基于异质构件复用的软件开发技术及其支持系统

介绍了一个基于异质构件复用的软件开发支持系统，该系统以复用构件库为核心，支持异质构件的组织、存储和检索；提供了一个面向对象的合成型语言，用于异质构件的描述和复合；提供程序理解工具，用于源程序逆向工程。构件提取及构件再次工程，从而系统地提供对构件获取，描述，组织，存储，检索及复合的全面支持。     

基于网络的可信软件大规模协同开发与演化

随着网络时代的来临,软件的开发模式、运行环境和提供方式发生了巨大变化.互联网作为一种开放的协同工作环境,其中孕育的大规模协同创作机理对软件开发和应用产生了深刻影响.如何将其与工业化可信软件生产相结合以提高软件生产效率和质量,是网络时代软件技术面临的新课题.本文提出汇聚群体智慧的可信软件开发新方法——群体化方法,该方法的核心是"群体协同、资源分享、运行监控、可信分析",支持创新软件作品向可信软件产品转化,支持软件的可信演化.提出一种基于证据的可信软件概念模型,将软件在开发阶段、分享阶段和应用阶段的基础数据作为软件的可信证据,并据此建立了软件演化过程模型;提出一种支持可信软件协同开发与演化的服务模型,支持软件创作与生产深度协同的可信软件社会化生产、开放有序的可信软件资源分享,以及基于海量数据分析的软件可信评估.最后以"十一五"国家高技术研究发展计划重点项目"高可信软件生产工具及集成环境"为背景,阐述了面向群体化方法的关键技术、开发环境和应用实践.     

ConEntity：一种基于进程的自主并发实体编程模型及其实现

摘要本文在虚拟计算环境之上，研究支持具有自主能力、高并发的新型互联网应用开发方法，在已有的基于进程、面向并发的编程模型中引入实体建模机制，扩展出一种兼具进程和自主并发实体的程序设计模型ConEntity，并给出了形式化定义和描述．ConEntity模型具有表达性、并发性和可伸缩性的特点，能对虚拟计算环境资源高效、透明访问．通过扩展Erlang／OTP将其实现为Erlang语言设施UniAgent．本文的模型为在虚拟计算环境上快速直接构建具有自主、高并发能力实体的新型互联网应用提供了模型和语言上的支持．     

农田生态系统模型与农业资源高效利用

在过去的几十年中,系统分析方法在农业研究中的应用有了较大的发展。在各种不同领域使用系统分析方法的科学家发展许多不同类型的模型,其中有概念的、综合性和概化的。模型的意义是在不同尺度上整合多学科的研究结果。概化模型用于土利用的定量评价和在更高的尺度上的资源管理研究。其它模型可以为政策制定者提供战略的和技术的决策支持。作为信息技术和地学方法在农业中的应用,作物生长模型的研发是面向农田生态系统中的资源管理。其目标是应用系统分析方法,以作物生长模型为核心,以区域资源环境数据库为基础,建立基于遥感和地理信息系统的决策支持系统和作物长势监测与产量预报系统。     

一种面向高性能计算的自主众核处理器结构

随着半导体技术进步,众核处理器已广泛应用于高性能计算领域.近年来,在国家"863"计划、"核高基"重大专项等项目的支持下,我国高性能众核CPU的研发水平也取得了长足进步.本文介绍一种面向高性能计算的国产片上异构众核处理器结构,通过统一指令系统、统一执行模型和支持一致性的主存共享,实现异构核心的深度融合.本文主要介绍了该处理器面向"存储墙"、"功耗墙"和"可靠性墙"的优化技术体系.该处理器已完成集成了256个运算核心和4个管理核心的原型芯片设计,峰值性能超过1 TFlops.     

