序 3
前言 3
第一部分 发展分析篇 3
第1章 软件适应基本概念 3
1.1软件适应的定义 3
1.1.1软件适应案例 4
1.1.2软件适应和适应性的概念 5
1.1.3个体适应和群体适应的概念 6
1.2软件适应研究动机 7
1.2.1软件运行环境的变迁 7
1.2.2软件内部结构的变化 9
1.3软件适应的典型应用场景 11
1.3.1普适计算和Cyber-Physical系统 11
1.3.2云计算 12
1.3.3透明计算 14
1.3.4自主计算 15
1.3.5移动计算和移动云计算 16
1.4软件适应与软件在线演化 17
1.4.1在线演化的概念和发展历史 18
1.4.2在线演化过程模型 18
1.4.3适应与在线演化的关系 19
1.5软件适应的系统科学基础 21
1.5.1控制理论 21
1.5.2复杂适应系统理论 21
第2章 软件适应使能技术 23
2.1软件适应活动的特征分类 23
2.1.1感知环节的特征分类 24
2.1.2决策环节的特征分类 25
2.1.3执行环节的特征分类 26
2.2软件适应的基础使能技术 27
2.2.1计算反射 28
2.2.2中间件和软件框架 29
2.2.3运行时软件体系结构 30
2.2.4面向软件适应的设计模式 31
2.3感知环节使能技术 32
2.3.1环境上下文处理 32
23.2软件监测 35
2.4决策环节使能技术 38
2.4.1基于策略的管理 38
2.4.2人工智能相关技术 40
2.4.3交叉学科相关技术 41
2.5执行环节使能技术 42
2.5.1动态AOP 43
2.5.2构件化系统的动态配置 44
2.5.3服务动态组合 46
2.5.4代码动态迁移 46
第3章 软件适应典型实践 48
3.1以运行时体系结构技术为中心 48
3.1.1 Rainbow 48
3.1.2 K-Component 50
3.1.3 MADAM 51
3.1.4网构软件相关项目 51
3.2以构件模型设计为中心 52
3 2.1 Accord 52
3.2.2 PCOM 53
3.2.3 Fractal＆SAFRAN 54
3.3以中间件/软件框架设计为中心 54
3.3.1 OpenCOM＆OpenORB 55
3.3.2 Gaia 56
3.3.3 CASA 57
3.4现有实践小结 57
第4章 软件适应前沿探索 60
4.1应对不确定性 60
4.1.1不确定性及其挑战 60
4.1.2应对不确定性的初步探索 62
4.2实现群体自适应 63
4.2.1大规模环境感知和状态监测 63
4.2.2群体协同决策 64
第二部分 研究实践篇 69
第5章 Auxo软件自适应技术体系 69
5.1 Auxo技术体系概述 69
5.2 Auxo软件自适应概念模型 70
5.2.1现有软件自适应概念模型 70
5.2.2 Auxo概念模型的组成 72
5.3 Auxo概念模型应用示例 74
5.4 Auxo概念模型的参考实现 76
5.4.1 Auxo参考实现基本架构 76
5.4.2 Auxo参考实现的物化 77
第6章 构建自适应的软件个体 80
6.1基于控制理论的软件自适应 80
6.1.1前馈控制与反馈控制 80
6.1.2软件个体复合控制过程 81
6.1.3基于复合控制过程构造自适应软件 83
6.2 Auxo构件模型 83
6.2.1 Auxo构件语义 84
6.2.2 Auxo构件语法 86
6.2.3 Auxo构件组装 87
6.2.4 Auxo单元组装实例 89
6.3 Auxo单元框架 90
6.3.1构件和连接子运行支撑设施 91
6.3.2元层模型的组织、维护和访问 91
6.3.3软件自适应的实现 93
6.3.4软件体系结构在线修改的实现 94
6.4软件自适应能力在线调整方法 96
6.5 AuxoDL语言 97
6.5.1 AuxoDL语言概述 98
6.5.2构件定义方法 98
6.5.3初始体系结构配置定义方法 99
6.5.4体系结构修改规约定义方法 103
6.6与相关项目的比较 104
第7章 集中决策的群体自适应 105
7.1任务规约驱动的群体聚合 105
7.1.1场景无关的任务规约 106
7.1.2群体聚合高层视图 107
7.1.3聚合协议与个体自主性的体现 108
7.1.4相关工作比较 110
7.2群体聚合规划 111
7.2.1基于效用的环境需求描述 111
7.2.2使用匈牙利方法实现聚合规划 113
7.3跨单元连接子的实例化 115
第8章 非集中决策的群体自适应 117
8.1分布式约束优化问题 117
8.2基于分布式约束优化的群体自适应 119
8.2.1非集中式策略冲突检测和消解问题 119
8.2.2其他群体自适应实例 121
8.3 HEDA分布式约束优化算法 123
8.3.1低约束密度问题 123
8.3.2相关工作 124
8.3.3 HEDA算法概述 125
8.3.4 HEDA算法核心机制 128
8.3.5 HEDA算法具体实现 133
8.4 HEDA算法性能评估和比较 136
8.4.1算法复杂性 136
8.4.2实验结果与分析 137
第9章 原型实现和验证 143
9.1自适应中间件UbiStar 143
9.1.1 UbiStar中间件架构设计 143
9.1.2 Auxo软件框架的具体实现 145
9.2应用验证与测试 147
9.2.1自适应服务器池 147
9.2.2智能楼宇火灾救难系统 151
9.2.3智能会议室 154
9.2.4其他定量测试 155
9.3第三方应用案例 155
9.4未来工作展望 158
参考文献 159
附录A Auxo.AAS接口定义 181
附录B AuxoDL语法 184