[发明专利]一种面向服务的软件系统运行的自适应系统及优化控制方法

权利要求书

1. 一种面向服务的软件系统运行的自适应系统，其特征在于该自适应系统采用的反馈控制环路，采用PID控制器，其框架结构包括监控、分析、规划和执行四个部分；监控部分包括一个感知器，分析部分包括一个价值度量模型，规划部分包括一个质量属性权衡器、一个服务选择器和一个流程选择器，执行部分包括一个服务配置器和一个流程配置器；通过感知器对运行时具体流程的运行状况进行定时监控，获得流程在前一个单位时间之内的运行时数据；通过价值度量模型在运行时数据的基础上，聚合出各个质量属性的度量值和业务价值的度量值，并作为运行时反馈信息；通过质量属性权衡器在各个质量属性的度量值的基础上，根据PID控制器动态地调节各个质量属性的偏好值；通过服务选择器/流程选择器根据质量属性的偏好值规划推理出针对服务可变性/流程可变性的最好的服务配置/流程配置；通过服务配置器/流程配置器把规划产生的服务配置/流程配置实施到运行时具体流程上。

2. 一种基于权利要求1所述自适应系统的面向服务的软件系统运行的优化控制方法，其特征在于具体步骤为：

（1）面向服务的软件系统按照初始的流程配置和服务配置进行运行；

（2）通过对面向服务的软件系统的运行时监控获取运行时数据，并根据价值度量模型计算得到前一个单位时间内的各个质量属性的度量值和业务价值的度量值，作为反映系统总体质量状况的反馈信息；如果业务价值的度量值低于期望值，即需要自适应，执行步骤（3）-（6）；否则，执行步骤（7）；

（3）质量属性权衡器在各个质量属性的度量值的基础上根据PID控制器对各个质量属性的质量偏好值即优先级排序进行调整，实现质量属性的动态权衡；

（4）服务选择器根据质量属性权衡器产生的质量属性的偏好值进行规划推理，产生一个满足质量约束并且最大化各个质量属性的加权效用值的服务配置；如果不能产生一个服务配置，执行步骤（5）-（6）；否则，执行步骤（6）；

（5）流程选择器根据质量属性权衡器产生的质量属性的偏好值进行规划推理，产生一个最大化各个质量属性的加权效用值的流程配置，然后执行步骤（4），即为新的流程配置选择一个新的服务配置；

（6）服务配置器和流程配置器分别根据服务选择器和流程选择器产生的服务配置和流程配置对运行时具体流程进行动态调整，从而实现总体质量优化的目标；

（7）间隔单位时间后重复执行步骤（2）-（6）。

3. 如权利要求1所述的优化控制方法，其特征在于步骤（3）中，PID控制器采用改进的PID控制算法对各个质量属性的偏好值进行调整，具体过程如下：

（1）根据监控得到的各个质量属性的度量值，计算当前时刻其较相应期望值的偏差百分比e(t)，根据各个质量属性过往3个时刻的偏差百分比比：e(t-2)，e(t-1)，e(t)，由PID增量计算公式①：

u(t) = u(t-1) + Kp*(e(t) – e(t-1)) + Ki*e(t) + Kd*(e(t) – 2*e(t-1) + e(t-2))……①

计算各个质量属性的控制变量u(t)，即质量属性所需要提高的程度；公式中的t为时间变量，Kp、Ki和Kd分别是PID控制器中比例控制部分、积分控制部分和微分控制部分的参数，这三个参数的值由人工事先设定；

（2）由计算公式②：

u(t) = u(t-1) + Kp*(e(t) – e(t-1)) + Ki*e(t) + Kd*(e(t) – 2*e(t-1) + e(t-2))……①

计算各个质量属性的偏好值，即计算各个质量属性的偏好值的增量，具体是各个质量属性的偏好值乘以各个质量属性的控制变量，并更新偏好值，公式中的q为质量属性变量，p(q)为质量属性的偏好值变量。