科技成果

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成果名称: 基于Agent的软件自适应动态集成演化方法研究

成果登记号: 9612018J0099

第一完成单位: 西安电子科技大学

联 系 人: 杨宗凯

成果类型: 基础理论

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 城市建设与社会发展

应用行业: 信息传输、软件和信息技术服务业

成果简介:

    本研究课题来源于国家自然科学基金面上项目“基于Agent的软件自适应动态集成演化方法研究”。针对现有软件演化方法缺乏规范的过程模型以及相应软件支持工具,从而难以支持软件进行自适应的问题,创新性地将面向智能体(Agent)的软件工程技术应用到软件演化领域,借助Agent的自治性、智能型、协作性等特征支持系统实现动态演化,提出了软件系统在动态运行过程中以软件集成方式进行自适应动态演化的相关方法,并研制了相关支撑环境,可支持重用软件系统、延长系统生命周期、降低开发成本,提高了软件系统开发水平。

    本研究的主要创新点如下:(1)针对软件自适应动态演化缺少规范化指导的挑战,提出了基于Agent的软件自适应动态集成演化框架模型和过程模型,实现了对自适应演化需求分析、演化逻辑设计及演化动态执行等阶段进行流程控制和任务管理的目标。(2)针对异构资源难以交互的挑战,设计了适用于动态集成演化过程的Agent模型、基于联盟结构的多Agent组织模式和基于公共信息黑板的改进合同网多Agent协作机制,解决了五种常用异构资源封装问题,有效提高任务分配效率,降低协商通信开销,为促进系统的高效集成奠定了理论基础。(3)针对系统演化效率与灵活性低的挑战,建立了基于规则分发-自主协作的演化控制策略与面向功能层-协作层-领域层的多层动态演化机制,提升了演化规则执行效率与灵活性,攻克了传统方法难以跨领域支持不同软件实现集成演化的难题。(4)针对动态演化系统开发效率低的挑战,研制了软件自适应动态集成演化支撑环境,实现软件单元封装、协作流程定义、演化规则解析和系统演化重构,可支持具有演化需求的应用软件开发与动态部署,显著提高了该类软件系统的开发效率。

    本研究解决了如何使软件在运行中通过动态演化来适应动态开放环境中多变的计算环境和用户需求的问题,实现了基于Agent技术的软件自适应动态集成演化。获国家授权/申请发明专利10 项,软件著作权9 项,在计算机领域国际知名期刊,中国科学、软件学报等国内一级学报,ICSE、FSE、ICSME 等计算机领域国际主流会议发表SCI 和EI 检索论文40 篇。该研究为基于多智能体技术开展软件动态演化的研究工作提供了理论支持,自适应动态演化可以极大提高软件系统的适应能力及敏捷性,提高软件的生命力及健壮性,延长软件的生命周期,减少用户的负担,降低软件开发、运行及维护成本。目前该套支撑环境已在中国电子科技集团第二十八研究所进行了试运行,应用效果表明该套支撑环境能为C4ISR系统中的相关软件系统在适应作战环境变化和需求变化方面提供在线演化及动态集成能力,使得集成可以即插即用、柔性重组、按需服务,为提高系统的持续演化能力、重用已有资源等提供有效的支持。该套支撑环境在中国电子科技集团第二十八研究所投入使用后,延长了被测软件系统的生命周期、降低了开发、维护和运行成本。