一种以软件体系结构为中心的网构软件开发方法

作为Internet环境下的一种新型的软件形态，网构软件对传统的软件开发理论、方法与技术提出了一系列的挑战．作为一种以软件复用为核心思想、以软件构件为基本实体、以软件体系结构为中心、以软件中间件为运行支撑的软件开发方法学，ABC（architecture based component composition）方法能够有力支持网构软件的开发．其中，基于特征的领域建模以及特定应用的特征模型剪裁方法和技术，反映了网构软件在问题空间实现自底向上、从“无序”到“有序”的构造过程；基于自适应软件体系结构的分析与设计方法，支持自适应网构软件的开发；具有反射机制、支持自主构件的中间件平台则为网构软件的运行，尤其是网构软件结构的自适应和实体的自适应提供支撑机制．     

基于复用的软件生产技术

软件复用是提高软件产品质量与软件生产效率的关键技术,在此,重点论述与软件复用及软件构件技术相关的系列问题：描述构件本质特征的构件模型、以领域工程为主要途径的构件获取技术、以构件库为核心的构件管理技术、以应用工程为途径的系统集成组装技术,以及以软件再工程为途径的软件演化技术等.最后,介绍将上述各软件生产技术进行有效集成的软件开发环境:青鸟软件生产线系统.     

腐蚀科学通用数据模型及界面Ⅲ-数据集成管理环境

本文介绍了作者开发的腐蚀数据集成和管理环境,该系统既可用于通常腐蚀数据的整理和归类,数据岛节点的封装和布置.为腐蚀数据的大规模集成,提供了客户端整合应用程序和服务器组装分解层.首先着重介绍集成环境的管理组织功能,与其他科学计算软件的接口匹配,数据岛模板和数据的发表存档功能.最后通过实例介绍了通用腐蚀数据模型的自组装和分解,构建数据岛的过程和方法,以及通过数据岛模板处理最小化数据整合的工作量.     

超标量通信:一种面向分布式应用的运行时优化技术

并发在分布式应用中是一项实质性的需求,然而现有方法均十分复杂且容易出错.文中提出一种全新的并发途径——超标量通信,这种方法通过用语言级虚拟机SSVM在运行时自动分析应用程序,以发现潜在的并发机会;然后通过调度通信任务和计算任务,实现并发执行.超标量通信技术的构思受到了微处理器中的超标量技术的启发,然而硬件的超标量算法在许多方面都不适用于软件.SSVM是一种对运行时系统的扩展,它不需要修改现有的语言、编译器和字节码,因此具有很好的向下兼容性.超标量通信技术有可能开拓一个全新的领域,其特征是针对网络程序的动态优化.     

基于组织的网构软件程序设计语言及其实现

作为Internet环境下的一种新的软件形态,网构软件的自主性、协同性、适应性、演化性及柔性体系结构等特点对传统的程序设计模型、语言和支撑平台提出了一系列挑战．本文基于组织抽象和agent技术提出了支持网构软件构造的程序设计语言OragentL．首先,OragentL将软件agent作为网构软件中自主实体的抽象,并在这一层面设计和封装系统的自适应和自演化逻辑．其次,OragentL将组织、角色等组织抽象作为一级编程实体,提供了角色扮演、角色组合、角色演化、基于角色的交互、基于组织的自管理等机制为网构软件的动态性特点提供了显式的语言设施和机制支撑．我们设计了OragentL的语法和形式化操作语义,并开发了Oragentburg作为OragentL网构软件的运行时环境,支持0ragentL程序的开发、编译、部署和运行     

ABC:一种全生命周期软件体系结构建模方法

随着计算机硬件能力的快速增长和软件应用规模的不断扩大,软件的复杂性也在持续增长,并始终制约着软件开发效率和质量的有效提升.软件的结构复杂性,尤其是高层结构的复杂性,是软件复杂性的一种重要表现.如何实现对软件高层结构复杂性的有效控制,是当前开放、动态、难控的网络环境下大规模软件系统开发与演化所面临的主要问题.针对这个问题,我们将设计阶段高层结构复杂性的控制模型―软件体系结构模型―扩展到整个软件生命周期,提出了一种以体系结构为中心的软件开发方法―ABC.该方法将软件生命周期各阶段的核心制品与活动,统一到软件体系结构模型及对其连续迭代的细化、映射和转换,实现对软件高层结构复杂性的一致、灵活、系统化的建模和管理.本文旨在系统性地总结ABC方法在软件体系结构建模方面的成果,并重点介绍近几年在协同式特征建模、运行时体系结构生成、体系结构逆向恢复与建模等方面取得的新进展.     

