软件体系结构

摘要： 在面向方面软件体系结构质量的评判中,度量技术的应用极为广泛,相关理论研究和实践探索也向来受到重视。研究主要围绕软件体系结构层次的适应性度量技术展开,具体涉及面向方面软件体系结构适应性通用度量过程、软件体系结构适应性度量方法扩展,并结合案例开展深入分析,适应性度量技术的有效性在案例中得到证明。

摘要： 软件体系结构课程是软件工程专业的核心课程。由于课程知识特点,在该课程教学中,容易出现知识高深抽象、教学内容朦胧而不切实际等问题,导致学生在应用专业知识提升软件架构设计工程能力方面存在不可避免的弱点。针对该学情,提出“学用互助,做有情怀、有温度的软件人”的软件体系结构课程教学核心理念,在特色教学方式、课程组织方式和反馈机制等方面进行教学探索与实践,通过教学改革消除知识学习与工程应用之间的巨大鸿沟,搭建课程学习“学与用”之间的桥梁,达到软件工程专业人才德智双向发展的培养目标。

摘要： 基于面向对象程序设计思想和航空计算流体力学(CFD)流程,设计了包含基础功能层、功能模块层和应用程序层的CFD软件体系结构,实现了面向航空飞行器空气动力学问题的非结构网格Navier-Stokes方程求解软件ARI-CFD V1.0的研制。同时,也通过二维零压力梯度平板和二维翼型算例对软件的有效性进行了验证。此外,ARI-CFD软件采用面向对象设计,有效解决了早期航空CFD软件采用面向数据流的结构化设计所带来的可维护性差、可重用性低以及大型工业程序研制周期长等问题,可以为面向航空飞行器设计的多学科仿真软件高效、可持续性研制提供有效支撑。

摘要： 2021年11月,空间数据系统咨询委员会(CCSDS)橘皮书《作为CCSDS星载参考体系结构的CAST飞行软件》(CCSDS 811.1-O-1)正式发布,这是CCSDS自1982年成立以来首份由中国主导编制的标准建议书。橘皮书中提出了空间和星内一体化网络协议体系结构,以及与之配套的一种灵活而统一的飞行软件体系结构“伏羲”,设计了可重用构件化软件中间件,给出了具体的工程实现方法。软件中间件已在某遥感卫星中应用,软件构件化率高达70%,并可推广应用至其他航天器。中国承担橘皮书的编制工作,离不开长时间的技术攻关和积累,离不开在国际组织会议中的积极参与。该橘皮书的发布,标志着中国在CCSDS的角色由观察者向标准的制定者转变迈出了关键性的一步。

摘要： 针对服务计算、物联网、云计算、服务互联网、工业互联网、数字智慧服务等新兴产业对具有原始创新能力的软件设计人才需求,探讨如何围绕软件设计核心价值体系进行本科软件设计与体系结构课程内容建设及实践环节创新,提出以“知识型工程创新设计(KEID)”为核心价值的课程知识体系结构并介绍以开放式领域建模为基础的创新性实践环节设计。

摘要： 服务与云计算范型的融合有助于大规模分布式软件的开发和应用,同时也为面向服务的软件工程带来了新的挑战.云计算的最大挑战是缺少事实上的标准或单一的体系结构方法,以满足企业将关键产品作为Internet上的云服务发布的应用需求.首先,针对企业云计算的业务特点,提出了一种企业云服务体系结构(Enterprise Cloud Service Architecture,ECSA)风格的通用和抽象参考模型,分析了该模型中的云服务、服务模式、服务消费者、管理、流程、质量属性、服务构件模型、服务匹配和交互模式匹配9个组件及其之间的关系,并讨论了它们中的角色.然后,提出了一个四阶段的ECSA迭代改进过程,该过程把云服务视为首要的类建模元素,通过解除云服务模型和来自目标构件配置之间的耦合,可实现相同云服务集的多种不同体系结构.最后,给出了一种基于该模型的期货程序化交易的私有云服务应用实例,用以展示该方法的可行性和有效性.

摘要： 介绍一种微服务架构的测量设备溯源管理系统的设计.通过微服务架构与传统单体架构的对比,分析了微服务架构的优势和设计原则,将其运用于企业测量设备溯源系统中,实现了系统的设备管理、设备检定管理、设备溯源审批管理和系统信息维护等功能.由于采用Spring Could微服务架构,使得系统具有良好的可扩展性,方便后期维护.

