应用形式化与实时语言的面向方面方法

面向方面的软件开发方法是在面向对象开发方法的基础上,在AOP的支持下将贯穿系统的横切关注点提取出来,通过联结方式织入系统功能代码中的软件开发方法,该方法降低了软件开发的复杂性,提高了系统的灵活性和可维护性。形式化和实时语言为面向方面方法贯穿于实时软件开发提供了必要的支持,以形式化方法AO-RT-Z和实时语言PEARL为基础,给出了一种面向方面的实时软件开发框架,实现了软件生命周期各个阶段对面向方面的无缝支持,降低了实时软件开发的复杂性,提升了系统的可信度。     

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。     

基于实时语言和面向方面的形式化开发方法

面向方面方法和实时语言特性应用于实时软件开发工程，将降低实时软件开发的复杂性，而形式化方法将提升系统的可信度。该文提出的一种面向方面的实时软件开发方法AOSDBRTL，它基于经面向方面扩展的形式化方法AO RT Z，在编码阶段应用实时语言PEARL，实现了软件开发各个阶段对面向方面的无缝支持。     

基于Z规格的UML模型形式化转换及验证

统一建模语言(UML)所建立的模型的正确性无法通过其本身进行形式化验证,为解决这个问题,根据UML模型的静态性质和动态模块行为两个方面提出结合形式化规格说明语言的模型形式化方案,以此为基础提出将UML目标模型转化为Z规格说明的形式化方法,并用Z-EVES工具形式化检测Z规格描述的正确性.通过实例分析验证了该方法的可行性.     

基于Z的适配器模式形式化描述

设计模式和形式化是软件工程领域研究的两个重要方面。本文首先介绍了设计模式和形式化方法等基本知识,其次介绍了设计模式中类和函数间存在的各种基本关系和层次概念,最后利用Z语言形式化描述适配器模式。     

基于UML和Z的软件体系结构求精方法及其应用

论文探讨了如何将可视化建模语言UML和形式化描述语言Z集成而得到一种新的求精方法,寻求一种在软件体系结构求精过程中UML到Z的映射与转换机制。最后通过使用这个新的求精方法对一个实例求精来描述整个求精过程。     

集成实时逻辑与Z++语言的形式化方法

Lano提出了一种用形式化方法RTL与Z＋＋结合来建模实时系统的方法,并对RTL进行扩展,增强了RTL的表达能力,但对于时间要求非常严格的系统,有时并不能满足系统实时性的要求。可以进一步结合A．K．Mok方法,对表达系统时间约束的RTL公式进行优化,然后再转化为Z＋＋类history中RTL公式,使history中的谓词公式更简要更完整,从而减少了检测时间,提高实时响应能力。     

基于扩展HTML的蒙太奇超文本模式

在人们寻求结构的或有规律的超文本过程中,除了使用形式化模型外,还有一种采用面向应用,简单、直观的方法。通过拓扑的和修辞的观察,总结出一些不同链的模式或结构。这些模式包括环型模式、对偶模式、镜像模式、缠结模式、筛选模式、蒙太奇模式等。而现有浏览器并不支持蒙太奇模式,该文开发了一个超文本系统,扩展HTML加入对蒙太奇模式的支持并获得成功。     

基于B方法的实时控制系统的容错设计

B方法是形式化方法之一,支持软件开发的全部过程,它通过严格的数学推导和证明来保证软件设计和代码的正确性。在现有的基本方法的基础上,要想进一步提高系统的可靠性,需要在软件开发中引入容错机制,使软件潜在的差错对可靠性的影响缩小到最低程度。本文将B方法应用于实时控制系统的容错设计,并通过变配电所的馈出实时控制系统这一实例的研究,阐述此方法从建立初始模型,精化到最终实现的开发步骤。     