生态社区研究综述与展望

在全球应对气候变暖和人类生存环境问题日趋严重的背景下,生态社区成为生态文明建设的基本单元和重要载体,是人居环境可持续发展的关键领域之一.以2000年1月至2022年4月为检索时间段,以中国知网CNKI数据库471篇中文文献为研究对象,结合Web of Science TM核心合集数据库1830篇英文文献,利用Cite Space科学知识可视化图谱软件,梳理国内外生态社区领域研究特征;基于文献内容分析和重点文献解析,识别国内生态社区领域研究热点及前沿.结果表明:(1)国内外研究区别在于:国外研究集中在社区中的社会网络、行为活动、社区花园等微观尺度及多层面角度;国内研究则多以实践应用为导向,总结生态社区构建过程中的规划设计策略、方法技术运用、评价指标体系.(2)国内研究前沿方向主要为:指标体系、低碳社区、生态建筑、社区治理、乡村振兴.面向低碳转型、社会治理、城市更新、乡村振兴等发展目标,本文提出我国生态社区未来研究的三个重点议题:“双碳”目标下的技术整合与社区融合、新型现代化发展引领下的社区治理研究视角与转换、乡村振兴背景下的乡村生态社区发展途径与差序格局.本研究可为生态社区、人居环境、生...     

设计模式指导的软件分簇方法

程序理解是一个从计算机程序中获取知识信息的过程,其主要目的是获取软件的各种有关知识以理解开发者的意图,从而支持针对现有或遗产软件系统进行软件评审、错误定位、反向工程、再工程、迁移、维护和复用等软件工程实践.本文提出一种设计模式指导的分簇方法,该方法采用程序中蕴涵的设计模式信息指导开源软件的分簇,运用"分而治之"的策略辅助程序开发者和维护人员快速、方便地理解代码.首先,采用设计模式检测技术从程序代码中抽取设计模式信息;然后,基于设计模式中角色间的相互关系,利用检测出的设计模式信息指导分簇;最后,对分簇结果可视化,以辅助程序理解.基于以上研究工作,开发了原型工具TasteJ并进行了实例研究,设计并实现了以人工为基准的实验来检验本文提出的软件分簇方法,并通过7个软件分簇度量函数,从统计的角度将其与现有主流软件分簇方法进行分析和比较,实验结果显示出本文所提方法的优势.     

面向分布式存储系统结构的OpenMP编译系统

OpenMP是目前面向共享存储系统结构的工业标准.与面向分布式存储系统结构的消息传递标准MPI相比,OpenMP规范具有易编程和支持增量并行等优点.如何有效地将OpenMP扩展到分布式存储系统结构且具有高性能是一直关注的热点.文中介绍一个面向分布式存储系统结构的OpenMP编译系统——KLCoMP.基于"部分数组共享"存储模型,为该编译器研发了基于过程间分析的共享数组识别算法、基于生产者/消费者关系的优化技术和针对非线性引用的通信生成技术.实验采用9个标准测试用例并覆盖计算流体力学、整数排序、分子动力学、地震模拟和计算化学等多个领域.通过与MPI版本进行对比表明KLCoMP版本具有与其相当的可扩展性.另外通过与国际同类编译器Omni+SCASH、LLCoMP和OpenMP(Purdue)翻译后程序进行性能对比表明,KLCoMP版本特别是对于非规则应用能够获得更高的效率.     

