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软件学报 2006年第04期杂志 文档列表

软件学报杂志系统软件与软件工程

Unifying the Software Process Spectrum649-657

基于角色的设计模式建模和实现方法658-669

摘要：虽然设计模式有利于软件的重用，但当设计模式实例化时，存在模式的重叠、可追踪性以及模式代码难于重用等问题．提出一种基于角色的设计模式的建模和实现方法，在设计和实现两个层面上解决上述问题．该方法把设计模式的角色作为独立的建模元素，在应用程序类和角色问导入RoleOf关系，使应用逻辑和模式逻辑完全分离，从而提高其重用性．使用UML的标准扩充机制，给出了RoleOf关系的元模型和语义，以及标识模式信息的构造型和标记值，以此解决模式的重叠和可追溯性等问题．通过对Java语言进行扩充（称为Rava），实现了应用逻辑和模式逻辑的动态绑定．该方法较好地解决了设计模式实例化时的模式重叠和可追踪性问题，提高了模式逻辑的可重用性，对运用设计模式开发软件有一定的指导作用．

关于征集中国计算机事业50周年大事记的通知669-669

Statecharts的组合语义与求精670-681

摘要：由于简洁、直观的表达能力，Statecharts被用于许多反应系统的行为建模．Statecharts可表示不同抽象层次的系统行为，因而可用来表示逐步求精建模中各步的结果．但对于求精过程中下层是否保持了上层的语义、所建模型是否满足某些性质的问题，却难以在其自身的框架下进行讨论．在这方面，形式化语言XYZ／E可与其互补．XYZ／E是一种可执行线性时序逻辑语言，既可表示系统的性质，又可表示系统的行为．递归地在基本迁移系统上解释Statecharts语义，用XYZ／E公式表示它的时序语义．这一语义是模块级可组合的．求精过程的语义保持，可直接从语义定义得到保证．Statecharts所描述的系统行为模型和性质在同一个逻辑中表示，因此，系统行为是否满足所需性质的问题可由逻辑蕴涵式表示．

一个适用于网构软件的信任度量及演化模型682-690

摘要：网构软件的构建依赖于对开放协同环境中各种异构的、自治的软件服务实体间的有效协同．Internet的开放性与动态性．使得对于诚实的、具有可靠服务质量协同实体的选择难度较大，难以确保网构软件的可信性．软件实体间的信任关系对于保障网构软件的可信性具有重要的指导意义．软件实体间的信任关系通常随协作的进行而不断变化，但现有的信任模型缺乏对实体间信任关系的自动形成与更新的支持，从而无法刻画信任关系的动态性．针对该问题，提出了一个适用于网构软件的信任度量及演化模型．该模型不仅对信任关系度量过程和信任信息传递及合并过程进行了合理抽象，而且还提供了一种合理的方法，用于促进协同实体问信任关系的自动形成与更新．该模型有助于解决开放环境下网构软件的可信性问题．

以交互为中心的Post-WIMP界面模型691-702

摘要：随着硬件设备和软件技术的发展周内外开展了大量基于Post-WIMP界面的新型交互技术的研究．面对多种交互设备以及使用环境，在界面设计的过程中，根据上下文选择适当的交互组件或技术，并有效地进行组合与评估，成为构造Post-WIMP界面的关键问题．将界面设计与应用语义分离，使设计者能够灵活地置换各种交互技术通过对Post-WIMP界面交互过程与界面设计层次的分析，建立起以交互为中心的分层Post-WIMP界面模型，将交互的各个层次进行分离．在模型的基础上，描述一个了Post-WIMP界面生成工具．借助该工具，设计者能够在设计过程中方便地引入新的交互技术，并能在最终的软件系统中加以灵活应用，从而可以快速、有效地进行界面原型实现和迭代评估．应用实例表明，Post-WIMP模型的建立以及生成工具的实现，有利于设计者确定设计方案及对方案的整体评估．

一种自动化软件设计改进方法703-712

摘要：面向对象的软件设计改进是增强系统的可扩展性、使之适应可能的需求变化的一种有效手段．提出一种基于CBR（case based reasoning）和微体系结构反模式的设计改进方法．该方法形式化地定义了在微体系结构层中不灵活的设计结构和相应的重构方案的描述方法，研究了它们在事例库中的组织和索引机制．根据基于事例的推理技术的4R过程，提出了类图、顺序图、质量要素和语义约束的相似性度量方法，描述了在给定设计中识别反模式及其实例，并在此基础上，用高质量的设计方案进行替代的几种算法．以该方法为依据，进一步介绍了设计改进支撑系统——CBDIT（CBR based design improving tool）的体系结构的设计.

