基于关联矩阵的软件体系结构动态演化及其实现

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动态软件体系结构描述方法

学号 1206年级 2012级动态软件体系结构描述D-ADL方法理解与研究专业班级计算机（2）班姓名联系方式 15任课教师周2015年5月中国南京摘要D-ADL是一种刻画软件的动态行为的描述方法，该方法是由我国学者李长云提出的。

在D—ADL中，组件、连接件和体系结构风格定义为抽象类型，系统行为被模型化为进程，构件和连接件的交互点则被模型化为通道，它将动态行为从计算行为中分离出来，其结果能够被预先推导。

关键词：动态软件体系结构；D-ADL根据软件体系结构在运行时的演化方式，可以分为静态软件体系结构和动态软件体系结构。

软件体系结构的动态演化包括组件或连接件的创建或删除、组件的更新、调整负载平衡等几种情况。

D-ADL便是一种为动态体系结构建模提供支持的方法。

D-ADL遵循Wright等给出的SA描述框架，并且D-ADL将高阶多型π演算作为行为语义基础，凭借高阶π演算描述动态系统的特征，D-ADL允许构件、连接件和配置产生变更，并使得对SA的自动化分析成为可能。

D-ADL将类型与实例区分开来，构件类型是实现构件重用的手段。

构件具有三个基本组成部分：接口部分、行为部分和属性部分。

构件分有原子构件和复合构件两种。

原子构件是指不具备内部结构的构件。

为了进一步促进原子构件的重用，构件可以参数化，通过输入不同的参数，来提高构件的灵活性。

复合构件是由多个构件实例和连接件实例组装而成的，它在规约层次上表达了成员之间的组合。

与原子构件类似，复合构件也可进行参数化，从而提高构件的可重用性。

连接件是一种特殊的构件，同样地，连接件也分为原子连接件和复合连接件两类。

原子连接件语法规约类似于原子构件，仅仅是计算行为描述换成了路由行为。

通过结构化组合，多个连接件和构件也能形成复合连接件。

在D-ADL中，动态行为规约是通过choreographer来处理的．动态行为本质上是对体系结构的动态重配置，涉及到如下的体系结构变动：(1)动态创建新的构件实例和连接件实例以及新的端口和通道；(2)动态删除构件实例和连接件实例以及端口和通道；(3)体系结构元素之间连接的改变。

