[發明專利]一種構件動態演化內部一致性保證方法

有效

• 申請號: 201710905832.1
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107678964B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 鄭明;李彤;莫啟;謝仲文;林英;秦江龍;周小煊;向文坤;何云;李響;成蕾;王曉芳;鄭交交;楊真諦
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 昆明金科智誠知識產權代理事務所(普通合伙) 53216
• 代理人: 胡亞蘭

本發明屬于軟件構件演化技術領域，公開了一種構件動態演化內部一致性保證方法及系統，首先從構件內部對其動態演化前后的一致性進行分析，在此領域尚屬鮮見；其次，將圖論中的有向圖的同態映射關系遷移到構件的內部類中，并與進程代數中的強模擬理論相結合，分別為保證構件動態演化內部一致性的必要條件和充分條件提供了支持，為實驗的全局角度和局部角度的分析提供了基礎；然后，通過提出了一種構件內部類的有向圖的同態映射關系的判定算法。本發明分別從充分條件和必要條件出發，定義了構件動態演化前后的內部一致性標準，通過進程代數的強模擬理論和圖論中的同態映射關系分別對滿足一致性的充分條件和必要條件進行了證明。

技術領域

本發明屬于軟件構件演化技術領域，尤其涉及一種構件動態演化內部一致性保證方法。

背景技術

構件是軟件的基本構成成分，也是軟件體系結構的基本構成要素，隨著軟件開發技術的發展，基于構件式的軟件開發方法已經比較成熟。一般來說，基于構件式的軟件工程(component-basedsoftwareengineering,CBSE)是將所需的構件通過集成組裝成最終所需的系統。隨著系統的維護以及用戶需求的改變，構件的演化無法避免，演化后的構件是否偏離演化前的構件是判斷構件動態演化正確與否的本質標準，也是保證構件動態演化實施的可靠性的重要條件，即一致性保持。一致性保持包括兩個方面：外部一致性和內部一致性。外部一致性是指動態演化實施后的構件與其它構件之間可觀察的交互行為必須保持一致，涉及多個構件之間的交互問題，如何保證外部一致性的方法在之前的工作中已經完成，保證外部一致性的方法包括以下三個步驟：首先，基于形式化工具進程代數構建構件及構件系統模型，然后提出了一種構件外部行為進程代數形式提取算法將構件系統的外部行為序列提取出來，同時，基于進程代數理論中弱互模擬關系來定義構件系統動態演化前后的外部一致行為性標準，最后，利用 Pi演算自動驗證工具MWB來驗證構件系統演化前后的一致性保持。

內部一致性是指目標構件動態演化前后的內部狀態和類必須保持一致，涉及到構件的狀態遷移等問題，同時，對于構件動態演化內部一致性的分析只是針對構件層次的粒度，不涉及構件之間交互需要考慮的接口問題。為了更好地對構件動態演化進行分析，尤其是對構件內部的狀態和類的可視化分析，本發明中的構件是來自于組織內部的構件，即對于構件內部的狀態和類的提取是可以做到的。

文獻通過Petri網形式化工具對構件進行建模并在系統行為層面加入了一致性約束，這樣在保證了原來系統的功能行為正確的前提下增加了靈活性。文獻和文獻基于進程代數構建構件模型，形式化描述了構件及其對外交互協議，使構件的行為在協議級的描述上“有法可依”，引入對外主動請求接口和內部連接概率，使構件交互關系“有跡可循”。文獻基于面向方面軟件體系結構描述語言ADarwin對構件及其相關操作進行刻畫，最后從系統外部行為的角度對演化前后構件系統之間的一致性進行了分析，提出了幾個一致性性質的驗證思路，與本發明相比，缺乏系統的一致性驗證方法及有效性證明。文獻基于標簽轉換系統LTS對構件的外部交互行為進行建模，將構件間交互動作映射關系表示為同步矢量，將矢量之間的時序關系定義為適配契約，并以適配器規約為指導，保證了構件與構件之間的交互行為的一致性，本發明則是從構件內部角度出發，定了構件動態演化內部一致性的標準并進行了相關建模及驗證。文獻基于時間自動機模型對軟件演化前后狀態行為進行建模，利用時間自動機模型驗證工具 UPPAAL對系統的安全性規約和活動性規約進行了驗證。以上工作都是從外部角度出發分析軟件演化前后的一致性問題，而本發明則是從構件的內部一致性出發，探究構件動態演化前后的內部一致性問題，在此分析領域尚屬鮮見。文獻以擴展的Petri網為主形式化工具，基于面向動態演化的SA原模型DEAM，對如何保證動態演化的一致性問題分別從外部和內部進行了一致性分析，通過構件的行為圖，基于進程代數的強模擬理論，對動態演化后的構件內部一致性進行了分析。

綜上所述，現有技術存在的問題是：現有軟件構件動態演化前后內部一致性分析不足；從構件內部對其動態演化前后的一致性進行分析，在此領域尚屬鮮見。

發明內容