软件学报杂志理论计算机科学

子共代数与共同余共关系713-719

摘要：共代数方法是近几年来理论计算机科学的研究热点之一，在并行计算模型、自动机及面向对象技术的理论基础方面有着广泛的应用．以范畴理论为工具讨论子共代数的性质，特别是集合范畴上的子共代数的性质，证明了集合范畴上的子共代数都是正则子共代数．进一步利用共同余共关系与子共代数之间的对应，给出了集合范畴上共生成子共代数的一种构造方式．

从基于迁移的扩展Büchi自动机到Büchi自动机720-728

摘要：目前的模型检测方法中，有一种方法是基于自动机来实现的．具体做法是：将抽象出的系统模型用BUchi自动机来表示，将需要验证的性质用LTL（1inear temporal logic）公式来表达；然后将LTL公式取反后转化为Büchi自动机，并检查这两个自动机接受语言之间的包含关系．有一类LTL公式转化为Büchi自动机的算法是：在计算过程中，首先得到一个标注在迁移上的扩展Büchi自动机（transition-based generalized Büchi automaton，简称TGBA），然后把这种扩展Büchi自动机转换成非扩展的Büchi自动机．针对这类转换算法，根据Büchi自动机接受语言的特点，重新定义了基于迁移的扩展Büchi自动机的求交运算，减少了需要复制的状态个数，使转换后的自动机具有较少的状态．测试的结果表明：对随机产生的公式，新算法相对于以往的算法有明显的优势．

二维Logistic映射的动力学分析729-739

摘要：对二维logistic映射的动力学研究有助于认识和预测更复杂的高维非线性系统的性态彳1用解析计算和实验分析相结合的方法揭示出：（1）参数空间中二维logistic映射发生第一次分岔的边界方程；（2）二维logistic映射可按倍周期分岔和Hopf分岔走向混沌；（3）二维logistic映射的吸引盆中周期和非周期区域之间的边界是分形的，这意味着无法预测相平面上点运动的归宿；（4）Mandelbrot-Julia集的结构由控制参数决定，且它们的边界是分形的．

软件学报杂志数据库技术

基于滑动窗口的数据流连续J-A查询的处理方法740-749

摘要：数据流滑动窗口连接聚集连续查询（简记J-A查询）是经常使用的一类查询．这类查询的直观处理方法是创建查询操作树，以流水线的方式计算查询结果．这种方法需要在主存中保存滑动窗口连接的结果，查询处理的主存空问开销为O（α×β），其中瑾肋参加连接两个滑动窗口的大小．在数据流的查询处理中，内存是最重要的计算资源．提出了两种滑动窗口J-A连续查询处理算法——IC算法和TC算法，使得查询处理的空间开销降为O（α＋β）．理论分析和实验结果表明，所提出的算法具有更高的效率．

安全数据库的推理控制750-758

摘要：首先对按元素划分安全级的多级数据库上由函数依赖（FD）和多值函数依赖（MVD）引起的推理问题进行了研究，所提出的推理控制算法在很大程度上提高了数据的可用性．为进一步有效防范推理所导致的敏感信息泄露，给出了基于视图的推理控制方法．该方法能够处理多视图合谋带来的安全问题．最后给出了视图依赖基划分原理，它是以后有关视图推理控制的基础．

一种XML数据库的数据模型759-769

摘要：数据模型是XML数据管理领域研究的核心问题之一．现有的数据模型在表达XML数据库复杂的数据结构和操作方面仍有不足．以映射为基础，提出了一种新的数据模型．该数据模型给出了XML数据库复杂的数据结构和语义的精确定义，并提供了数据结构上操作代数的定义，包括路径表达式操作和数据维护操作．该数据模型已应用于一个基于XML的信息集成系统中．事实表明，它能够有效地支持XML数据管理的应用．

