Internet环境下构件的自适应组装与验证研究

Component-Oriented computing model has been viewed as new software strcuture model,but in the open,dynamic and hard to control's Internet environment component composition's lacking embodied as follow:(1)information insufficient in component interface;(2)component and architecture have not ability of self-adaptation.. We plan to based on research results of component interoperability in open environment,directed towards the information insufficient in component interface, extends behavior protocol information based on π calculus, then researches on component matching, adapting, and verifing the correctness and completeness of composited system. Towards the self-adaptation, we plan to design component realize structure including control layer and computing layer, in one side can make component adjust its behavior according to chang of requirment and enviroment dynamically, in another side can descript component behavior strictly，then extract the behavior according to the role its take in interaction and reason the composited system.Towards the architecture we present dynamic architecture description language, in which the computing behavior and dynamic behavior separated. The desigend architecture language can describ interaction behavior accurately and verify the model in design stage and can derivate system behavior to support evolvement online. The research results will be applicate to system development based on component composition with self-adaptation mechanism in Internet environment.

面向构件计算模型已被视为新一代软件结构模型，但其在开放、动态、难控的Internet环境下组装的不足表现在：（1）构件接口信息量不足；（2）构件实体和体系结构不具有自适应演化能力。.拟在前期"开放环境下构件互操作"研究成果的基础上，针对接口信息量不足，基于π演算对构件接口行为协议信息进行扩展，在扩展接口基础上探讨构件匹配、适配、组装、正确性和完整性验证。在自适应性方面，对于构件实体设计具有控制层和计算层的实现结构，一方面使构件实体可根据需求和环境变化动态调整自身行为,另一方面可对构件行为进行严格描述，并依据构件在交互中承担角色提取其行为进行系统推理；对于体系结构提出基于π演算的计算行为和动态行为相分离的动态体系结构描述语言，在设计阶段可精确刻画系统交互行为并验证模型，在运行阶段可推导系统行为以支持在线演化。研究成果将应用于Internet环境下具有自适应机制的基于构件组装式的系统开发。

近年来，基于构件和服务组合的方式成为开放环境下应用系统集成的主要方法，如何保证构件或服务兼容性以及在不兼容的情况下如何适配成为当前具有挑战性的关键问题之一。本项目以开放环境下构件或服务组合兼容性及适配性展开研究，首先，针对构件或Web 服务描述语言仅包含了语法层信息，不能刻画构件或服务交互的行为信息，从而不能对组装后的系统进行兼容性验证的情况，提出了既包含服务接口调用方法又包含内部逻辑行为的服务视图，采用标签转换系统（LTS）表示服务行为协议；其次，根据服务组合的消息收发关系，将组合交互过程表示为多个LTS之间动作的同步变迁，通过LTS 同步积模拟组合系统交互的动态行为，以此为基础，检查同步积中是否出现死锁状态来进行行为兼容性判定，并设计了判定算法以实现兼容性的自动分析。再次，对于不兼容的构件或服务分析了产生不兼容的原因以及适配策略，在此基础上将构件或服务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，构件或服务行为LTS表明了单个构件的操作调用关系，同步矢量表明了参与交互的构件之间的消息对应关系，矢量LTS表明了消息对应关系的时序关系，对于交互过程中的适配来讲，需要同时满足上述三种关系，依此设计了适配算法，自动生成适配器规约，保证了在适配器的协调下不兼容的构件或服务之间能够正确交互。第四，为了降低计算复杂度，根据组合的连接关系，将构件或服务的行为投影到不同的连接件上的交互行为，从而将系统整体的交互行为兼容性检查与适配问题转化为对相连构件或服务之间两两交互的服务行为兼容性检查和适配。最后开发原型系统验证了方法的可行性和有效性。本项目的研究成果将为检查构件或服务组合兼容性与适配性方面提供新思路，并为解决实际开放环境下应用系统集成提供有效的算法与技术支持。