基于Asterisk的呼叫中心设计与开发

针对目前市场上呼叫中心的开发具有软件重用率低、开发成本和维护成本高的缺点,设计了一种基于Java语言,以Asterisk作为软交换平台的web呼叫中心。该呼叫中心采用J2EE的分层模式来设计软件开发架构和系统各功能模块,实现了用户管理、系统状态监控、系统配置管理、客户管理和通话记录管理的功能。测试证明,系统能够通过Web页面定制个性化的呼叫中心,具有稳定性高、扩展性强以及成本低等特点。     

一种对程序故障行为和失效行为的聚类有效性验证方法

分析软件自身故障在软件运行过程中的行为规律是分析＂故障—错误—失效＂链式效应的基础.但在研究软件故障行为特征时面临的关键问题是故障行为集合的庞大与复杂.因此,如何约简故障行为集合是研究故障行为规律的基本前提.＂当两个程序具有相似的基本属性时,其故障行为和失效行为也具有相似性＂这一推断为约简故障集提供了良好的依据,但尚未得到验证.本文核心工作即验证该推断的正确性.为此,首先提出一种针对程序基准行为、故障行为和失效行为的表征方法;其次提出一种考虑最佳聚类数的程序行为聚类方法;最后设计一组基于故障注入的程序行为聚类实验,用以验证前述推断的正确性.其中,实验分别以计算密集型程序（SPEC CPU2000和SPEC CPU2006基准程序）和I/O密集型程序（IOZONE、DEBENCH等）作为目标程序集.实验结果表明,（1）程序行为的表征方法和聚类方法具有合理性和有效性;（2）以程序基准行为聚类结果为依据的故障行为和失效行为的聚类质量良好,以此验证了推断的正确性.     

稀土数据库中化学过程计算方程式自动配平程序的改进

化学方程式的自动配平是稀土数据库研究和开发中的一个重要辅助程序。已有的关于自动配平化学方程式的报道，其内容大多是数学方法的介绍和讨论，关于程序实现的论述还很少见。本文重点讨论了通过java语言实现化学方程式的配平过程，并使之更加完善，更加优化。该模块已在稀土数据库中使用。     

月面巡视器遥操作中的任务规划技术研究

任务规划技术是嫦娥三号任务中月面巡视器遥操作中的一项关键技术.本文首先分析了各种月面环境因素对巡视器月面工作过程的影响机制,综合考虑月面地形因素、太阳能量、光照阴影以及对地通信条件等,建立了面向任务规划的综合月面环境.在该环境模型基础上,提出了一种月面巡视器遥操作中的任务规划方法.通过定期更新环境模型,将动态环境模型下的路径规划问题转换为一系列静态环境模型下的路径规划问题,实现任务层的动态路径规划;在路径规划过程中进行实时约束检查,实现行为规划并将其影响效果迭代入动态路径规划过程中,最终实现巡视器任务规划.针对不确定性,本文引入弹性计划提高任务规划输出结果在实际工程中的可行性.仿真实验结果表明:月面综合环境模型全面描述了影响巡视器任务规划的各种环境因素及其影响;任务规划方法可生成全局最优路径,以及沿路径安排的满足约束条件的巡视器行为序列,最终生成巡视器的月面工作序列,作为地面遥操作实施的依据.     

面向协同应用的编程语言Cova

Cova是面向集成性协同应用而设计的一种新型语言. 它提供了一套完整的描述协同系统控制部分及计算部分的设施,并以此为基础通过其运行时系统提供协作过程不同阶段所需的协同计算服务,从而为不同模式协同应用系统的开发提供一个统一的平台. 详细讨论了Cova的语言特性及其运行时系统,并给出了有关结论及进一步工作.     

腐蚀科学通用数据模型及界面Ⅱ-OOD设计及腐蚀数据标记语言

以腐蚀数据共享需求为切入点，结合软件的发展趋势即网络服务，采取目标取向设计（OOD／A），建立适合于开放网络环境下的通用腐蚀数据模型．以XSD作为设计母语，创立腐蚀数据标记语言CDML．通用腐蚀数据模型和CDML语言是开放网络环境下腐蚀数据交换和信息整合的核心及介质．基于腐蚀数据特征及相互关系分析，提出“数据岛”概念，“数据岛”作为自备性腐蚀数据的根节点，包含六个一级子节点以刻画腐蚀数据的完整性，自备性和相对独立性．详细讨论了各级关键节点的意义以及在模型层次结构中的作用．分析介绍了CDML及基于Java程序语言的公共应用程序界面API的结构和组成，并探讨了它们在多源数据整合和信息共享平台中的作用．