[发明专利]利用支持体系结构动态变化的图文法验证体系结构的方法

说明书

技术领域

本发明属于软件体系结构领域，具体涉及利用支持体系结构动态变化的图文法验证体系结构的方法，尤其涉及图文法理论、软件体系结构动态演化理论。

背景技术

在图形化技术中，Le Métayer使用了图文法来形式化的定义软件体系结构，将图中的节点映射成体系结构中的构件/连接子，边映射成构件间的交互关系，此外，他还采用了类似通信顺序进程的标注来对支持体系结构风格和实例的定义。Hirsch等人则采用超图的方式来定义软件体系结构，他们利用图重写规则来表达体系结构的动态演化过程。Le Métayer和Hirsch的方法都不支持对软件体系结构模型中，接口的规约。Rekers和Schürr则基于对象之间的空间关系，提出了一种上下文敏感的图文法Layered图文法，它允许左图和右图中含有任意节点的节点和边，并给出了一种高效的图解析算法。虽然layered图文法作为一种形式化的图语言比较容易理解，但是其语法的解析较为复杂并且实现的效率较低。Zhang等人在此基础上，提出了另一个上下敏感的图文法Reserved图文法。Reserved图文法使用标记图的方式来改进算法的实现效率并降低了图解析的复杂度，同时结合UML来定义、验证及转换软件系统，但未说明如何来实现软件体系结构的刻画。柏林工业大学的图文法研究小组也开发了一个基于规则的可视化语言Attributed图文法，用来规约复杂的图形化数据结构。一些自适应系统也是使用了Attributed图文法实现了系统自动分析和验证，并且可对系统的类型和约束进行建模。然而，Attributed图文法的开发和设计并不是针对软件体系结构的设计和规约。

发明内容

本发明的目的在于对通用图文法进行扩展，引入接口、接口标签集、状态及附加属性的信息，从而能够高层抽象软件系统的组成结构、连接方式以及系统结构配置及属性等要素，完整地支持软件体系结构的建模、分析和动态演化。同时，通过给出Breeze图文法中的产生式规则，能够描述软件体系结构的动态重配置(增、删操作)，满足开放的网络环境和变化的用户需求。此外，通过Breeze图文法在对软件体系结构进行规约的同时还可以捕获在软件开发初期和后期演化过程中动态变换，基于Breeze图文法的形式化基础，通过推导验证，保证演化后的一致性和完整性。

根据本发明提供的一种利用支持体系结构动态变化的图文法验证体系结构的方法，包括如下步骤：

步骤1，定义Breeze图文法

将Breeze图文法定义为六元组(G,P,TL,NL,TA,NA)，其中：

-G表示Breeze图；

-P表示可应用于G的产生式规则集；

-TL表示终端标签集；

-NL表示非终端标签集；

-TA表示终端属性集；

-NA表示非终端属性集；

Breeze图G定义为一个七元组(N,E,l_N,l_E,s,t，a_N)，其中：

-Breeze图G七元组中的N记为N(G)，N(G)是一个有限的节点集；

-Breeze图G七元组中的E记为E(G)，E(G)是一个有限的边集；E(G)定义为{(n.CN_i,m.CN_j)∈N.CN×N.CN},n,m∈N并且i,j∈I；其中，n表示复合节点n，m表示复合节点m，CN_i表示子节点i，CN_j表示子节点j，n.CN_i表示复合节点n上的接口子节点CN_i，m.CN_j表示复合节点m上的接口子节点CN_j，N表示通用节点集，CN表示接口子节点集，N.CN表示节点集中的接口集，下标i表示节点索引号，即第i个节点，下标j表示表示节点索引号，即第j个节点；I表示索引集；