基于本体和规则推理软件可信演化的研究

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1、TrustworthySoftwareEvolutionBasedonOntologyandRule-reasoningAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringByChunmeiLiuSupervisedbyDr.JiLiMajor：ComputerApplicationTechnologyCollegeofComputerScienceofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaSepte

2、mber,2010重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要随着大型分布式软件系统在各行业中的广泛应用，软件的复杂度不断增加，系统的安全性、可靠性和可用性等可信问题也日益凸出。然而现有的基于监控的软件演化技术更多的是针对构件失效、软件故障或软件缺陷等问题，多以静态的、预设的容错为主，在演化机理上并未系统化地考虑复杂动态环境对软件可信性的影响。本文主要从软件运行的开放环境着手，将上下文环境、本体、规则推理以及与之相关的应用技术引入到软件可信演化研究中，建立了软件运行环境与行为之间的语义模型，并通过感知外部环境的变化来动态调整软件的行为，以保障软件的可信性能满足用户需求。本文的主要研究成果可以归纳为以下

3、四点：①构建了基于“环境-行为”的本体空间模型。分布式软件系统运行于一定的开放环境，用户、系统、环境三者之间需要不间断的交互，且在互动过程中需要利用第三方实体来提高交互质量。通过分析和研究分布式软件系统的环境、行为以及可信性三者之间的关联关系，构建了基于“环境-行为”的本体空间模型，用于解决环境与行为作用关系的语义问题。②构建了软件可信演化规则库。在本体空间中已定义了有关软件可信演化的基本概念、属性和实例，在此基础之上，为提供较复杂的逻辑推理以及保障演化操作的一致性与可靠性，提出了基于OWL扩展的规则库。规则库中通过定义一系列的演化规则，用于处理复杂的逻辑推理，从而更好的服务于软件可信演化

4、操作。③针对软件可信演化的实施，本文提出了一个基于本体的软件可信演化框架。该框架由微观层次的规约制导和宏观层次的人机协同两部分组成，以保证软件演化结果能与人的预期相一致，有效预防软件衰老、失效等现象。④采用Jena所提供的推理机制，将知识库和规则库有机的结合并应用到软件可信演化决策过程中。首先以知识库为依据，通过对软件行为的可信性和自主调整的必要性进行评估，然后依据评估结果和软件可信性指标对软件实施动态调整、重构等操作，以展现其演化功能。总之，构建基于“环境-行为”的本体空间模型有利于概念和操作的标准化使其语义共享；建立软件可信演化的规则库确保了演化的一致性与可靠性。通过两者有机的结合，从

5、而形成以监控信息语义为基础，推理规则为向导的软件可信演化方法，并最终用实例说明该方法的可行性与有效性。关键词：可信软件，动态演化，上下文，本体，规则推理I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTAlongwiththewideapplicationoflarge-scaledistributionsoftwaresystem,theresearchontrustworthyandtrustworthysoftwareevolutionmodelshasbecomeahottopicinsoftwareevolution.Theessenceofevolutionisaprocessof

6、modificationdrovingbyuser’srequirementortheenvironmentofsystem.Itisadevelopmentprocesswhichfromsimpletocomplex,frominitialavailabletomatureandcredible.Whatever,existingsoftwareevolutionbasedonmonitoringmainlyconcernsaboutthereliabilityofcomponent,softwaremalfunctionandsystemdefect,notsystematicall

7、yconsiderstheimpactofopenenvironment.However,withchangingofcomputingenvironment,somenewfactorsthatinfluencetrustworthysoftwarehaveemerged.Aimingatsolvingtheseproblems,thispaperintroducescontext,ontologyandsomecor