面向服务的软件体系结构演化过程的建模和分析

面向服务的软件体系结构演化过程的建模和分析一、简介随着网络技术和信息化的快速发展，软件服务的范围已经从单一的应用程序扩展到了涵盖大型企业和全球网络的服务。

因此，面向服务的软件体系结构应运而生，提供了一种用于描述和组织复杂软件系统结构的方法。

然而，随着时间的推移和需求的改变，面向服务的软件体系结构也需要不断演化和更新。

本文旨在探讨面向服务的软件体系结构演化过程的建模和分析。

二、面向服务的软件体系结构1. 概述面向服务的软件体系结构是一个用于描述和组织软件系统的结构和组件之间相互作用的方法。

它将整个软件系统看作是一组按功能或任务为基础分而治之的组件，这些组件之间通过标准化的协议进行通信，以实现相互之间的交互。

面向服务的软件体系结构被广泛应用于企业级软件开发、大规模分布式应用、云计算等领域。

2. 构成要素面向服务的软件体系结构包括以下几个构成要素：(1) 服务服务是对一些特定功能的描述和实现。

服务可以是一个特定的计算机程序、一个通用接口、一个消息传输方式或一个在线交易系统等。

服务的本质是对一些特定功能行为的表述。

(2) 服务提供者服务提供者指的是提供服务的组织或个人，他们设计、实现、维护和更新服务，并为外部组件或用户提供服务的访问途径。

(3) 服务消费者服务消费者是指使用服务的组件或用户。

消费者通过特定的协议或API与服务进行通信，以实现功能的实现。

(4) 服务注册表服务注册表是指一个中央注册表，用于存储和管理所有可用的服务。

每个服务都有一个唯一的标识符和相关元数据，以便消费者能够发现虽需求的服务。

三、面向服务的软件体系结构的演化过程面向服务的软件体系结构在实际应用中必须随着需求的不断演化和变化而逐步更新和调整。

面向服务的软件体系结构的演化过程一般可以分为两个阶段：构建过程和演化过程。

1. 面向服务的软件体系结构的构建过程构建过程是指根据软件系统的需求和功能，通过服务设计和组件建模，构建面向服务的软件体系结构。

基于关联矩阵的软件演化过程结构验证

基于关联矩阵的软件演化过程结构验证刘金卓;于倩;赵娜;谢仲文;郁湧;杭菲璐;金运志【期刊名称】《计算机科学》【年(卷),期】2015(042)0z1【摘要】软件演化过程领域将软件演化和软件过程领域联系起来,为了适应新的需求和新的环境,越来越多的软件演化过程模型被建模出来.针对软件演化过程模型结构合理性验证还没有有效实现的问题,对基于白盒建模的软件演化过程模型的结构性质进行了验证,其中包括结构有界性、可重复性和守恒性等,采用了关联矩阵的方法,证明了通过白盒建模得到的软件演化过程模型自身具备着非常优良的结构性质,提高了软件演化过程的质量.【总页数】6页(P519-524)【作者】刘金卓;于倩;赵娜;谢仲文;郁湧;杭菲璐;金运志【作者单位】云南大学软件学院昆明650091;云南大学云南省软件工程重点实验室昆明650091;云南大学软件学院昆明650091;云南大学云南省软件工程重点实验室昆明650091;云南大学软件学院昆明650091;云南大学云南省软件工程重点实验室昆明650091;云南大学软件学院昆明650091;云南大学云南省软件工程重点实验室昆明650091;云南大学软件学院昆明650091;云南电网有限责任公司信息中心昆明650217;云南大学软件学院昆明650091【正文语种】中文【中图分类】TP311【相关文献】1.基于MFC的智能结构健康监测系统软件开发与验证 [J], 张玉兵;吴子燕;杨海峰2.基于广义关联矩阵的变胞机构结构分析与综合软件设计 [J], 黄溪;李端玲3.基于关联矩阵的软件体系结构动态演化及其实现 [J], 陈利平;徐洪珍4.基于物理资源模型的物联网软件体系结构设计与形式化验证 [J], 陈海明;崔莉;谢开斌5.基于Python语言的海马结构分析软件的设计及验证 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

【软件体系结构】复习

第一章1. 体系结构发现、演化、重用体系结构发现解决如何从已经存在的系统中提取软件的体系结构，属于逆向工程范畴。

由于系统需求、技术、环境、分布等因素的变化而最终导致软件体系结构的变动，称之为软件体系结构演化。

体系结构重用属于设计重用，比代码重用更抽象。

由于软件体系结构是系统的高层抽象，反映了系统的主要组成元素及其交互关系，因而较算法更稳定，更适合于重用。

2.基于软件体系结构的软件开发方法：问题定义—>软件需求—>软件体系结构—>软件设计—>软件实现3.评价软件体系结构的方法权衡分析方法（ATAM方法），软件体系结构分析方法（SAAM方法）,中间设计的积极评审（ARID方法）第二章1. 建模结构模型：研究结构模型的核心是体系结构描述语言。

以体系结构的构件，连接件和其他概念来刻画结构。

并力图通过结构来反映系统的重要语义内容。

框架模型：与结构模型类似，但不太侧重细节，而侧重于整体结构。

动态模型：是对结构和框架模型的补充，研究系统大颗粒的行为性质。

过程模型：研究构造系统的步骤和过程，结构是遵循某些过程脚本的结果。

功能模型：认为体系结构是由一组功能构件按层次组成，下层向上层提供服务。

功能模型可以看作是一种特殊的框架模型。

4+1视图模型：逻辑视图、进程视图、物理视图、开发视图和场景视图逻辑视图主要支持系统的功能需求，即系统提供给最终用户的服务。

在逻辑视图中，系统分解成一系列的功能抽象，这些抽象主要来自问题领域。

这种分解不但可以用来进行功能分析，而且可用作标识在整个系统的各个不同部分的通用机制和设计元素。

在面向对象技术中，通过抽象、封装和继承，可以用对象模型来代表逻辑视图，用类图来描述逻辑视图开发视图通过系统输入输出关系的模型图和子系统图来描述。

进程视图侧重于系统的运行特性，主要关注一些非功能性的需求。

物理视图主要考虑如何把软件映射到硬件上。

逻辑视图和开发视图描述系统的静态结构，而进程视图和物理视图描述系统的动态结构。

基于复合信息矩阵的软件体系结构演化波及效应分析

ｒ．ｙ
ＫｅｗｏｄＳｆｗａｅａｃｉｃｕｅ（Ａ）ｙｒｓｏｔｒｒｈｔｔｒＳ，Ｅｖｌｔｎ，Ｒｉｐｅｅｆｃ，Ｍｕｔｌｎｏｍａｉｎｍａｒｘｅｏｕｉｏｐｌｆｅｔｌｉｅｉｆｒｔｏｔｉｐ
演化性与构造性是软件的两个基本特性ｌ。软件进行渐＿】］变并达到所希望的形态就是软件演化［。软件演化由一系列２］
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开题报告-矩阵处理算法的动态演示软件的设计与实现

兰州工业学院本科毕业设计开题报告（1）该系统的开发技术矩阵处理算法教学演示软件是基于Windows开发环境，系统前端页面使用Vue前端框架，后端采用Spring Boot底层框架，使用IDEA作为系统开发工具。

