试以及指导其他开发者正确使用对象所提供的外部行为都有十分重要的意义.然而在很多遗产系统中,对象行为协议常常缺失或随着长期的代码维护而出现不一致.针对这一问题,本文提出了一种静态的对象行为协议逆向恢复方法.该方法首先通过源代码分析获取对象(类)内部各方法之间直接和间接的依赖关系,然后在对象(类)内部依赖关系的基础上构建行为协议状态机.由于对象(类)内部的依赖关系是对象行为约束的主要根源,而静态分析具有全面、准确的优点,因此该方法获得的行为协议具有较好的准确性,而相关的实验结果也很好地验证了这一点.     

构件组装及其形式化推导研究

基于构件的软件工程(component based software engineering,简称CBSE)能够有效地提高软件开发的质量和效率.构件组装和组装推导(compositional reasoning)是CBSE的关键技术.基于软件构件的特点,借鉴进程代数中进程构造的方法,提出6种构件组装机制,能够灵活、简便地集成软件构件,并主张在构件组装的同时进行接口组装,通过生成功能更强、抽象级别更高的复合接口,提高构件组装的抽象级别和粒度.同时,基于Wright的形式化规约软件体系结构的研究,给出了复合构件和复合接口的组装推导算法,为系统行为的形式化分析、验证和仿真奠定了基础.     

企业经营分析系统的构件化开发研究

介绍了软件构件技术的基本概念,并提出了一个基于软件构件技术适合于各种不同领域的企业应用构件化软件开发的开发模型,接着利用此开发策略,描述了一个具体实例,即企业经营分析系统的构件化实现的详细过程,特别是讨论了系统构件类的具体划分和要求,以及系统实现的一些相关问题。