摘要： 为了提高软件企业的过程能力,该文提出一种基于多维属性演化树的软件演化匹配方法,利用软件的每个版本包含的原子构件个数、原子构件大小、软件体系结构大小、有效代码行数、java文件数等属性,再通过树匹配的方法找出特定类型项目的软件演化风格,优化软件企业演化过程,为提高软件企业的过程能力提供条件.

摘要： 为了提高软件企业的过程能力,该文提出一种基于多维属性演化树的软件演化匹配方法,利用软件的每个版本包含的原子构件个数、原子构件大小、软件体系结构大小、有效代码行数、java文件数等属性,再通过树匹配的方法找出特定类型项目的软件演化风格,优化软件企业演化过程,为提高软件企业的过程能力提供条件.

摘要： 随着移动互联网的普及,各个网站为了能够满足用户的需求,正努力创造出一个可用性强并且运行稳定的软件系统。然而,微服务仍然没有统一的模式。如何利用这种软件体系结构设计出适合自身业务应用的软件已逐渐成为一个研究热点。因此,研究和设计微服务软件体系结构具有重要意义。

摘要： 松耦合分布式系统在数据密集型实时领域中有广泛应用,如何对其软件体系结构的功能和性能满足性进行验证是一个具有重要价值和意义的问题.本文针对该问题,提出一种验证方法.首先,建立相应的系统模型,对被验证系统进行描述.其次,根据被验证系统描述实例的各项需求特征,自动生成对应的模拟组件并部署系统,完成被验证系统的仿真,以及对其结构合理性等方面的评估和优化.最后,依据被验证的开发进度,逐步以真实组件替换模拟组件,实现对被验证系统的最终验证.

摘要： 已有的基于规则的软件体系结构(Software Architecture,简记为SA)层性能优化方法大多未充分考虑优化过程中各规则的改进幅度、使用次数和使用顺序的不确定性,导致了搜索空间受限而难以获取更优的性能改进方案.针对这一问题,文中基于SA层性能改进策略定义一组随机搜索规则以增大各规则的性能改进空间,在此基础上考虑这些规则的不同使用顺序和不同使用次数的组合情况,构建SA层性能优化模型RRPOM并设计演化求解算法,进而形成一种SA层性能优化方法RRMO4PO.与已有方法在WebApp应用案例上的实验对比表明:本文方法在使用更少的规则、更少次修改SA元素而获取更好可解释性的同时,有效地降低了系统响应时间和改进代价.在最好情况下,平均使用有改进效果规则的次数和平均修改SA元素的次数较已有方法分别降低了33.3％和52.9％,与此同时将系统响应时间和改进代价分别降低了30.5％和73 6％.

摘要： 面向方面的规范描述在软件体系结构建模和分析中起着重要的作用,但目前已有的方法不能对体系结构方面及其编织逻辑的详细描述提供足够的支持,也缺乏行之有效的方法对方面的编织逻辑进行推理和评价.本文以Petri网作为行为描述和结构描述的统一基础,提出了一种描述软件体系结构方面及其编织逻辑的形式化方法,并通过买例对相关的概念和模型进行了说明.应用研究表明,该方法描述能力强,不仅能描述复杂的方面结构、行为以及相应的编织逻辑,还可对编织效果进行推理和评价.

摘要： 真空热环境试验是航天器研制阶段不可或缺的环境试验之一,其测控系统承担着温度测量和控制等关键任务.随着多年来深空探测等航天活动的深入发展,以及型号、技术和试验需求的不断丰富,现有系统逐渐暴露出应变缓慢、结构混杂等缺陷,迫切需要研究其体系结构从根本加以改进.本文给出了深空探测大发展时代中,热试验测控系统的改进方向;提出了一种基于智能代理的分布式热试验测控平台的软件体系结构;分析了体系结构的性质,为下一代热试验测控系统设计奠定了基础.

