基于面向方面MDA的实时系统开发方法

实时系统有许多难以处理的横切整个系统的非功能需求。针对以上问题,提出基于面向方面模型驱动架构的实时系统开发方法。该方法在设计阶段将系统的非功能需求从功能需求中分离出,以降低系统开发的复杂性,提高系统的可重用性、可维护性和横切关注点的模块化程度。通过应用实例证明该方法是有效的。     

面向方面的实时系统形式化开发方法

实时系统复杂性的不断增加以及对可配置性和可重用性要求的不断提高,需要如面向方面和基于组件的软件工程方法的支持,同时实时系统的可信性要求采用形式化方法来开发实时系统。本文试图建立一种面向方面的实时系统形式化开发方法,这种方法对RT—Z进行了面向方面和面向部件的扩展,并通过实时组件模型在需求和设计阶段提供了对基于部件的系统开发方法(CBSD)和面向方面的系统开发方法(AOSD)的支持。本文给出了面向方面的实时Z(AO—RT—Z)的组件模型的框架结构、语法要求、方面的联结和功能接口和非功能接口的定义,重点讨论并证明了面向方面的实时Z(AO—RT—Z)作为规格描述语言的健全性。     

基于AOP的实时系统关注点分离方法

提出一种基于AOP的实时系统关注点分离方法。该方法分析并识别实时系统中的关注点,将非功能性关注从系统核心功能关注中分离出来,提出基于方面连接件的组装模型,该模型将AOP引入到软件连接件中,从而实现了功能关注与非功能关注绑定或组合过程的透明性,同时使用State模式解决了实时系统软件开发中的状态管理问题。通过一个实时系统实例分析与实现,介绍了该方法在应用中的前景。     

嵌入式实时系统的软件需求检测

以需求描述模型HRFSM(hierarchical finite state machines based on rules)为基础,提出了一个嵌入式实时系统软件的动态执行模型(dynamic execution model,简称DEM)和基于该模型的检测方法.由于DEM能将控制流、数据流和时间有效地集成为一体,故提出的检测方法能检测嵌入式实时系统的软件需求的一致性和完全性.该检测方法由3种侧重点不同的检测形式组成,并能在检测过程中提供一些重要的检测信息.分析员可以利用基于该检测方法的工具灵活地对嵌入式实时系统的软件需求进行检测,以提高分析和检测软件需求的效率.     

自动售货机金钱管理系统中 AOP 框架设计与应用

针对传统自动售货机软件体系结构中软件各组件间关系复杂、组件职责不清晰等问题基础上,转向AOP技术,提出了一种面向自动售货机实时系统软件开发领域的可复用、分层的面向方面软件实现框架R-AoSAS,该架构使得功能组件模块和非功能组件模块分离,为了实现功能组件和非功能组件的绑定或组合,该框架通过调用方面的Join Point作为它们之间的接口。在应用该框架进行实时系统软件开发时,对于定时服务、任务创建和任务调度等非功能约束的实现可以交给R-AoSAS框架核心控制层提供的时间管理模型和任务调度模型去完成,从而在软件产品层面上提高系统软件开发的质量和软件的复用性。为了验证R-AoSAS的性能,将该框架应用于金钱管理系统的开发设计,从该系统的应用中充分体现了该框架的应用前景。     

软件非功能需求的面向方面建模

软件系统的非功能需求通常横切整个系统,采用面向对象的软件开发方法会导致代码缠结和分散.提出一种面向方面的非功能需求建模方法,通过扩展UML表达面向方面的概念,识别系统的功能需求和非功能需求,根据相应的需求得出系统的功能模型和非功能模型,然后将系统的非功能需求用方面实现,功能需求用组件实现,最后将组件和方面编织在一起形成最终的系统.这种方法降低了软件系统的开发难度,提高了系统的模块性、可重用性和可维护性.最后给出了应用实例.     

基于责任策略的非严格实时系统形式化研究

严格实时系统行为的实时性要求具有不可更改性,非严格实时系统的实时性要求则具有延缓性、替代性以及可补偿性特征,现有的形式化规格说明语言多集中在对严格实时系统的研究,对非严格实时系统的这些特征则缺乏描述能力。针对上述问题,使用一种Object-Z扩展语言来描述非严格实时系统,该方法采用扩展的Object-Z历史不变式表达责任策略,能有效地描述非严格实时系统中的缺省策略、补偿策略以及其他非严格实时策略。以会议系统为例,说明该方法能形式化描述非严格实时行为,具有较强的实用性。     

面向对象的需求可跟踪性支持工具的设计

保证需求可跟踪性是实时系统开发中的一个重要方面。本文提出了一个实时系统的需求可跟踪性的模型。在此基础上，任舸用数据管理系统开发了一个支持使用实例分析的面向对象的系统开发过程的需求可跟踪性的辅助工具（ＯＯＲＴＳＴ）。     

一种分布式实时系统的层次结构模型

本文抽象出分布式实时系统的特性,并提出一个层次结构模型．该模型详细定义了每一层的功能,具有通用性和灵活性．在设计实现分布式实时系统时,可根据这个模型对每一层进行独立的分析设计,从而有效的降低开发费用     

基于XML的软件非功能需求建模研究

本文针对当前软件设计中非功能需求描述不清楚、难以实现等问题,对软件非功能需求建模方法进行了研究,提出了一个基于XML的软件非功能需求建模方法,构建了一个软件非功能需求元模型,该模型主要包括属性、约束和实现方法三个数据单元.在此基础上,利用XML Schema定义了软件非功能需求的数据模型结构,以一个通信系统的非功能需求建模为例说明了本模型的建模过程和方法,结果表明,该建模方法有助于设计人员对软件非功能需求进行清楚的定义.     

