复杂信息系统体系结构演化分析方法

复杂信息系统演化是信息系统面临的重要问题，信息系统演化的复杂性决定了信息系统体系结构演化技术是解决信息系统演化问题的有效途径之一。本项目主要围绕体系结构演化方案设计的主要环节，通过研究体系结构数据提取方法、待演化业务流程的发现方法、待演化系统的定位方法，提出基于二分图和关系矩阵的体系结构演化对象发现与定位方法；在此基础上，研究演化影响对象分析方法和演化影响程度分析方法，提出基于系统关联以及信息交换元素的演化影响分析方法、基于影响宽度和深度的影响评估方法；最后研究并提出基于可执行模型的效能/性能一致性验证方法和基于行为状态树的行为一致性验证方法。本项目的研究成果可以直接用于指导企业信息系统和军事信息系统体系结构演化，同时可以为复杂信息系统演化提供理论指导和技术支持，在信息系统优化、改造、集成以及遗留系统移植等方面有广泛的应用前景。

随着复杂信息系统在社会和经济生活应用越来越广泛，信息系统通过自身不断演化来适应业务需求的变化已经成为系统发展的主要模式。科学规划和实施系统演化是系统有效运行的有力保障。体系结构演化设计与规划可以为系统演化实施提供指导。.本项目针对复杂信息系统体系结构演化设计的主要环节开展系统体系结构演化设计方法研究。借鉴美国国防部体系结构框架2.0的元模型，研究体系结构数据提取技术，建立基于元模型的体系结构数据规范，为演化自动化分析提供数据基础。通过建立业务活动模型和引入概念相对位置及语义密度概念，提出了考虑概念相对位置及与语义密度的概念相似度方法。将业务活动模型转换为空间向量，提出基于向量空间加权距离计算业务活动相似度的方法，形成演化业务流程发现与定位方法。分析业务活动的功能变化和业务活动间信息交换变化等演化特征，根据系统与业务活动之间数据构建关系矩阵模型，提出基于矩阵运算的演化系统定位方法；研究并提出演化影响深度和宽度的概念，并通过系统与系统、系统与系统功能等关联关系分析进行演化影响深度和宽度的分析；研究基于体系结构数据的可执行模型构建方法，以对象Petri网为基础，提出基于对象Petri网的体系结构可执行模型构建方法，并实现基于对象Petri网的可执行模型生成系统；针对于演化设计中行为状态转换问题，建立行为状态树和集合元素矩阵的概念，并研究行为状态树转换为集合元素矩阵方法，通过集合元素矩阵运算分析行为状态转化一致性。.本项目经过四年潜心研究，形成一套体系结构演化自动分析方法，可支持复杂信息系统演化设计与分析。本项目共申请专利2项，发表（录用）学术论文16篇，其中进入SCI检索论文1篇，EI检索论文8篇。综上，本项目完成了预期的研究内容和技术指标，取得了丰硕的研究成果。