[發明專利]一種軟件體系結構建模與仿真方法

有效

• 申請號: 201611137729.9
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106598590B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 黃滟鴻;施健;史建琦;方徽星;李昂;李新;何積豐
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G06F8/20
• 分類號: G06F8/20
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 郎志濤

1.一種軟件體系結構建模與仿真方法，其特征在于，包括：

S1采用建模模塊將輸入的軟件需求輸出為層次化多agent系統軟件模型，該模型作為仿真模塊的輸入；

S2采用仿真模塊對輸入的層次化多agent系統軟件模型進行仿真，從而展示各個agent之間的交互行為，其中，

步驟S1中，輸出為層次化多agent系統軟件模型包括進行形式化建模語言設計、多agent行為結構建模以及環境建模，其中，

形式化建模語言設計包括：刻畫程序行為的操作語義、刻畫不同類型組件、處理時間特征、描述多維度物理環境信息、刻畫基于事件進行交互、以及具有可組合性與可拆分性，其中

刻畫程序行為的操作語義，用解釋執行程序的抽象機器定義語言的語義；

刻畫不同類型組件，根據功能劃分的不同，組件包括傳感器、控制器、執行器、物理設備；

處理時間特征，層次化多agent系統軟件模型的每個agent都分布在不同的地方，獨自完成各自的任務，同時也能夠相互通信、相互協調；

描述多維度物理環境信息，刻畫各類組件所關注的信息；

刻畫基于事件進行交互，基于事件的交互中隱含著同步，事件接收方等待事件的到來，待事件到來后才執行后續操作；事件的發送是單向的，與接受方的狀態無關；事件是廣播式的，它允許有多個接收方的存在；

設計的建模語言能獨立刻畫任意一個功能模塊，又能刻畫各功能模塊間的組合；設計的建模語言具備可拆分性，以支持層次化多agent系統模型拆分、模塊替換功能。

2.根據權利要求1所述的軟件體系結構建模與仿真方法，其特征在于，多agent行為結構建模包括對agent靜態行為建模和agent動態結構建模，

所述對agent靜態行為建模包括將集中控制融于多agent系統的分布系統中具備依賴關系的agent聚集在一起控制，將抽象粒度提高從而從不同抽象層次進行仿真；

所述agent動態結構建模包括利用面向對象Petri網OPN建立多agent的交互協議模型，建立自治的和自適應的agent結構模型；利用Petri網及擴展Petri網描述和分析多agent系統，基于功能與非功能目標對層次化多agent系統的軟件體系結構進行建模，包括軟硬件綁定協同化建模，軟件調度方案建模；在環境變化時，Petri網描述層次化多agent系統的軟件體系結構的初始化結構及動態行為，多個agent通過相互通信，調整自身行為，動態完成一個或者多個控制任務。

3.根據權利要求2所述的軟件體系結構建模與仿真方法，其特征在于，所述環境建模用于分析軟件系統所依賴的環境條件集，在環境變化時所述層次化多agent系統的軟件體系結構通過agent采集其所處環境信息與其他agent進行交互來調整所述層次化多agent系統的軟件體系結構自身行為，動態完成一個或多個控制任務。

4.根據權利要求1所述的一種軟件體系結構建模與 仿真方法，其特征在于，步驟S2中，所述對輸入的層次化多agent系統軟件模型進行仿真包括可視化動態仿真、因素控制。

5.根據權利要求4所述的一種軟件體系結構建模與 仿真方法，其特征在于，所述可視化動態仿真采用可計算模型應對層次化多agent系統中的不確定性因素，利用數學模型、行為模型及相關算法的綜合集成，實現仿真程序的結構化功能模塊，支持定性的或者定量的模型。

6.根據權利要求4所述的一種軟件體系結構建模與 仿真方法，其特征在于，所述因素控制包括不確定性因素、人機交互以及仿真邏輯。

7.根據權利要求6所述的一種軟件體系結構建模和仿真方法，其特征在于，所述不確定性因素包括隨機性、模糊性、信息不完全性、歧義；所述人機交互包括推理、學習、自主決策、博弈，所述仿真邏輯的執行步驟包括系統辨識、設計概念模型、進行系統分析并設計模型架構。