一種面向服務(wù)的軟件演化推薦信任方法

蔡文華　徐洪珍　劉超　李坤　王少坡

摘要：目前軟件體系結(jié)構(gòu)動態(tài)演化研究，主要方法是從軟件系統(tǒng)演化的操作或規(guī)則入手，描述或建模面向服務(wù)的軟件系統(tǒng)演化，而往往忽略軟件本身的可信問題。事實上，在軟件演化初始前，對軟件演化進行可信方面的研究，可以大大地降低軟件演化失敗的幾率。該文從軟件的推薦信任的角度考慮軟件的可信度，提出一種軟件推薦可信的計算方法，解決軟件演化非相鄰構(gòu)件的信任問題。

關(guān)鍵詞：軟件體系結(jié)構(gòu)；動態(tài)演化；可信；信任

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）36-8691-01

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及與發(fā)展，軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展越來越迅速，傳統(tǒng)的軟件開發(fā)模式已不適用于時代。取而代之的是，軟件以構(gòu)件的形式組裝在一起，形成一個完整的系統(tǒng)。軟件的演化即為構(gòu)件間的相互演化。

軟件演化從一定程度上說，構(gòu)件的演化解決了目前大部分軟件的規(guī)模問題。但同時，它也帶來了一些不穩(wěn)定因素[1]。構(gòu)件演化主要從四個方面進行，包括：構(gòu)件添加、刪除、修改與替換。針對某一具體過程，如何保證構(gòu)件的演化符合人們預(yù)期的結(jié)果，即構(gòu)件演化的可信性成為了研究的重點。北京大學(xué)教授梅宏等認為軟件可信度是傳統(tǒng)軟件質(zhì)量概念的延伸，與傳統(tǒng)軟件僅僅關(guān)注某一特定屬性不同，軟件可信度更關(guān)注于軟件的綜合質(zhì)量屬性及保障[2]；劉克等提出軟件可信度是指軟件演化的動態(tài)行為及結(jié)果總是按著人們預(yù)期的結(jié)果進行，在受到阻礙時仍能提供服務(wù)[3]。以上討論的都是可信因素的組成成分，卻沒有對如何利用可信因素實現(xiàn)軟件演化提出一個具體辦法。

本文在前期工作基礎(chǔ)上[4-5]，提出了相關(guān)非相鄰構(gòu)件間的推薦可信計算方法，在軟件演化初始前，即對軟件中非相鄰構(gòu)件的可信問題進行探究，根據(jù)結(jié)果，決定構(gòu)件間是否參與演化。此種方法，可以大幅度地提高軟件演化的成功率。

1 面向服務(wù)的軟件演化模型

在面向服務(wù)的軟件體系結(jié)構(gòu)中，軟件是由各種構(gòu)件及其連接件組成，構(gòu)件間通過連接件互聯(lián)。我們約定，體系結(jié)構(gòu)中的每個構(gòu)件都可以通過某種路徑，與其他的構(gòu)件互聯(lián)，且每個構(gòu)件都可以提供若干種服務(wù)，同時也享受其他構(gòu)件提供的若干種服務(wù)。以三個構(gòu)件為例，面向服務(wù)的軟件演化模型圖如圖1所示。

如圖1所示，在軟件演化模型中，構(gòu)件即能提供服務(wù)，同時也接受其他構(gòu)件提供的服務(wù)，如構(gòu)件a為構(gòu)件b提供了sa1，sa2…san共n個服務(wù)，同時也接受構(gòu)件b提供了sb1，sb2，…sbn共n個服務(wù)。服務(wù)的具體實現(xiàn)過程，這里我們不涉及到，此處不作討論。

2 非相鄰構(gòu)件服務(wù)的推薦信任演化計算

在軟件演化過程當(dāng)中，構(gòu)件能否參與演化，選擇什么樣的構(gòu)件進行演化，對于演化的結(jié)果起到?jīng)Q定性的作用。選擇可信度高的構(gòu)件進行演化，對于演化結(jié)果的正確性有很大的保障；而選擇可信度低的構(gòu)件進行演化，在很大程度上，是得不到預(yù)期的演化結(jié)果。所以，構(gòu)件的可信度是決定構(gòu)件能否參加演化，以及選擇什么樣的構(gòu)件進行演化的重要參考值。

在面向服務(wù)的軟件演化過程中，構(gòu)件間的服務(wù)關(guān)系不可能總是處于同一層次上，不同層次間的交互演化，則需要通過中間件構(gòu)件提供中轉(zhuǎn)服務(wù)。但基于上述情況，則出現(xiàn)了以下問題，即構(gòu)件相信同一層次上的構(gòu)件提供的服務(wù)，但不一定相同非同一層次構(gòu)件提供的服務(wù)，即A相信B，B相信C，但不一定A就相信C。

