[发明专利]一种构件动态演化内部一致性保证方法

说明书

本发明属于软件构件演化技术领域，公开了一种构件动态演化内部一致性保证方法及系统，首先从构件内部对其动态演化前后的一致性进行分析，在此领域尚属鲜见；其次，将图论中的有向图的同态映射关系迁移到构件的内部类中，并与进程代数中的强模拟理论相结合，分别为保证构件动态演化内部一致性的必要条件和充分条件提供了支持，为实验的全局角度和局部角度的分析提供了基础；然后，通过提出了一种构件内部类的有向图的同态映射关系的判定算法。本发明分别从充分条件和必要条件出发，定义了构件动态演化前后的内部一致性标准，通过进程代数的强模拟理论和图论中的同态映射关系分别对满足一致性的充分条件和必要条件进行了证明。

技术领域

本发明属于软件构件演化技术领域，尤其涉及一种构件动态演化内部一致性保证方法。

背景技术

构件是软件的基本构成成分，也是软件体系结构的基本构成要素，随着软件开发技术的发展，基于构件式的软件开发方法已经比较成熟。一般来说，基于构件式的软件工程(component-basedsoftwareengineering,CBSE)是将所需的构件通过集成组装成最终所需的系统。随着系统的维护以及用户需求的改变，构件的演化无法避免，演化后的构件是否偏离演化前的构件是判断构件动态演化正确与否的本质标准，也是保证构件动态演化实施的可靠性的重要条件，即一致性保持。一致性保持包括两个方面：外部一致性和内部一致性。外部一致性是指动态演化实施后的构件与其它构件之间可观察的交互行为必须保持一致，涉及多个构件之间的交互问题，如何保证外部一致性的方法在之前的工作中已经完成，保证外部一致性的方法包括以下三个步骤：首先，基于形式化工具进程代数构建构件及构件系统模型，然后提出了一种构件外部行为进程代数形式提取算法将构件系统的外部行为序列提取出来，同时，基于进程代数理论中弱互模拟关系来定义构件系统动态演化前后的外部一致行为性标准，最后，利用 Pi演算自动验证工具MWB来验证构件系统演化前后的一致性保持。

内部一致性是指目标构件动态演化前后的内部状态和类必须保持一致，涉及到构件的状态迁移等问题，同时，对于构件动态演化内部一致性的分析只是针对构件层次的粒度，不涉及构件之间交互需要考虑的接口问题。为了更好地对构件动态演化进行分析，尤其是对构件内部的状态和类的可视化分析，本发明中的构件是来自于组织内部的构件，即对于构件内部的状态和类的提取是可以做到的。

文献通过Petri网形式化工具对构件进行建模并在系统行为层面加入了一致性约束，这样在保证了原来系统的功能行为正确的前提下增加了灵活性。文献和文献基于进程代数构建构件模型，形式化描述了构件及其对外交互协议，使构件的行为在协议级的描述上“有法可依”，引入对外主动请求接口和内部连接概率，使构件交互关系“有迹可循”。文献基于面向方面软件体系结构描述语言ADarwin对构件及其相关操作进行刻画，最后从系统外部行为的角度对演化前后构件系统之间的一致性进行了分析，提出了几个一致性性质的验证思路，与本发明相比，缺乏系统的一致性验证方法及有效性证明。文献基于标签转换系统LTS对构件的外部交互行为进行建模，将构件间交互动作映射关系表示为同步矢量，将矢量之间的时序关系定义为适配契约，并以适配器规约为指导，保证了构件与构件之间的交互行为的一致性，本发明则是从构件内部角度出发，定了构件动态演化内部一致性的标准并进行了相关建模及验证。文献基于时间自动机模型对软件演化前后状态行为进行建模，利用时间自动机模型验证工具 UPPAAL对系统的安全性规约和活动性规约进行了验证。以上工作都是从外部角度出发分析软件演化前后的一致性问题，而本发明则是从构件的内部一致性出发，探究构件动态演化前后的内部一致性问题，在此分析领域尚属鲜见。文献以扩展的Petri网为主形式化工具，基于面向动态演化的SA原模型DEAM，对如何保证动态演化的一致性问题分别从外部和内部进行了一致性分析，通过构件的行为图，基于进程代数的强模拟理论，对动态演化后的构件内部一致性进行了分析。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有软件构件动态演化前后内部一致性分析不足；从构件内部对其动态演化前后的一致性进行分析，在此领域尚属鲜见。

发明内容