UML—RT到一个实时多任务执行模型的转换

为解决把UML-RT行为建模模型平滑过渡到实时多任务系统的图形化软构件设计开发环境的过程设计模型中，本文提出了把UML-RT状态图行为模型转换到该环境下的执行模型的方法。首先介绍UML-RT状态图建模的概念及笔者研制的设计环境，其次给出从UML-RT状态图转换到该设计环境可执行模型的具体方法，最后以一个实例说明了转换方法。     

基于UML建模的功能块适配器研究

随着控制技术的不断发展,分布式控制系统从原先的功能块设计模式发展成UML建模方式,但是UML扩展出来的组件却无法和功能块进行很好的集成,因此本文设计了用于连接UML-RT封装体和功能块的模型元件:功能块适配器,详细定义功能块适配器的结构和接口,并使用FBA语言来实现UML-RT协议到功能块协议的映射.     

集成功能块和UML-RT的功能块适配器研究

分布式工业过程测量和控制系统常以功能块来构建,而利用UML-RT建模又便于实时控制系统的扩展,这要求集成UML-RT组件和功能块,实现UML-RT协议到功能块协议的映射。研究了用于连接UML-RT封装体和IEC61499功能块的模型元件:功能块适配器,它提供了同UML-RT封装体和功能块相交互的接口。描述了功能块适配器的概念、结构及接口,说明了功能块适配器的执行模型。     

UML-RT在实时系统中的应用研究

采用UML-RT为实时应用的结构和行为建模的基本概念及策略,给出了实时系统分析和设计的方法;并以一个实时系统的结构模型和行为模型的实现为例,说明了利用UML-RT进行实时系统建模的具体过程.     

一种基于形式化规约生成软件体系结构模型的方法

使用LOTOS描述实时系统需求规约,通过建立LOTOS规约到UML-RT模型的模型转换,提出一种基于形式化规约生成软件体系结构模型的方法。最后,通过一个实例来说明如何将该方法应用于实时软件建模。利用这种方法建立的UML-RT模型,能够从整体上提高实时系统软件体系结构设计的可信性。     

基于进程代数规约生成软件体系结构模型的方法

需求规约到软件体系结构(SA)模型的转换是软件工程领域的一个研究热点,UML-RT广泛用于实时系统软件体系结构建模,然而基于自然语言规约建立的UML-RT模型往往是不精确的,存在二义性,为了解决这一问题,需要赋予UML-RT模型形式化语义.进程代数是一种用来解决并发系统通信问题的形式化方法,具有精确的语法和语义,并且便于机器自动检验与验证.TCSP是进程代数CSP的实时扩展,适合于规约实时系统带有时间约束的行为.提出一种基于进程代数规约生成SA模型的方法.首先建立了自然语言规约到SA模型的转换框架;然后使用时间通信顺序进程(TCSP)描述实时系统需求规约,通过建立TCSP到UML-RT的转换机制,从而实现进程代数规约到SA模型的转换;最后通过一个实例来验证该方法在实时软件建模过程中的有效性.实验分析表明通过该方法建立的UML-RT模型能够从整体上提高实时系统SA设计的可信性.     

基于网格的面向Agent形式化建模框架

提出了一种基于OGSA（open grid services architecture）网格体系结构的面向Agent形式化建模框架——AOMG（agent-oriented modeling based on grid）形式化框架，该框架基于Object-Z语言，吸收了Ⅰ^＊框架和UML中的部分元模型，加入了对Agent与网格环境之间交互关系的描述，以及对Agent服务属性的处理，从而解决了现有方法无法对基于网格环境的分布式系统进行分析与设计建模的问题．给出了AOMG形式化框架中的3类核心模型：组织模型、Agent类模型和Agent服务模型．提供了一组新颖的从组织模型到Agent类模型的形式化语义映射规则，实现了系统模型从Agent抽象层次到对象层次的快速转换．     

基于UML-RT的实时系统分析与设计

介绍TUML-RT的模型结构和模型行为，同时给出了利用UML-RT进行系统分析设计的方法，最后以先进飞机电气系统处理机实现为例说明了使用UML-RT进行系统分析、设计的具体过程。     

基于扩充环境演算的虚拟组织建模与分析

针对开放网络环境下,开发安全可靠的虚拟组织系统的分析建模与体系结构设计的复杂性问题,提出一种基于组织管理理论的环境演算设计分析方法,给出其语法和语义,以电子机构模型为例,建立它到所设计环境演算的映射规则,并以一个具体的案例,说明该方法的可用性,该演算文法特点是结合多主体组织管理理论的部门、角色、政策、演员等概念,因而更易于与其它系统高层领域概念分析模型建立关联,有利于系统概念模型到设计模型的平滑过渡.     

