基于体系结构的软件自适应方法研究.pdf

摘 要
客观世界是不断变化和发展的，而衡量软件好坏的一个重要的标
准是软件是否具有自修正能力。为了适应 Internet 开放环境和用户
需求的不断变化，软件系统需要不断地进行自我调整，或称为自适应。
目前它已成为学术界和工业界研究的热点问题之一。
本文围绕如何提高软件的自适应，使软件支持预设和非预设的变
更以及用户需求的变化，分别从构件模型、支持自适应的体系结构描
述语言、支撑平台等方面展开研究。
为使软件能应对非预设变更情况，文章从体系结构元层构件的角
度出发，提出一种自适应构件模型。详细讨论了构件本身的行为规范，
交互之间如何实现协作，以及交互协议等。然后通过案例阐述了构件
如何根据变化的环境实施智能控制，制定自适应策略的过程。
为使软件应对预设变更情况，本文基于高阶多型π演算理论，通
过在 D-ADL 的基础上进行扩充，提出了面向自适应系统的体系结构描
述语言，介绍了语言的理论基础，基本语法和语义，以及对自适应系
统的形式描述，包括构件、计算行为和动态行为的形式化表示，然后
讨论了自适应构件的智能控制机制。对于预设的变更情况，软件可根
据预先设计的适应逻辑采取自适应动作。
在此基础上，设计了适合自适应构件的基于体系结构的软件空间
模型(SASM)支撑平台并初步实现了其原型系统。将体系结构空间分
为元层和基层，处在元层的元构件保留了设计时预设策略，并且自身
具有智能性，能根据环境的信息推导出自适应策略。在 SASM 支撑
平台的支持下，运行时体系结构可进行可视化操作，从而使软件能适
应用户需求的变化。最后介绍了一个原型系统的初步实现。

关键词：自适应，软件体系结构，π演算，体系结构描述语言





I
ABSTRACT
The objective world is changing and developing all the time. The
software can or can’t adapt oneself to the changing conditions and user’s
requirements is an important indication of that the software works well or
not. In order to adapt the constantly changing and open internet
environment and user’s requirements, the software must adjust itself. The
whole process is called self-adaptive. Nowadays, software’s self-adaptive
has been one of the hottest spots of industrial and academic researching.
For the sake of that software can adapt oneself to the predetermined
or not predetermined conditions and changing user’s requirements . This
thesis focuses on component model，architecture description language
supporting software self-adaptive, supporting tools and supporting
platform facets.
To make software can cope with not predetermined conditions, this
thesis proposes a kind of self-adaptive component model, from
component of architecture metal level perspective. Then, the thesis
discusses the behavior specification of component, the process of
achieving collab