基于“软件人”的网构软件拟人智能动态演化方法和技术研究

演化性使软件具备适应用户需求和网络环境变化的应变能力，动态演化技术研究及其实践已经成为当前网构软件领域的热点问题。本项目借鉴国内外网构软件技术的最新进展，在项目组已有"软件人"研究工作的基础上，从动态体系结构的形式化描述出发，针对网构软件的"可演化性"、动态演化的"可操作性"及"可信性"3个基本问题, 充分利用"软件人"的"拟人"特性，提出一种具有自适应外部环境变化、自组织内部体系结构等智能特性的网构软件动态演化的新方法。主要内容包括：1）基于"软件人"的网构软件拟人动态演化模型与体系结构研究；2）基于"软件人"的网构软件智能动态演化自组织、自协调方法和技术研究；3) 网构软件拟人智能动态演化可信性评价指标、模型与测试评估方法研究；4）研制基于"软件人"的网构软件智能动态演化仿真与测试平台。项目具有科技创新意义和工程应用价值。

“演化”是网构软件大生命周期中的嬗变阶段。课题围绕网构软件面临的“可演化性”、演化的“可操作性”及其“可信性”等挑战性问题，整合“软件人”技术优势，集成软件工程学体系的先进成果，专注于从构件层面提升对演化的显式支持，凝练出一种良构的、具有开放性和演化性的动态构件模型SMC。进而，在此模型指导下，对其构造方法、运行支撑平台的内在机理、实现技术和支持工具等展开深入研究。. SMC依托“服务接口”、“构件体”和“管理外壳”等型构抽象，巧妙地将演化使能问题投射到构件级别，通过在“管理外壳”中构造一组多关注的元接口，为运行期描述、控制和调整构件的行为和结构提供面向体系结构配置途径的演化原语。为了指导模型实现，课题提出了面向SMC的体系结构描述语言SMC/ADL，从而在软件全生命周期内建立了一个以体系结构为中心的系统描述、理解、分析及建模环境。为了使得演化正确性可预判，系统的完整性和一致性风险可控，课题从宏观体系结构和微观构件行为两个维度入手，提出用于指导可信演化的开放语义框架：一方面，以限定系统的整体特性为切入点，利用一阶谓词描述体系结构的元素、属性及其关系，推导出蕴含系统完整性语义的强制不变式和演化规则约束集；另一方面，以SOFA/CDL作为刻画构件动态行为的形式语义基础，从交互语义层面建立了面向构件的行为描述语言和行为描述框架。为了确保构件资源的可信赖，提出了资源可信需求模型，并基于模糊理论研究了该模型的证据收集、获取及其可信评估方法，建立了演化“可信性”求解方案。课题还从提供构件实例化和演化使能机制入手，提出具有“可操作性”的构件运行和演化支撑平台体系架构，研究了平台参考实现的构造机理与关键方法，建立了由上下文感知触发、以决策器智能模糊推理为内在活动，以执行器协调实施体系结构配置为外在表现的适应性演化基础环境和技术平台。. 课题工作最终物化为SMCAVS软件原型和相关支持工具。相关应用展示和验证表明，研究工作不仅能够为网构应用的开发和运行提供基础支撑，而且为解决网构系统运行期的智能感知、结构动态和可信演化提供了系统级方案，具有实用价值。. 通过攻坚克难，课题组顺利完成了既定研究任务，不仅在论文发表和人才培养方面达到了考核指标的要求，而且在自主知识产权领域取得了超额成果，申请发明专利2项，出版专著1部，登记软件著作权1项，为后续工作奠定了基础。