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随着Internet及其应用的快速发展与普及,越来越多的软件系统开始部署并且运行在网络环境上,计算机软件开发、部署、运行和维护的环境开始从静态、封闭和可控逐步走向动态、开放和难控。传统的面向对象、面向构件以及面向服务的软件开发技术都不能充分满足Internet环境下软件开发的需求。在这样的背景下,具有自主性、协同性、反应性、演化性和多态性等特征的新一代软件形态——网构软件应运而生。网构软件包含一组分布于Internet之上的异构的、自治的软件实体,彼此间通过有效的协同机制进行互连、互通、协作和联盟。
围绕网构软件这一新型的软件形态,许多学者展开了深入研究,包括网构软件的建模,网构软件的开发方法,网构软件的信任度量及演化模型等。与此同时,对于可信软件的研究也得到了大家的广泛关注。本文以主体的理论和方法作为网构软件构建的基础,对基于主体的可信网构软件进行了深入研究,主要内容包括基于主体的网构软件结构建模、模型检测、服务选取和故障诊断。本文的主要研究内容与创新点如下:
(1)在基于主体的网构软件层次模型的基础上,提出了一种基于主体的网构软件建模方法ABDPI(Agent Based Desig Process for Internetware),包括一套AUML模型形式化方法以及一个建模流程。该方法在已有的多主体系统设计过程DPMAS(Design Process for Multi-Agent System)的基础上对AUML的形式化语义进行了扩展。结合主体建模工具AUMP、开发工具VAStudio和运行平台MAGE等工具,该方法支持网构软件的设计、实现、部署和运行等各个阶段。
(2)对多主体系统的模型检测进行了深入研究,在多主体系统模型检测工具MCMAS的基础上,提出了一个基于AUML和时态认知逻辑CTLKD-AD,C的网构软件模型检测框架,给出了AUML模型的形式化描述与MCMAS所使用的ISPL语言之间的转换,并结合具体的例子讨论了如何通过时态认知逻辑CTLKD-ADC对网构软件的系统规范进行描述,从而对基于主体的网构软件进行模型检测。
(3)对基于主体的网构软件服务选取问题进行深入研究。网构软件的服务选取可以分为两个步骤:服务匹配和服务选取。首先,给出了一个基于OWL-QoS的服务匹配方法;然后,建立了基于主体的网构软件信任模型,通过主体对服务的直接信任以及主体间的推荐信任对服务的信任度进行量化。在网构软件信任模型的基础上,我们可以制定不同的策略在已匹配的服务集合中选取最可信的服务。
(4)提出了一种基于模型的网构软件故障诊断方法。该方法将主体之间的消息序列作为观测对象,并用动态描述逻辑DDL对主体的自动机模型加以描述。在网构软件的运行过程中,通过对消息的观测进行基于动态描述逻辑的推理,动态地诊断出主体的故障。