對于非相鄰構(gòu)件的演化需求，因為周圍相鄰構(gòu)件沒有提供需求服務(wù)，則需要其他非相鄰構(gòu)件提供需求服務(wù)，為此，引入推薦信任服務(wù)（Recommendation Trust）概念。

而推薦信任服務(wù)則從是從不同層次的構(gòu)件的服務(wù)角度分析，位于不同層次的構(gòu)件服務(wù)的信任權(quán)重也不一樣。例如以下圖2構(gòu)件推薦信任服務(wù)模型所示。

A與B之間是直接相鄰關(guān)系，B與C也是直接相鄰關(guān)系，A與C則是間接相鄰關(guān)系。A需要通過B中轉(zhuǎn)C提供的服務(wù)。B構(gòu)件在根據(jù)C的信任度結(jié)合信任權(quán)重，得出C的可信度，并反饋給A，即向A推薦C服務(wù)的可信度，A結(jié)合對B的信任權(quán)重，計算出C的最終推薦信任值。例如假定A對B的信任權(quán)重[α=0.7]，B對C的信任權(quán)重為[β=0.8]，re（C）=4。則[Feedback（c）=0.8*4=3.2]，而A對C的推薦信任值為[Re（a，c）=0.7*3.2=2.24]。

在得出構(gòu)件的可信值后，根據(jù)可信值的大小，有針對性的選擇可信度高的構(gòu)件進行演化，可以最大程度的保證構(gòu)件演化的成功率。

3 總結(jié)

隨著時代的發(fā)展，軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度已超出了人們的相像。龐大的軟件系統(tǒng)在帶給人們便利的同時，也帶來了許多不穩(wěn)定因素。因軟件升級而帶來的問題，困擾著軟件開發(fā)者們的思維，利用軟件演化則可以很好的解決這類問題。在加入軟件可信的計算后，根據(jù)計算的結(jié)果，選擇可信度最高的構(gòu)件進行演化，可以很好的保證軟件演化的成功性。

參考文獻：

[1] 李長云，何頻捷，李玉龍.軟件動態(tài)演化技術(shù)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2007.

[2] 梅宏，曹東剛.軟件可信性：互聯(lián)網(wǎng)帶來的新挑戰(zhàn)[J].中國計算機學(xué)會通訊，2010，6（2）：20-27.

[3] 劉克，單志廣，王戟，等.“可信軟件基礎(chǔ)研究”重大研究計劃綜述[J].中國科學(xué)基金，2008，22（3）：145-151.

[4] 徐洪珍，曾國蓀.基于超圖文法的軟件體系結(jié)構(gòu)動態(tài)演化[J].同濟大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版）2011，5（39）：745-750.

[5] 徐洪珍，曾國蓀，陳波.軟件體系結(jié)構(gòu)動態(tài)演化的條件超圖文法及分析[J].軟件學(xué)報，2011，22（6）：1210-1223.endprint

摘要：目前軟件體系結(jié)構(gòu)動態(tài)演化研究，主要方法是從軟件系統(tǒng)演化的操作或規(guī)則入手，描述或建模面向服務(wù)的軟件系統(tǒng)演化，而往往忽略軟件本身的可信問題。事實上，在軟件演化初始前，對軟件演化進行可信方面的研究，可以大大地降低軟件演化失敗的幾率。該文從軟件的推薦信任的角度考慮軟件的可信度，提出一種軟件推薦可信的計算方法，解決軟件演化非相鄰構(gòu)件的信任問題。

關(guān)鍵詞：軟件體系結(jié)構(gòu)；動態(tài)演化；可信；信任

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）36-8691-01

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及與發(fā)展，軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展越來越迅速，傳統(tǒng)的軟件開發(fā)模式已不適用于時代。取而代之的是，軟件以構(gòu)件的形式組裝在一起，形成一個完整的系統(tǒng)。軟件的演化即為構(gòu)件間的相互演化。