摘要： 为了提高制造单元控制系统的动态重构性能，本研究通过面向服务的方法，设计并开发了分布式控制软件。在提出了面向服务的可重构制造单元控制系统软件体系结构的基础上，分析了在Web Services平台下采用统一建模语言（UML）进行基于IEC61499功能块标准和MMS概念的控制软件设计方法。为了验证所提出的面向服务的制造单元控制系统软件体系结构的有效性，开发了一个原型系统。

摘要： 对微处理器仿真系统模型与仿真方法进行了探讨，对软件仿真进行了形式化定义，从指令仿真平均消耗时间上对不同软件仿真方法进行了比较。仿真模型和方法的分析对仿真系统软件体系结构的建立具有指导作用，结合其他关键因素的讨论，对仿真系统软件体系结构建立中的主要问题进行了阐述。

摘要： 反模式描述的是一种典型的不良设计，它通常会给系统带来负面的影响，如降低性能、可扩展性等。检测并消除其中存在的反模式实例可以有效提高系统质量。提出一种基于运行时体系结构的反模式的描述及检测机制，并实现相应工具。该工具基于标准模型转换语言QVT进行反模式描述，减少了检测反模式所需的编码量，提高了反模式检测代码的可复用性。对38个常见的反模式进行了总结及分类，并在工具中进行了描述，最终通过实例研究验证了工具的有效性。

摘要： 本文介绍了并行计算技术，并将其应用于空间目标探测仿真计算中，通过采用并行计算系统，以及MPI和OpenMP标准进行并行编程，不仅提高了计算速度，而且从软件体系结构的设计上实现了跨平台以及较高的可扩展性、易用性。

摘要： 软件体系结构描述系统的高层结构和行为特征，软件体系结构描述语言ADLS是对软件体系结构的形式化描述．本文在软件体系结构描述语言Wright的基础上，引入了一种图形的表示方法，即动态行为图(BG图)来表示相关的构件间的动态行为及它们之间的关系，在此基础上，又提出了软件体系结构测试覆盖准则，并根据BG图中路径的定义，给出了BG图中测试路径生成算法的基本思想．最后以C／S体系结构为倒，验证了该方法在生成SA级的测试路径上是可行的．

摘要： 视景仿真系统作为虚拟现实的重要表现形式和系统仿真的重要手段，已被广泛应用于各行各业。本文针对视景仿真系统的可扩展性和可移植性需求，提出了一种基于分层设计模式的视景仿真系统体系结构，详细阐述了基于分层模式的视景仿真系统总体框架的建立和各个模块的设计，并通过一个导弹攻防系统的设计实现验证了该体系结构的可行性和灵活性。

摘要： 用于软件应用程序、尤其是MES应用程序的对象(具有数据、属性、特性、功能)与元信息链接，结构化为分层树(OB1，OB2)(其中可以选择不同的表达形式)，并且相互分支或联网(横向和/或水平的)。在运行时，对象(K1－K4，K1′－K4′)组成为软件应用程序，其中软件应用程序的整个功能由分层树(OB1，OB2)的结构导出。可以为MES系统、自动化系统、工业控制(以及运动控制)和办公应用产生软件应用程序。

摘要： 本发明提供了一种用于解决软件潜通路的软件体系结构系统及设计方法，所描述的体系结构设计模式将一个软件系统分为主调函数构件、被调函数构件、控制器构件、事件构件和数据构件五个模块。在程序的所有数据交互之间增加控制器构件，实现对事件及模块之间数据交互的全局管理。控制器构件内部包括计时器组件、函数处理组件和函数注册组件，用于控制模块之间数据交互的时间。若在规定时间内数据未正常返回，则由函数处理组件强制返回一个错误数据并结束故障函数调用进程。本发明的优点包括构件复用、循序渐进的原型设计、构件可以并行开发且互不影响，最重要的是解决了潜通路问题，提高了软件的稳定性和健壮性。

摘要： 本发明涉及一种基于功能结构的软件体系结构恢复方法，属软件体系恢复技术领域，解决了现有方式恢复出的软件体系结构难以理解的问题。步骤为：构建功能结构知识：每一功能包括父功能和/或子功能以及功能相关类；功能中的最低层功能包含功能相关类；将父功能、子功能、最低层功能分别映射为父构件、子构件和叶子构件，将功能相关类划分至对应的叶子构件中；从所有的类中剔除构件中已包括的类得到未恢复的类；计算每一未恢复的类与每一叶子构件的相关性，将相关性超过相关性阈值的类划分至与其相关性最高的叶子构件中；重复遍历所有未恢复的类，得到更新后的构件；若所有的类均完成恢复，基于更新后的构件恢复出软件的软件体系结构。

摘要： 本发明是一种内嵌式机器学习系统的软件体系结构设计方法，该方法在软件开发时，将整体的软件结构分为主调模块、算法I/O模块、算法接口模块、训练数据模块、模型配置模块、机器学习模块和可视化界面模块，实现一个企业级信息管理系统中进行文本处理的自然语言处理机器学习系统，并且系统的稳定性高、支持多语言并行开发、训练数据处理高效、应用环境范围广。

