软件产品线约束复杂特征模型的配置分析与优化方法研究

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1、中图分类号：TP311论文编号：102871618-SZ007学科分类号：085211硕士学位论文软件产品线约束复杂特征模型的配置分析与优化方法研究研究生姓名王铭专业类别工程硕士专业领域计算机技术指导老师王立松副教授南京航空航天大学研究生院计算机科学与技术学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofComputerScienceandTechnologyResearchonConfigurationAnalysisandOptimizationofC

2、onstraintComplexFeatureModelinSoftwareProductLineAThesisinComputerTechnologybyWangMingAdvisedbyProf.LiSongWangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch，2018承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包

3、含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学全日制专业硕士学位论文摘要软件产品线工程是一套采用共用核心资产进行相似软件系统开发的方法。产品线方法利用领域中的大量共性能加速产品线软件的开发过程，降低开发成本，缩短产品上市时间等。特征在产品线工程共性和可变性建模管理中起着关键作用。特征模型对特征进行组织构建，是领域的抽象描述。对特征模型的进行特征选

4、择是为了获得符合用户需求的具体产品，需要在需求和领域描述的特征组合之间达成妥协。采用启发式方法进行自动化特征选择是目前常用的特征选择手段。受制于特征模型复杂的约束空间，启发式方法随机搜索得到的产品配置常常难易合法。同时在IMA系统下进行特征选择面临资源分配等问题，需要进一步解决。针对采用遗传算法进行特征选择时，随机搜索破坏特征模型约束关系的问题，本文提出了一种基于子树分解的方法，解决了产品配置中有效解较少的情形。该方法通过分析特征模型的结构并与遗传算法的交叉算子进行结合，阐明了特征模型进行交叉操作所代表的实际意义，使得相似系统之间的子模块能够尽可能合法的进行功能交

5、叉。同时本文还对遗传算法中环境选择算子进行分析，将约束违反项作为第一优化目标，设计了二维的环境选择算子，使得种群向着满足特征模型约束关系的方向进化。最终通过不同规模的特征模型来验证方法的有效性。实验数据表明，本文提出的两种方案均能显著的增加最终解集中有效产品配置的占比。针对IMA系统特征模型进行特征选择面临的挑战，本文对资源分配的约束进了讨论建模，采用多目标优化算法进行问题求解。首先对IMA系统资源分配模型进行分析，并进了任务系统到硬件设备的映射的建模。接下来引入特征模型资源分配所需要满足的约束情况，对安全性约束和资源限制约束进行了建模。通过扩展特征模型添加特征属

6、性和分配点，完成特征模型与资源分配模型的映射关系。本文设计三个优化目标以体现用户的多类需求，并设计编码方案和交叉变异算子以满足复杂的约束情况。最后通过不同规模的模型来验证方法的有效性。关键词：软件产品线工程，特征模型，产品配置，综合模块化航电系统，遗传算法，约束处理I软件产品线约束复杂特征模型的配置分析与优化方法研究ABSTRACTSoftwareproductlineengineeringisasetofmethodsfordevelopingsimilarsoftwaresystemsusingsharedcoreassets.Productlineengin

7、eeringacceleratesproductdevelopmentbyleveragingthecommonalitiesamongtheproductlinememberswhiledeliveringthebenefitsoflowerdevelopmentcostsandshortertimetomarket.Featuresplayakeyroleinthemanagementofvariabilitymodeling.Featuremodelorganizefeatures,whichisanabstractdescriptionofthedomai

8、n.The