軟件演化從一定程度上說，構(gòu)件的演化解決了目前大部分軟件的規(guī)模問題。但同時，它也帶來了一些不穩(wěn)定因素[1]。構(gòu)件演化主要從四個方面進行，包括：構(gòu)件添加、刪除、修改與替換。針對某一具體過程，如何保證構(gòu)件的演化符合人們預(yù)期的結(jié)果，即構(gòu)件演化的可信性成為了研究的重點。北京大學(xué)教授梅宏等認為軟件可信度是傳統(tǒng)軟件質(zhì)量概念的延伸，與傳統(tǒng)軟件僅僅關(guān)注某一特定屬性不同，軟件可信度更關(guān)注于軟件的綜合質(zhì)量屬性及保障[2]；劉克等提出軟件可信度是指軟件演化的動態(tài)行為及結(jié)果總是按著人們預(yù)期的結(jié)果進行，在受到阻礙時仍能提供服務(wù)[3]。以上討論的都是可信因素的組成成分，卻沒有對如何利用可信因素實現(xiàn)軟件演化提出一個具體辦法。

本文在前期工作基礎(chǔ)上[4-5]，提出了相關(guān)非相鄰構(gòu)件間的推薦可信計算方法，在軟件演化初始前，即對軟件中非相鄰構(gòu)件的可信問題進行探究，根據(jù)結(jié)果，決定構(gòu)件間是否參與演化。此種方法，可以大幅度地提高軟件演化的成功率。

1 面向服務(wù)的軟件演化模型

在面向服務(wù)的軟件體系結(jié)構(gòu)中，軟件是由各種構(gòu)件及其連接件組成，構(gòu)件間通過連接件互聯(lián)。我們約定，體系結(jié)構(gòu)中的每個構(gòu)件都可以通過某種路徑，與其他的構(gòu)件互聯(lián)，且每個構(gòu)件都可以提供若干種服務(wù)，同時也享受其他構(gòu)件提供的若干種服務(wù)。以三個構(gòu)件為例，面向服務(wù)的軟件演化模型圖如圖1所示。

如圖1所示，在軟件演化模型中，構(gòu)件即能提供服務(wù)，同時也接受其他構(gòu)件提供的服務(wù)，如構(gòu)件a為構(gòu)件b提供了sa1，sa2…san共n個服務(wù)，同時也接受構(gòu)件b提供了sb1，sb2，…sbn共n個服務(wù)。服務(wù)的具體實現(xiàn)過程，這里我們不涉及到，此處不作討論。

2 非相鄰構(gòu)件服務(wù)的推薦信任演化計算

在軟件演化過程當(dāng)中，構(gòu)件能否參與演化，選擇什么樣的構(gòu)件進行演化，對于演化的結(jié)果起到?jīng)Q定性的作用。選擇可信度高的構(gòu)件進行演化，對于演化結(jié)果的正確性有很大的保障；而選擇可信度低的構(gòu)件進行演化，在很大程度上，是得不到預(yù)期的演化結(jié)果。所以，構(gòu)件的可信度是決定構(gòu)件能否參加演化，以及選擇什么樣的構(gòu)件進行演化的重要參考值。

在面向服務(wù)的軟件演化過程中，構(gòu)件間的服務(wù)關(guān)系不可能總是處于同一層次上，不同層次間的交互演化，則需要通過中間件構(gòu)件提供中轉(zhuǎn)服務(wù)。但基于上述情況，則出現(xiàn)了以下問題，即構(gòu)件相信同一層次上的構(gòu)件提供的服務(wù)，但不一定相同非同一層次構(gòu)件提供的服務(wù)，即A相信B，B相信C，但不一定A就相信C。

對于非相鄰構(gòu)件的演化需求，因為周圍相鄰構(gòu)件沒有提供需求服務(wù)，則需要其他非相鄰構(gòu)件提供需求服務(wù)，為此，引入推薦信任服務(wù)（Recommendation Trust）概念。

而推薦信任服務(wù)則從是從不同層次的構(gòu)件的服務(wù)角度分析，位于不同層次的構(gòu)件服務(wù)的信任權(quán)重也不一樣。例如以下圖2構(gòu)件推薦信任服務(wù)模型所示。

A與B之間是直接相鄰關(guān)系，B與C也是直接相鄰關(guān)系，A與C則是間接相鄰關(guān)系。A需要通過B中轉(zhuǎn)C提供的服務(wù)。B構(gòu)件在根據(jù)C的信任度結(jié)合信任權(quán)重，得出C的可信度，并反饋給A，即向A推薦C服務(wù)的可信度，A結(jié)合對B的信任權(quán)重，計算出C的最終推薦信任值。例如假定A對B的信任權(quán)重[α=0.7]，B對C的信任權(quán)重為[β=0.8]，re（C）=4。則[Feedback（c）=0.8*4=3.2]，而A對C的推薦信任值為[Re（a，c）=0.7*3.2=2.24]。