摘要： 一种软件体系结构信息流脆弱性分析方法，包括根据体系结构设计文档确定和描述服务；构造体系结构信息流动和传播的服务调用图模型；确定软件体系结构信息流安全策略，并基于安全策略对服务级别进行赋值；设计基于安全策略的脆弱性判定算法；基于判定算法对脆弱性进行定位，得到软件体系结构脆弱性信息等步骤，实现在软件体系结构层次定位违背机密性安全策略和完整性安全策略的脆弱性，从而提升软件安全性。

摘要： 本发明提供了一种考虑多因素的软件体系结构适应性评估方法，属于软件体系结构技术领域。本发明从设计文档和需求规格说明中获取适应策略，对其中各策略根据操作类型划分为组件结构变更策略、组件参数变更策略和连接件参数变更策略三类，对各策略统计变更率，利用扩展的UML组件图对软件体系结构在不同策略驱动下的变更进行建模，基于组件图模型设置策略实现的难易程度权重、计算变更影响程度，最后综合计算适应策略驱动下的软件体系结构的适应性，以判断是否可行。本发明考虑了对体系结构适应性产生影响的正向因素和负向因素，兼顾了体系结构的结构及其参数的调整，能更全面真实的定量获取适应策略下体系结构的适应性，以供设计人员使用。

摘要： 本发明提出一种面向客户端应用程序的获取运行时软件体系结构的方法，包括：步骤S1：对客户端应用程序的源程序代码中的所有类进行预处理：当发现有源对象被创建时，记录当前创建的对象与创建对象的位置；步骤S2：对象的转换：采用代理模式，同步构造一个与源对象等价的代理对象，通过代理对象访问目标对象；步骤S3：获取运行时的信息：通过代理模式，为所有运行时的对象创建代理类；通过拦截器拦截所有运行时使用的类，然后通过记录调用路径的函数及数据结构来确定对象间的关系，并记录下运行时的信息。本发明通过可靠的手段获取运行时软件体系结构，提供了以读写体系结构的方式实现系统的监测和调整的途径，为系统的在线升级和演化提供了基础。

摘要： 本发明提供了一种用于解决软件潜通路的软件体系结构系统及设计方法，所描述的体系结构设计模式将一个软件系统分为主调函数构件、被调函数构件、控制器构件、事件构件和数据构件五个模块。在程序的所有数据交互之间增加控制器构件，实现对事件及模块之间数据交互的全局管理。控制器构件内部包括计时器组件、函数处理组件和函数注册组件，用于控制模块之间数据交互的时间。若在规定时间内数据未正常返回，则由函数处理组件强制返回一个错误数据并结束故障函数调用进程。本发明的优点包括构件复用、循序渐进的原型设计、构件可以并行开发且互不影响，最重要的是解决了潜通路问题，提高了软件的稳定性和健壮性。

摘要： 本发明涉及一种基于功能结构的软件体系结构恢复方法，属软件体系恢复技术领域，解决了现有方式恢复出的软件体系结构难以理解的问题。步骤为：构建功能结构知识：每一功能包括父功能和/或子功能以及功能相关类；功能中的最低层功能包含功能相关类；将父功能、子功能、最低层功能分别映射为父构件、子构件和叶子构件，将功能相关类划分至对应的叶子构件中；从所有的类中剔除构件中已包括的类得到未恢复的类；计算每一未恢复的类与每一叶子构件的相关性，将相关性超过相关性阈值的类划分至与其相关性最高的叶子构件中；重复遍历所有未恢复的类，得到更新后的构件；若所有的类均完成恢复，基于更新后的构件恢复出软件的软件体系结构。

摘要： 本发明涉及一种基于功能自治模型的自主水下机器人(AUV)控制软件体系结构，该体系结构设计了针对AUV控制软件的功能模块划分方法，该方法采用使命任务与执行管理功能模块作为软件的思考层，并根据控制功能对控制软件进行功能自治模块划分，所得到的功能自治模块在功能上相对独立。同时在功能自治模块内部采用执行层和反应层的二层划分方法并设计低耦合度的功能模块协作方法,使控制软件体系结构具有易扩展、易维护的特性；同时在控制系统体系结构底层采用操作系统功能封装方法得到不依赖操作系统的上层软件开发功能接口,使软件体系结构在不同操作系统间移植时具有良好的复用性和可移植性。