随着信息技术的高速发展,人们迎来了新一轮技术变革。近年来,SaaS作为云计算的主要服务提供模式之一已成为研究热点,软件技术也将随着云计算的产生和深入应用发生深远变化,并对原有的软件工程理论提出了新的要求。本文根据SaaS模式的“单实例,多租户”、功能可伸缩、按需服务等特性,以租户需求为驱动,研究SaaS服务的演化理论和方法。通过建立SaaS服务演化的总体概念框架,采用OWL-S、Pi演算及其扩展作为形式化工具,对SaaS服务演化的需求规约、需求转换映射、演化操作模型、模型分析等进行深入研究,从需求、流程和服务三个层面研究演化过程。主要研究工作为：1.建立SaaS服务演化的总体概念框架。以整体论的思想方法为指导,站在全局的角度研究SaaS服务演化的思路,建立以租户需求为驱动的SaaS服务演化分层概念框架,为后续研究提供框架性指导。2.提出一种SaaS服务需求规约的形式化描述及演化方法。对Web服务本体描述语言OWL-S进行扩展,增加演化位置和演化内容描述,使其可对SaaS需求规约进行形式化描述,并建立起SaaS服务需求和OWL-S的对应关系和描述方法,用OWL-S来表示或刻画SaaS服务需求规约及演化。研究了SaaS服务需求规约中可能存在的冲突类型,以及冲突检测和消解方法。3.建立SaaS服务流程演化模型。对经典Pi演算进行扩展,形式化表示和描述SaaS服务流程,并建立服务流程演化模型,对服务流程演化前后的互摸拟程度问题,以及模型簇膨胀问题进行研究,提出对应的解决方法。用Pi演算验证SaaS服务流程的可达性、死锁和活锁问题。4.建立基于扩展Pi演算的SaaS增量式服务演化模型。以原子服务为演化的基本单元,建立增量式服务演化模型。针对SaaS服务演化多租户环境下的复杂需求,提出增量式服务演化解决方案,研究服务的原子演化操作和和操作复合问题,并利用互摸拟理论证明复合顺序结果的等价性,以及服务演化的一致性。通过分析、设计和实现,开发出SaaS演化辅助平台,以日志数据库、0WL解析引擎及接口、Graph引擎及接口等为基础,实现演化需求描述图形化表示、日志分析等工具。并通过两个典型案例的分析来说明本文所研究理论和方法的可行性和实用性。总之,本文提出一种以租户需求为驱动的SaaS服务演化方法,建立了该方法的理论体系,指导SaaS服务的演化过程,为实现云计算环境下的软件演化提供了一种有效途径。