（2）该系统的功能模块矩阵处理算法教学演示软件为使用者提供了丰富的操作功能，主要模块包括算法教学模块、算法动态演示模块。

算法教学模块分为算法的讲解、算法执行流程的演示、代码执行演示三部分，帮助学生学习并掌握矩阵相关运算的逻辑；算法动态演示模块包括代码执行时内存的变化、算法动画模拟演示、算法的比较三部分，更加清晰可视化的展示矩阵相关算法的运算过程。

具体的功能模块图见图1：图1 系统功能模块图2.拟解决的关键问题：（1）如何减轻矩阵对内存的占用需求？（2）如何将代码执行时内存的变化展示给用户？（3）如何实现矩阵算法动画模拟演示？3.解决思路：（1）可以对一些特殊的矩阵进行压缩存储，例如对称矩阵、三角矩阵、对角矩阵。

（2）利用模拟出虚拟内存的方式展示给用户。

（3）利用flash组件网页动态演示。

四、研究方法与进度安排1.研究方法在此次矩阵处理算法的动态演示的设计过程中，综合采用了多种研究方法。

运用研究方法如下：（1）文献研究法：查阅现有的资料以及文献，对矩阵处理算法方面的资料进行了解分析、研究，最终确定系统的实现方案。

（2）功能分析法：通过分析此次系统的功能及其作用进而认识系统的特性及内部结构，从而更有效地应用该系统，充分发挥其作用。

（3）经验总结法：通过对教学实践活动中的具体情况，进行归纳与分析使之系统化、理论化，完成本次系统设计。

本课题的技术路线图见图2：图2 技术路线图2.进度安排：秋季学期第20周：收集、查阅并整理资料，撰写开题报告，完成开题答辩。

第1-2周：收集、查阅并整理毕业设计相关资料，完成系统的总体需求及各功能模块的详细需求；分析功能模块，完成原型设计。

软件工程中的软件架构演化与重构策略

软件工程中的软件架构演化与重构策略随着时间推移，软件架构在软件工程领域中扮演着至关重要的角色。

软件架构的设计和演化对于软件系统的质量、可扩展性和维护性有着深远的影响。

本文将讨论软件架构的演化过程以及相应的重构策略。

一、软件架构的演化在软件开发过程中，需求的变更、技术的进步、业务的扩展等因素都可能导致软件架构的演化。

软件架构的演化过程可以分为以下几个阶段：1. 初始架构阶段：在项目开始之初，软件架构通常是根据需求和技术选型初步设计出来的。

这个阶段的主要目标是建立一个满足基本需求的初始架构。

2. 迭代增量阶段：随着项目的进行，新的需求和功能的添加可能会导致软件架构的调整和扩展。

根据实际情况，可以采取增量开发的方式，每一次迭代都对软件架构进行适当的调整和优化。

3. 成熟稳定阶段：当软件系统的功能基本稳定且满足用户需求时，软件架构可以进入成熟稳定阶段。

在这个阶段，主要关注的是优化性能、提升系统的可用性和可靠性等方面。

二、软件架构的重构策略当软件架构出现问题或需要优化时，重构是一个常用的解决方法。

软件架构的重构旨在提高软件系统的质量、可维护性和可扩展性。

下面介绍几种常见的软件架构重构策略：1. 分层架构重构：将单一的层次结构分解为多个逻辑层次，实现各个层次之间的解耦合。

这样可以提高系统的可维护性和可扩展性。

常见的分层架构包括三层架构和MVC架构。

2. 服务化重构：将复杂的单体应用拆分成多个独立的服务，各个服务之间通过接口进行通信。

这种方式可以提高系统的灵活性和可伸缩性，使各个服务独立进行开发和部署。

3. 模块化重构：将系统按照功能或业务划分为多个模块，每个模块都有清晰的职责和接口定义。

这样可以降低模块之间的依赖，提高代码的复用性和可测试性。

4. 数据库重构：对现有的数据库结构进行调整和优化，以提高数据库的性能和可维护性。

常见的数据库重构包括表拆分、表合并、索引优化等。

5. 微服务架构重构：将整个软件系统拆分成多个小型的、独立的服务，每个服务由专门的团队负责开发和维护。

软考论软件体系结构的演化

论软件体系结构的演化软件体系结构的演化是指软件系统在不同阶段中，由简单到复杂、由单一到分层、由非结构化到结构化的演变过程。

这种演化是为了满足用户需求的不断增长，以及新技术的出现和发展所必然发生的。

软件体系结构的演化可以分为以下几个关键步骤：1.单一应用架构：最早期的软件系统通常是由单一应用程序构成，所有功能都内置在同一个程序中。

这种架构简单、易于理解和管理，但随着需求的增长和系统规模的扩大，单一应用架构很快变得难以维护和扩展。

2.分层体系结构：为了解决单一应用架构的问题，人们提出了分层体系结构。

这种架构将软件系统分为不同层级，每个层级负责特定的功能或任务。

每个层级之间通过接口进行通信，实现了功能的解耦和模块化的开发。

分层体系结构可以提高系统的可维护性和扩展性，也更易于并行开发。

3.客户端-服务器体系结构：随着网络技术的发展，人们开始将软件系统分为客户端和服务器，通过网络进行通信和协作。

客户端负责用户界面和交互，服务器负责业务逻辑和数据处理。

这种架构增加了系统的分布式能力，并提高了系统的效率和可扩展性。

4.面向服务体系结构：随着互联网的普及和软件系统的复杂性增加，面向服务的体系结构逐渐流行起来。

这种架构将软件系统分为一组相互独立的服务，每个服务专注于特定的功能，并通过标准化的接口进行通信和协作。

面向服务的体系结构提高了系统的灵活性和可组合性，使系统更易于维护和扩展。

5.微服务体系结构：微服务是一种以服务为中心的架构风格，将软件系统划分为一组小型、独立部署的服务。

每个服务都可以独立开发、部署和扩展，通过轻量级的通信机制进行交互。

微服务架构提高了系统的可伸缩性和容错性，使系统更易于部署和运维。