在得出構(gòu)件的可信值后，根據(jù)可信值的大小，有針對性的選擇可信度高的構(gòu)件進行演化，可以最大程度的保證構(gòu)件演化的成功率。

3 總結(jié)

隨著時代的發(fā)展，軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度已超出了人們的相像。龐大的軟件系統(tǒng)在帶給人們便利的同時，也帶來了許多不穩(wěn)定因素。因軟件升級而帶來的問題，困擾著軟件開發(fā)者們的思維，利用軟件演化則可以很好的解決這類問題。在加入軟件可信的計算后，根據(jù)計算的結(jié)果，選擇可信度最高的構(gòu)件進行演化，可以很好的保證軟件演化的成功性。

參考文獻：

[1] 李長云，何頻捷，李玉龍.軟件動態(tài)演化技術(shù)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2007.

[2] 梅宏，曹東剛.軟件可信性：互聯(lián)網(wǎng)帶來的新挑戰(zhàn)[J].中國計算機學(xué)會通訊，2010，6（2）：20-27.

[3] 劉克，單志廣，王戟，等.“可信軟件基礎(chǔ)研究”重大研究計劃綜述[J].中國科學(xué)基金，2008，22（3）：145-151.

[4] 徐洪珍，曾國蓀.基于超圖文法的軟件體系結(jié)構(gòu)動態(tài)演化[J].同濟大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版）2011，5（39）：745-750.

[5] 徐洪珍，曾國蓀，陳波.軟件體系結(jié)構(gòu)動態(tài)演化的條件超圖文法及分析[J].軟件學(xué)報，2011，22（6）：1210-1223.endprint

摘要：目前軟件體系結(jié)構(gòu)動態(tài)演化研究，主要方法是從軟件系統(tǒng)演化的操作或規(guī)則入手，描述或建模面向服務(wù)的軟件系統(tǒng)演化，而往往忽略軟件本身的可信問題。事實上，在軟件演化初始前，對軟件演化進行可信方面的研究，可以大大地降低軟件演化失敗的幾率。該文從軟件的推薦信任的角度考慮軟件的可信度，提出一種軟件推薦可信的計算方法，解決軟件演化非相鄰構(gòu)件的信任問題。

關(guān)鍵詞：軟件體系結(jié)構(gòu)；動態(tài)演化；可信；信任

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）36-8691-01

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及與發(fā)展，軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展越來越迅速，傳統(tǒng)的軟件開發(fā)模式已不適用于時代。取而代之的是，軟件以構(gòu)件的形式組裝在一起，形成一個完整的系統(tǒng)。軟件的演化即為構(gòu)件間的相互演化。

軟件演化從一定程度上說，構(gòu)件的演化解決了目前大部分軟件的規(guī)模問題。但同時，它也帶來了一些不穩(wěn)定因素[1]。構(gòu)件演化主要從四個方面進行，包括：構(gòu)件添加、刪除、修改與替換。針對某一具體過程，如何保證構(gòu)件的演化符合人們預(yù)期的結(jié)果，即構(gòu)件演化的可信性成為了研究的重點。北京大學(xué)教授梅宏等認為軟件可信度是傳統(tǒng)軟件質(zhì)量概念的延伸，與傳統(tǒng)軟件僅僅關(guān)注某一特定屬性不同，軟件可信度更關(guān)注于軟件的綜合質(zhì)量屬性及保障[2]；劉克等提出軟件可信度是指軟件演化的動態(tài)行為及結(jié)果總是按著人們預(yù)期的結(jié)果進行，在受到阻礙時仍能提供服務(wù)[3]。以上討論的都是可信因素的組成成分，卻沒有對如何利用可信因素實現(xiàn)軟件演化提出一個具體辦法。

本文在前期工作基礎(chǔ)上[4-5]，提出了相關(guān)非相鄰構(gòu)件間的推薦可信計算方法，在軟件演化初始前，即對軟件中非相鄰構(gòu)件的可信問題進行探究，根據(jù)結(jié)果，決定構(gòu)件間是否參與演化。此種方法，可以大幅度地提高軟件演化的成功率。

1 面向服務(wù)的軟件演化模型

在面向服務(wù)的軟件體系結(jié)構(gòu)中，軟件是由各種構(gòu)件及其連接件組成，構(gòu)件間通過連接件互聯(lián)。我們約定，體系結(jié)構(gòu)中的每個構(gòu)件都可以通過某種路徑，與其他的構(gòu)件互聯(lián)，且每個構(gòu)件都可以提供若干種服務(wù)，同時也享受其他構(gòu)件提供的若干種服務(wù)。以三個構(gòu)件為例，面向服務(wù)的軟件演化模型圖如圖1所示。