Design and Programming Tools for Time Critical Applications

The development of time critical applications needs specific tools able to cope with both functional and non-functional requirements. In this paper we describe a design and programming environment to assist the development of hard real-time applications. An interactive graphic interface is provided to facilitate the design of the application according to three hierarchical levels. The development model we propose is based on an iterative process in which the real-time scheduling support is considered from the beginning of the design phases.Our graphic environment integrates several tools to analyze, test, and simulate the real-time application under development. In particular, the tools we have implemented are: a Design Tool, to describe the structure of the application, a Schedulability Analyser Tool (SAT), to verify off-line the feasibility of the schedule of a critical task set, a Scheduling Simulator, to test the average behavior of the application, and a Maximum Execution Time (MET) estimator to bound the worst case duration of each task.     

A computational argumentation methodology for capturing and analyzing design rationale arising from multiple perspectives

Contemporary development methodologies provide for the traceability of design decisions to functional requirements. However, they fail to adequately provide this type of traceability for non-functional requirements. This paper describes a methodology for the computational evaluation of the impact of design decisions on the non-functional requirements of the various stakeholders involved in the development of a system. A design dialog process based upon a design argumentation model is described. The dialog process provides for the capture of design rationale and for their management. Fuzzy inference is used to identify conflicts, to simply arguments, and to measure the favorability of an argument.     

Decomposition in Real-Time Safety-Critical Systems

Existing formal techniques for the development of software for use in safety-critical systems do not adequately address non-functional system requirements such as those involving timing. In this paper we describe a formal development method in which specifications may be decomposed into unexceptional programs whilst preserving the functional and timing requirements of the specification. We illustrate the method with a speed monitoring example.     

Automated fault tolerance augmentation in model-driven engineering for CPS

Cyber-Physical Systems are usually subject to dependability requirements such as safety and reliability constraints. Over the last 50 years, a body of efficient fault-tolerance mechanisms has been devised to handle faults occurring at run-time. However, properly implementing those mechanisms is a time-consuming task that requires a great deal of know-how. In this paper, we propose a general framework which allows system designers to decouple functional and non-functional concerns, and express non-functional properties at design time using domain-specific languages. In the spirit of generative programming, functional models are then automatically “augmented” with dependability mechanisms. Importantly, the real-time behavior of the initial models in terms of sampling times and meeting deadlines is preserved. The practicality of the approach is demonstrated with the automated implementation of one prominent software fault-tolerance pattern, namely N-Version Programming, in the CPAL model-driven engineering workflow.     

企业IT维护管理系统分析与设计

随着企业信息化建设不断加深,企业的日常工作中需要大量的网络设备和应用系统,系统本身日益复杂,加之使用这些设备和系统的终端用户也越来越多,企业的IT维护管理问题日趋严峻。本文采用面向对象方法,结合管理需要,分析设计了企业IT维护管理系统。首先明确了系统的功能需求和非功能需求,分析了管理的业务流程,提出了系统总体设计方案,对于企业IT维护系统建设具有参考价值。     

可信软件非功能需求形式化表示与可满足分析

可信软件的可信性由其功能需求和非功能需求共同来体现,其中,非功能需求的实现是可信软件获得用户对其行为实现预期目标能力的信任程度的客观依据.针对可信软件的重要性以及对可信软件的迫切需求,在可信软件的早期需求工程阶段,提出可信软件非功能需求驱动的过程策略选取方法.首先,对可信软件需求进行定义,提出由功能需求和非功能需求中的可信关注点构成可信需求,非可信关注点的非功能需求则定义为软目标,用于表达质量需求,基于模糊集合论和信息熵对可信软件非功能需求进行排序并获取可信关注点和软目标.在此基础上,提出可信软件非功能需求驱动的过程策略选取方法.传统的软件早期需求工程阶段的目标是为了获取满足需求的技术及设计决策,与此不同,本文对可信软件非功能需求进行分析的目标是获取过程策略,从过程角度解决可信软件生产问题.由于非功能需求间复杂的相关关系,尤其是因为存在冲突关系,故提出了基于可满足性问题求解方法推理过程策略的方法,选取满足可信软件非功能需求的过程策略.最后,通过第三方可信认证中心软件的案例,说明所提出方法的可行性.     

UML类图中面向非功能属性的描述和检验

为系统构建模型是软件开发中的一项关键活动.一个高质量的模型不仅要包含系统的功能属性,即系统能够做什么,同时还应包含系统的非功能属性,即系统的质量如何.目前,通用的建模方法和工具对功能属性建模支持良好,而对如何为非功能属性建模关注得不多,特别是如何将二者统一起来并对描述的非功能属性的有关性质进行检验.通过在UML类图中增加非功能属性标注和约束关系表等建模元素来扩展UML类图,使其能够描述非功能属性.在此基础上,又提供了对扩展UML类图中非功能属性的一致性和可满足性进行检验的方法.通过实例对上述的面向非功能属