中国科学：信息科学第50卷第11期 价值实现 用户价值模型 可信元模型 可表 世界 规约 的 机器 系统元模型 环境元模型 户 可 协同与演化 组合服务 动态与多变 翻翻的盟一 可 感 软件协同 化的系 閻留盟國一 的 次件实 软件实体 环 描述框架 语义模型 建模方法 软件实体 软件实体 境 图1（网络版彩图）可成长网构软件架构模型图 Figure 1 (Color online)Architectural structure of growing software 软件的范型机理（即它到底如何运作），以及分析其构建思路和技术挑战.接下来我们从可成长网构软 件的角度深入分析这条实现途径，这一途径是可成长网构软件理论方法的核心，也是其他实现途径的 目标。 3.3可成长网构软件的范型机理 如前所述，可成长网构软件是新的软件范型，因此我们从历史出发，回顾和分析近年来软件范型 的演化过程.为可成长网构软件摸清脉络和总结特征 20世纪七八十年代，软件范型研究者多关注于面向软件功能结构的结构化范型，有代表性的、图灵 奖级别的大师包括荷兰的Edsger Wybe Dijkstra,美国的Donald Ervin Knuth,英国的Charles Antony Richard Hoare,以及瑞士的Niklaus Emil Wirth.21世纪初，又涌现出一批关注面向软件问题结构 的对象化范型的大师，包括挪威的Ole-Johan Dahl和Kristen Nygaard,以及美国的Alan Curtis Kay 和Barbara Liskov.我们看到，范型的发展趋势与软件的使命有关，其逐渐从以软件自身为中心转变为 以问题解决为中心.近年来，软件的复杂性进一步提升，“人月神话”的问题仍未突破，随着“人一机一 物”三元融合的应用模式加速发展，其环境、资源和需求不断变迁，软件的持续演化和长期生存逐步成 为新的需求.对此，中国学者也从十多年前，开始研究面向开放协同与适应演化的网构化范型，以支持 在可感知环境反馈下的系统演化.比如国内中国人民解放军国防科技大学王怀民教授团队14,1)特别 关注了局部自治系统融合成为整体软件系统的构建和维护问题，分析了传统“还原论”软件开发方法 的不足，在构建方面提出了以自主化软件单元进行模块更新和连接调整的成长性构造思想，在维护方 面提出了基于统计确定性和逻辑确定性的规律寻找方式，以及基于“监控一分析-决策-调整”的演 化实现机制，成为本文工作的基础之一 顺此历史发展趋势和软件使命变迁，我们总结可成长网构软件的范型机理应具备3项基本特征， 即三元融合的架构模型，自主适应的运行机理，以及持续演化的生命周期. 三元融合的可成长软件的架构模型（图1）.从架构模型上看，可成长软件需要考虑用户（人）、环 境（物）和系统（机）三者的互动，以及其三元融合下应用的抽象.因此，可成长范型在架构模型上包 括3部分：其一是“可表征的用户”，代表应用的价值体现：其二是“可感知的系统”，代表对动态、多 1599 https://engine.scichina.com/doi/10.1360/SSI-2020-0079中国科学 : 信息科学 第 50 卷 第 11 期 图 1 (网络版彩图) 可成长网构软件架构模型图 Figure 1 (Color online) Architectural structure of growing software 软件的范型机理 (即它到底如何运作), 以及分析其构建思路和技术挑战. 接下来我们从可成长网构软 件的角度深入分析这条实现途径, 这一途径是可成长网构软件理论方法的核心, 也是其他实现途径的 目标. 3.3 可成长网构软件的范型机理 如前所述, 可成长网构软件是新的软件范型, 因此我们从历史出发, 回顾和分析近年来软件范型 的演化过程, 为可成长网构软件摸清脉络和总结特征. 20 世纪七八十年代, 软件范型研究者多关注于面向软件功能结构的结构化范型, 有代表性的、图灵 奖级别的大师包括荷兰的 Edsger Wybe Dijkstra, 美国的 Donald Ervin Knuth, 英国的 Charles Antony Richard Hoare, 以及瑞士的 Niklaus Emil Wirth. 21 世纪初, 又涌现出一批关注面向软件问题结构 的对象化范型的大师, 包括挪威的 Ole-Johan Dahl 和 Kristen Nygaard, 以及美国的 Alan Curtis Kay 和 Barbara Liskov. 我们看到, 范型的发展趋势与软件的使命有关, 其逐渐从以软件自身为中心转变为 以问题解决为中心. 近年来, 软件的复杂性进一步提升, “人月神话” 的问题仍未突破, 随着 “人 – 机 – 物” 三元融合的应用模式加速发展, 其环境、资源和需求不断变迁, 软件的持续演化和长期生存逐步成 为新的需求. 对此, 中国学者也从十多年前, 开始研究面向开放协同与适应演化的网构化范型, 以支持 在可感知环境反馈下的系统演化. 比如国内中国人民解放军国防科技大学王怀民教授团队 [14, 15] 特别 关注了局部自治系统融合成为整体软件系统的构建和维护问题, 分析了传统 “还原论” 软件开发方法 的不足, 在构建方面提出了以自主化软件单元进行模块更新和连接调整的成长性构造思想, 在维护方 面提出了基于统计确定性和逻辑确定性的规律寻找方式, 以及基于 “监控 – 分析 – 决策 – 调整” 的演 化实现机制, 成为本文工作的基础之一. 顺此历史发展趋势和软件使命变迁, 我们总结可成长网构软件的范型机理应具备 3 项基本特征, 即三元融合的架构模型, 自主适应的运行机理, 以及持续演化的生命周期. 三元融合的可成长软件的架构模型 (图 1). 从架构模型上看, 可成长软件需要考虑用户 (人)、环 境 (物) 和系统 (机) 三者的互动, 以及其三元融合下应用的抽象. 因此, 可成长范型在架构模型上包 括 3 部分: 其一是 “可表征的用户”, 代表应用的价值体现; 其二是 “可感知的系统”, 代表对动态、多 1599 https://engine.scichina.com/doi/10.1360/SSI-2020-0079