基于特征模型和构件语义的概念体系结构设计

特定领域软件体系结构(domain-specific software architecture,简称DSSA)是特定领域开发中的重要资产,而基于特征的领域模型使得从领域需求到DSSA的映射成为可能.引入本体作为特征模型的描述基础,通过该方法得到的领域特征本体将同时作为领域内业务构件的语义描述基础存在.在此基础上,提出了基于特征模型和构件语义的概念体系结构设计方法.该方法综合考虑了特征模型中的共性、可变性、绑定时间以及结构关系、依赖关系等对DSSA设计的影响,同时以构件语义作为特征到概念构件设计的过渡.相关方法已经实现为基于本体的特征建模工具和基于特征模型的体系结构设计工具,为特征驱动的领域开发提供了有力的支持.     

Towards UML-based formal specifications of component-based real-time software

UML-RT is achieving increasing popularity as a modeling language for real-time applications. Unfortunately UML-RT is not formally well defined and it is not well suited for supporting the specification stage: e.g., it does not provide native constructs to represent time and non-determinism. UML+ is an extension of UML that is formally well defined and suitable for expressing the specifications of real-time systems (e.g., the properties of a UML+ model can be formally verified). However, UML+ does not support design and development. This article addresses the translation of UML+ into UML-RT, thus posing the basis for a development framework where UML+ and UML-RT are used together, in order to remove each other’s limitations. Specifications are written using UML+, they are automatically verified by means of formal methods, and are then converted – through a semi-automatic process – in an equivalent UML-RT model that becomes the starting point for the implementation.     

利用UML-RT序列图支持基于事务的SoC系统级功能验证

SoC基于事务的验证方法面临的一个重要问题是如何设计验证系统级复杂交互行为的事务测试序列。基于场景的序列图是设计人员捕获系统级功能规约的良好方法。本文提出了一种利用UML-RT序列图捕获SoC各个IP核之间的通信协作行为,为基于事务的验证建立高层规约,指导系统级测试序列生成的方法。我们自行开发了一个基于构件的事务验证环境SoC-CBTVE,并在该环境中利用本文的方法对一个典型的SoC设计进行了验证和分析。实验结果表明,利用UML-RT序列图能够捕获SoC系统级IP核之间的复杂通信行为,有效支持SoC系统级功能验证。     

基于UML-RT的复杂嵌入式系统建模方法及其应用

分析了UML在实时系统设计中的优点和需要解决的主要问题,论述了基于UML RT的实时嵌入式系统设计方法,并且对其进行扩展以支持数据流计算模型的建模,最后以汽车巡航系统为例加以说明。     

An executable formal semantics for UML-RT

We propose a formal semantics for UML-RT, a UML profile for real-time and embedded systems. The formal semantics is given by mapping UML-RT models into a language called kiltera, a real-time extension of the \(\pi \)-calculus. Previous attempts to formalize the semantics of UML-RT have fallen short by considering only a very small subset of the language and providing fundamentally incomplete semantics based on incorrect assumptions, such as a one-to-one correspondence between “capsules” and threads. Our semantics is novel in several ways: (1) it deals with both state machine diagrams and capsule diagrams; (2) it deals with aspects of UML-RT that have not been formalized before, such as thread allocation, service provision points, and service access points; (3) it supports an action language; and (4) the translation has been implemented in the form of a transformation from UML-RT models created with IBM’s RSA-RTE tool, into kiltera code. To our knowledge, this is the most comprehensive formal semantics for UML-RT to date.     

A self-configurable large-scale virtual manufacturing environment for collaborative designers

As manufacturing environments are getting distributed and increasing in size, the related virtual environments are getting larger and more closely networked together. This trend has led to a new paradigm—large-scale virtual manufacturing environment (LSVME). It supports networked and distributed virtual manufacturing to meet manufacturing system requirements. Since it contains a large number of virtual components, an effective data structure and collaborative construction methodology are needed. A metaearth architecture is proposed as the data structure for representing LSVME. This architecture consists of virtual space layer, mapping layer, library layer and ontology layers, which describe interaction among virtual components and has the ability to analyze the characteristics of virtual environment. In addition, it increases reusability of virtual components and supports self-reconfiguration for manufacturing simulation. A heuristic construction method based on graph theory is proposed using this architecture. It prevents redundant design of virtual components and contributes to an effective construction scheduling technique for collaborative designers.     

一类通用的适应性软件体系结构风格研究

研究并提出一类通用的适应性软件体系结构风格.通过对适应性软件体系结构的基本特性分析,抽取适应性软件体系结构的通用框架,建立基于多视图建模理论的集成化适应性软件体系结构参考模型,给出多视图模型的演化与映射规律.基于元建模和图转换理论,提出模型映射一致性算法.最后,建立了适应性软件体系结构支撑环境.适应性软件体系结构适用于复杂软件系统,特别是网络环境下大型、开放式软件系统的开发和实施.