一种并行XML数据库分片策略770-781

摘要：主要研究XML文档的并行数据分片策略，以便能够并行处理XML查询．为了描述XML数据分片，提出了媒介节点的概念．一组媒介节点的集合可以将一棵XML数据树分割成一棵根树和一组子树的集合：根树将在所有站点中复制；而子树集合则可以根据用户查询的工作负载被均匀地分片到各个站点中．对于同一棵XML数据树，会有很多种媒介节点的集合；而不同的媒介节点集合会产生不同的数据分片结果．然后。依据各个数据分片中的用户查询工作量是否均衡，来衡量一个分片的好坏．选择一组最佳的媒介节点集合是一个NP-hard问题．为了解决此问题，设计了一组启发式优化规则．基于这一思想，提出并实现了一种基于媒介节点的XML数据分片算法WIN（workload-aware intermediary nodes data placement strategy）．大量实验结果证明：WIN算法的性能要优于以往的并行XML数据分片策略．

混合P2P环境下有效的查询扩展及其搜索算法782-793

摘要：查询扩展是解决信息获取领域中用词歧义性问题的关键技术，并被广泛应用于搜索引擎中，获得了巨大的成功。然而，由于P2P（peer-to-peer）系统是一个分散的，动态的系统，在P2P环境下进行有效的查询扩展具有一定的挑战性．首先，利用查询与文档的关联关系构建了LEM（local expansion method）查询扩展方法；然后，基于查询与文档用词的直接关联，提出了HEM（history_based expansion method）查询扩展方法．在此基础上．提出了一种基于查询扩展的混合P2P环境下的搜索算法．实验及分析结果表明，查询扩展及其搜索算法能够极大地提高搜索的效果．

无线传感器网络环境下时-空查询处理方法794-805

摘要：在无线传感器网络环境中，观察者感兴趣的是由传感器网络监测得到的与时间-空间相关的事件，而不是传感器本身或者大量无关的观察数据．观察者会经常提出与事件相关的时-空查询，例如：“网络覆盖的某地理区域R中10：00～11：00发生了哪些事件？”．由于每个传感器节点只有有限的能量，因此，研究能量有效性的时-空查询处理算法成为一个重要的研究课题．给出了一种以数据为中心的时．空查询处理算法．针对3种不同的存储蓑略：以数据为中心的存储、外部存储和节点本地存储，分析比较了节点的能量消耗，系统地研究了在3种不同的数据存储策略下，事件发生的概率，节点密度，事件类型数目，查询数目，时-空查询地理区域的大小以及时-空查询时间窗口的大小对节点能量消耗的影响．理论与实验结果表明，在多数情况下，这种以数据为中心的时-空查询处理算法的能量消耗少于基于外部存储和本地存储的时-空查询处理算法。

无须附加空间的数据立方体联机聚集806-813

摘要：以往在数据立方体上实现的联机聚集往往需要附加空间来存储联机聚集估算所需要的信息，极大地影响了数据立方体的存储和维护性能．提出了基于QC-Tree的用于范围查询处理的联机聚集PE（progressively estimate）算法以及它与简单聚集算法相结合的混合聚集算法HPE（hybrid progressively estimate）；还提出了一种能够同时处理多个范围查询的联机聚集算法MPE（multiple progressively estimate）．与以往联机聚集算法不同，这些算法不需要任何附加空间，而是利用QC-Tree自身保存的聚集数据和语义关系来估算聚集结果．由于QC-Tree是一种极为高效的数据立方体存储结构闺此能够以较理想的性能实现数据立方体上的联机聚集对算法的分析和实验结果表明，所提出的算法具有较好的性能．

软件学报杂志计算机网络与信息安全

MPLS流量工程最小干扰选路算法研究814-821

摘要：多协议标记交换（multiprotocol label switching，简称MPLS）技术运用显式的标记交换路径（label switching path，简称LSP），使得互联网上流量工程的部署变得简单和高效罔此，LSP选路算法成为MPLS流量工程申的核心和热点问题．深入剖析了LSP选路算法中的最小干扰选路算法（minimum interference routing algorithm，简称MIRA）的关键思想，综述了对MIRA的各种改进方案，并依据其实现方案将现有主要最小干扰选路算法分为4类：关键链路的重新定位类、利用流量特征信息类、增加准入控制类和解决多服务质量受限类．在分析每类算法核心思想的基础上，阐述了各类的典型算法，讨论了每种算法的优点和适用环境，剖析了其中存在的主要问题，并对它们进行了综合对比．最后指出了最小干扰选路算法进一步的研究方向．