如圖1所示，在軟件演化模型中，構(gòu)件即能提供服務(wù)，同時也接受其他構(gòu)件提供的服務(wù)，如構(gòu)件a為構(gòu)件b提供了sa1，sa2…san共n個服務(wù)，同時也接受構(gòu)件b提供了sb1，sb2，…sbn共n個服務(wù)。服務(wù)的具體實現(xiàn)過程，這里我們不涉及到，此處不作討論。

2 非相鄰構(gòu)件服務(wù)的推薦信任演化計算

在軟件演化過程當(dāng)中，構(gòu)件能否參與演化，選擇什么樣的構(gòu)件進行演化，對于演化的結(jié)果起到?jīng)Q定性的作用。選擇可信度高的構(gòu)件進行演化，對于演化結(jié)果的正確性有很大的保障；而選擇可信度低的構(gòu)件進行演化，在很大程度上，是得不到預(yù)期的演化結(jié)果。所以，構(gòu)件的可信度是決定構(gòu)件能否參加演化，以及選擇什么樣的構(gòu)件進行演化的重要參考值。

在面向服務(wù)的軟件演化過程中，構(gòu)件間的服務(wù)關(guān)系不可能總是處于同一層次上，不同層次間的交互演化，則需要通過中間件構(gòu)件提供中轉(zhuǎn)服務(wù)。但基于上述情況，則出現(xiàn)了以下問題，即構(gòu)件相信同一層次上的構(gòu)件提供的服務(wù)，但不一定相同非同一層次構(gòu)件提供的服務(wù)，即A相信B，B相信C，但不一定A就相信C。

對于非相鄰構(gòu)件的演化需求，因為周圍相鄰構(gòu)件沒有提供需求服務(wù)，則需要其他非相鄰構(gòu)件提供需求服務(wù)，為此，引入推薦信任服務(wù)（Recommendation Trust）概念。

而推薦信任服務(wù)則從是從不同層次的構(gòu)件的服務(wù)角度分析，位于不同層次的構(gòu)件服務(wù)的信任權(quán)重也不一樣。例如以下圖2構(gòu)件推薦信任服務(wù)模型所示。

A與B之間是直接相鄰關(guān)系，B與C也是直接相鄰關(guān)系，A與C則是間接相鄰關(guān)系。A需要通過B中轉(zhuǎn)C提供的服務(wù)。B構(gòu)件在根據(jù)C的信任度結(jié)合信任權(quán)重，得出C的可信度，并反饋給A，即向A推薦C服務(wù)的可信度，A結(jié)合對B的信任權(quán)重，計算出C的最終推薦信任值。例如假定A對B的信任權(quán)重[α=0.7]，B對C的信任權(quán)重為[β=0.8]，re（C）=4。則[Feedback（c）=0.8*4=3.2]，而A對C的推薦信任值為[Re（a，c）=0.7*3.2=2.24]。

在得出構(gòu)件的可信值后，根據(jù)可信值的大小，有針對性的選擇可信度高的構(gòu)件進行演化，可以最大程度的保證構(gòu)件演化的成功率。

3 總結(jié)

隨著時代的發(fā)展，軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度已超出了人們的相像。龐大的軟件系統(tǒng)在帶給人們便利的同時，也帶來了許多不穩(wěn)定因素。因軟件升級而帶來的問題，困擾著軟件開發(fā)者們的思維，利用軟件演化則可以很好的解決這類問題。在加入軟件可信的計算后，根據(jù)計算的結(jié)果，選擇可信度最高的構(gòu)件進行演化，可以很好的保證軟件演化的成功性。

參考文獻：

[1] 李長云，何頻捷，李玉龍.軟件動態(tài)演化技術(shù)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2007.

[2] 梅宏，曹東剛.軟件可信性：互聯(lián)網(wǎng)帶來的新挑戰(zhàn)[J].中國計算機學(xué)會通訊，2010，6（2）：20-27.

[3] 劉克，單志廣，王戟，等.“可信軟件基礎(chǔ)研究”重大研究計劃綜述[J].中國科學(xué)基金，2008，22（3）：145-151.

[4] 徐洪珍，曾國蓀.基于超圖文法的軟件體系結(jié)構(gòu)動態(tài)演化[J].同濟大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版）2011，5（39）：745-750.

[5] 徐洪珍，曾國蓀，陳波.軟件體系結(jié)構(gòu)動態(tài)演化的條件超圖文法及分析[J].軟件學(xué)報，2011，22（6）：1210-1223.endprint