面向領域的軟件系統構造與質量保障專題前言*

潘敏學 ,魏 峻 ,崔展齊

1(計算機軟件新技術國家重點實驗室(南京大學),江蘇 南京 210023)

2(南京大學 軟件學院,江蘇 南京 210093)

3(中國科學院 軟件研究所,北京 100190)

4(北京信息科技大學 計算機學院,北京 100101)

軟件是推動新一代信息技術發展的驅動力.隨著互聯網、云計算、人工智能等技術的快速發展,軟件與物聯網、區塊鏈、自動駕駛等眾多領域的融合進一步加強,正引領并促進這些領域向數字化、智能化發展,為社會、經濟的加速演進和創新發展帶來了新的契機.因此,面向領域的軟件技術不僅是軟件領域,也是眾多其他領域國內外學者的關注焦點和研究重點.與傳統的軟件系統相比,面向領域的軟件系統(簡稱領域軟件)帶來了研究與應用上的新挑戰.面對領域軟件的特點和需求,如何有效地構造領域軟件,實現領域應用的軟件定義與智能化,如何通過驗證、分析、測試等多種手段嚴格保障系統控制行為的正確性、實時性、協同性等重要質量特性,是一個重大挑戰.

本專題采取自由投稿的方式,共收到37 篇投稿,其中36 篇通過了形式審查.特約編輯邀請了30 位領域專家參與審稿,每篇稿件至少邀請2 位專家進行評審,每篇稿件都經過兩輪審稿.共計16 篇稿件通過第1 輪評審,并在CCF 軟件工程專業委員會、系統軟件專業委員會、形式化方法專業委員會年會2020 CCF 中國軟件大會(Chinasoft)上進行了報告.經過第2 輪終審,最終有10 篇論文入選本專題.其中,

論文“基于反例確認的CPS 不確定性模型校準”研究了CPS 中不確定性模型的準確性問題,提出了一種基于反例確認的校準方法以提高不確定性模型的準確度并精化CPS 系統模型的驗證結果.

論文“安全關鍵異構軟件混合建模及代碼生成方法”提出了一種AADL 和SDL 的混合建模方法,支持以自底向上的方式對安全關鍵軟件系統進行混合建模,并給出了面向多核處理器平臺的代碼自動生成方法.

論文“基于環境建模的物聯網系統TAP 規則生成方法”提出了一種基于環境建模的TAP 規則生成方法,自動地基于環境模型從服務需求中推導系統行為,檢測系統行為的完整性與一致性,并最后轉換為TAP 規則.

論文“區塊鏈賦能的高效物聯網數據激勵共享方案”提出了一個高效的區塊鏈物聯網數據激勵共享框架,利用分片技術構建能夠并行處理數據共享交易的異步共識區,并在云/邊緣服務器和分片異步共識區上部署高效的共識機制,從而提高數據共享交易的處理效率.

論文“時空軌跡數據驅動的自動駕駛場景元建模方法”提出一種面向自動駕駛領域的時空軌跡數據元建模方法以實現數據的統一、處理與重用,并基于自動駕駛安全場景建模語言ADSML 討論了如何使用ADSML 實現場景實例化.

論文“基于深度學習的混合模糊測試方法”提出了一個基于深度學習將符號執行與模糊測試相結合的混合測試方法,并實現了相應的混合測試工具SmartFuSE.

論文“一種結構信息增強的代碼修改自動轉換方法”基于深度學習提出了一種結構信息增強的代碼修改自動轉換方法,增強了模型對代碼的結構信息和依賴信息的捕獲能力,從而提升了代碼修改自動轉換的準確性.

論文“融合代碼與文檔的軟件功能特征挖掘方法”提出了一種融合代碼與文檔的軟件功能特征挖掘方法.通過迭代挖掘軟件源代碼和以Stack Overflow 討論帖為代表的軟件文檔,自動提取開源軟件的功能特征描述,并構造層次化的軟件功能特征視圖.

論文“基于偶然正確性概率的錯誤定位技術”通過對基于代碼覆蓋的錯誤定位技術中可疑度的計算方法進行修正,提出了一種錯誤定位技術,以消除偶然正確性現象對錯誤定位技術的影響.

論文“面向神經機器翻譯系統的多粒度蛻變測試”提出了一種基于蛻變測試的多粒度測試框架,用于在沒有參考譯文的情況下評估神經機器翻譯系統的翻譯質量及其翻譯魯棒性.

本專題面向領域軟件的研究人員和工程人員,內容涵蓋領域軟件的需求分析、設計與建模、開發與構造、測試與驗證等領域,反映了我國學者在相關領域的高水平研究成果.感謝《軟件學報》編委會、CCF 軟件工程專委會、系統軟件專委會、形式化方法專委會對專題工作的指導和幫助,感謝專題全體評審專家及時、耐心、細致的評審工作,感謝踴躍投稿的所有作者.希望本專題能夠對領域軟件的科研工作有所促進.