[发明专利]基于分级控制的软件自适应方法

权利要求书

1.一种基于分级控制的软件自适应方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据软件工程软件体系结构将软件系统抽象成为构件与构件间的组合关系；

步骤2、根据软件系统抽象得到的构件信息，利用Simplex算法将当前工作环境下软件系统许用资源分配给各个构件，同时设计一级控制器，保证软件系统实际资源占用不大于许用资源，使得每个构件获得当前时刻分配得到的许用资源，具体方法为：

步骤2-1、结合软件系统当前时刻的工作状态，给出每个构件在当前的软件工作状态下的功能价值A_i，并确定每个构件在正常工作下需要的额定消耗C_i，构建单纯形表；

步骤2-2、在单纯形表中引入人工变量N、X_N，并将单纯形表重写为：

其中，A_B为构件功能价值向量，A_N为零向量，X_B为对构件分配的许用资源系数，X_N为引入的m维零向量，C为资源占用矩阵，N为引入的m阶单位子矩阵；

步骤2-3、确定引入人工变量的单纯形表的初始解为：

X_B＝C^-1b

步骤2-4、计算鉴别值向量并确定传入变量，若鉴别值向量存在小于0的元素，则选择鉴别值向量中最小非负元素对应的x_m+k作为传入变量，并通过求得下式的最优解得到传出变量：

其中，P_m+k是指选中的传入变量x_m+k对应的约束矩阵中的第m+k列；

步骤2-5、对当前单纯形矩阵进行初等变换，将传入变量变换为第q行为1，除去第q行的其余行为0的列向量，并交换传入变量和传出变量的位置，返回步骤2-4，直至鉴别值均大于0；

步骤3、对于一个运行中的构件，根据一级控制器结合Simplex算法为控制目标分配的许用资源，在构件内部寻找可影响构件行为的可调参数，并利用系统辨识算法对构件进行建模，从而将构件作为目标被控系统，引入控制理论，在构件内部设计二级控制器，保证构件的实际资源占用不大于为其分配的许用资源。

2.根据权利要求1所述的基于分级控制的软件自适应方法，其特征在于，所述构件为软件系统中对于功能逻辑不可再分的软件代码块，构件间不存在软件行为上的互相耦合，且构件间采用异步的工作方式。

3.根据权利要求1或2所述的基于分级控制的软件自适应方法，其特征在于，将软件系统抽象成为构件与构件间的组合关系的具体方法为：

通过软件体系结构，抽象出软件系统内部的软件代码块作为构件；

通过以构件为节点，构件间的数据通信为边，构造出构件与构件间的组合关系。

4.根据权利要求1所述的基于分级控制的软件自适应方法，其特征在于，构建的单纯形表具体为：

其中，A_i为第i个构件在当前软件系统工作状态下的功能价值，C_ij为第i个构件正常工作时对于计算环境中第j种资源的占用量，b_f为当前时刻计算环境种第f种资源的可用量，x_g为最终确定的对第g个构件分配的许用资源系数。

5.根据权利要求4所述的基于分级控制的软件自适应方法，其特征在于，鉴别值表达式为：

σ_N＝A_N-A_BC^-1N。