总体而言，软件体系结构的演化是为了解决软件系统规模、复杂性和用户需求的增长所带来的挑战。

不同阶段的演化都在不同程度上提高了系统的可维护性、可扩展性、可伸缩性和可组合性，使软件系统能够适应不断变化的需求和技术环境。

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ｎｇ — ｚｈｅｎ＇
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第３０卷第９期
２０１３年９月
计算机应用研究
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｍ
Ｖ０Ｉ．３０Ｎｏ．９
Ｓｅｐ．２０１３
基于关联矩阵的软件体系结构动态演化及其实现
ｌｏｇｙ，ｒｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１８０４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｌｉｔｔｌｅｒｅｇａｒｄｉｎｇｏｆｔｈｅｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｅｌｅｍｅｎｔｓａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｅａｃｈｏｔｈｅｒｆｏｒｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｏｔｆｗａｒｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ｉｔｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｆｒｏｍｔｈｅａｓｓｏｃｉａｔｅｄｐｏｉｎｔ，ｄｅｓｃｒｉｂｅｄｓｏｔｆ — ｗａｒｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄｉｔｓｄｙｎａｍｉｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎｗｉｔｈｉｎｃｉｄｅｎｃｅｍａｔｉｒｘａｎｄｉｎｃｉｄｅｎｃｅｃａｒｄｉｎａｌｉｔｙ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄａｄｙｎａｍｉｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｓｏｆｔｗｒｅａａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｎｃｉｄｅｎｃｅｍａｔｉｒｘ，ａｎｄｄｅｓｉｇｎｅｄｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄａｌｇｏ — ｒｉｔｈｍ，ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｒｏｕｇｈｃａｓｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｘｐｅｉｒｍｅｎｔａｌ，ｖｅｒｉｆｉｅｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎｂｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｃｈｉｅｖｅｔｒａｃｅａｂｉｌｉｔｙａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｓｏｆｔｗａｒｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｆｔｗａｒｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎ；ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ；ｉｎｃｉｄｅｎｃｅｍａｔｉｒｘ；ｉｎｃｉｄｅｎｃｅｃｒｄａｉｎａｌｉｔｙ；ｉｎｃｉｄｅｎｃｅｐａｔｈ；ｔｒａｃｅａｂｉｌｉｔｙ；ｃｏｎｔｒｏｌ－
关键词：软件演化；体系结构；关联矩阵；关联基数；关联路径；可追踪性；可控性中图分类号：ＴＰ３１１文献标志码：Ａ文章编号：１００１ — ３６９５（２０１３）０９ — ２７２６－０４
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ — ３６９５．２０１３．０９．０４２
陈利平，徐洪珍
（１．东华理工大学信息工程学院，南昌３３００１３；２．同济大学计算机科学与技术系，上海２０１８０４）
摘要：针对当前软件体系结构动态演化方法很少考虑组成元素之间关联的问题，从关联的角度考虑软件体系
Ｄｙｎａｍｉｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｓｏｆｔｗａｒｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓａｎｄｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｉｎｃｉｄｅｎｃｅｍａｔｒｉｘ
结构的组成，用关联矩阵和关联基数矩阵描述软件体系结构及其动态演化的各项需求，提出了一种基于关联矩
阵的软件体系结构动态演化方法，并设计相应的算法进行实现，最后通过案例进行分析和实验，验证了方法的有效性。本方法可有效地实现软件体系结构动态演化的可追踪性和可控性。