基于多传感器的控制系统实时调度算法

将简单反馈控制与任务准入/回归、可达/夭折等策略相结合,设计新的动态调度框架。在此基础上,综合截止期、关键度和最坏执行时间3种特征参数,提出基于反馈控制的混合策略调度算法,该算法也适用于对任务的其他多种特征参数的综合。从截止期错失率、错失任务平均关键度和CPU有效利用率3个方面,分析算法的性能。实验结果表明,该算法在混合任务和动态负载下与最早截止期优先和最高价值优先算法相比具有更好的性能。     

基于现场总线的矿井涌水量实时监测系统

为解决矿井涌水量实时监测问题,提出了流量与水位的综合转换法。利用该方法并结合现场总线技术开发出矿井涌水量实时监测系统,具体论述了系统的网络结构和软、硬件设计。实际运行表明该系统很好地满足了现场需要。     

一种基于Minix的实时化方案的设计

通用操作系统实时化主要是针对Linux、Unix系统的实时化,是实时操作系统开发的一个重要途径,以微内核结构的Unix系统Minix为基础,对其进行了整体的实时架构,主要包括中断处理和进程调度机制的实时化设计,并对设计的合理性进行了测试.     

基于RTP的实时视频传输系统

实时视频流技术在可视电话、远程教育、视频点播等方面得到广泛应用。网络实时视频系统一般分为4大模块：采集子系统、编码压缩子系统、传输控制子系统和输出子系统。其中传输控制子系统是实时视频流的一项关键核心技术。提出了基于RTP／RTCP协议构建实时视频传输控制子系统,传输层通信使用UDP Socket完成。对于RTP／RTCP协议的封装和UDP Socket使用标准C 和Berkeley标准Socket库完成,不依赖于具体的平台,具有良好的可移植性。     

基于后处理的实时景深模拟与应用

针对虚拟现实系统中的景深模拟问题,提出了一种改进的基于图形处理器(GPU)的后处理景深模拟算法.该算法在场景渲染时将全分辨率纹理图存入离屏缓存区,利用该离屏缓存区的Alpha通道输出每个像素的线性化深度信息;对这个全渲染的场景纹理图作下采样处理,得到原图像1/16大小的图像;对下采样后的场景纹理进行可分离二维高斯滤波,生成模糊的场景纹理图;通过泊松采样方法,在弥散圈内将两幅纹理图基于线性化深度信息进行融合,模拟出了景深效果.最后将该算法应用于一个海上搜救虚拟现实系统.实验结果表明,所提算法较好地仿真了景深效果,改善了传统后处理滤波算法的深度连续性差、亮度扩散等问题,并能满足实时交互需求.     

实时软件系统开发技术

分析了开发实时系统和实时软件系统的特殊性，讨论了传统实时软件系统开发技术(包括RTSA技术、DARTS技术、JSD技术、NRL方法、OOA＆OOD技术等)，并比较了它们各自的优缺点．详细讨论了面向对象技术在实时软件系统开发中的应用，对统一建模语言(UML)在实时软件系统中的应用也进行了深入分析和讨论．在分析了实时UML(UML-RT)的不足之后，提出了融合UML和CPN的实时软件开发技术，并用一个实例说明了如何利用该技术进行实时软件开发．     

Linux实时抢占补丁研究及实时性能测试

准确的量化数据可作为评测及选择实时Linux系统的参考依据。研究实时Linux系统中实时抢占补丁的关键特性,提出一种代码插桩的实时性能评测方法。在增加实时抢占补丁的Linux操作系统上加载运行测试程序,利用测试程序关键位置的代码探测段来获取运行系统中的重要信息,以完成实时性能的评测。对基于数控平台上该实时系统的中断响应时间和上下文切换时间等评测指标进行测试,结果表明,与标准Linux系统的评测指标相比,该系统的中断响应时间和上下文切换时间分别约减少10%和99%,达到了硬实时系统的要求,满足数控应用的实时需求。     

基于STeC-Stateflow转换系统的实时系统仿真与验证方法

物联网以及信息物理融合系统对形式化建模提出了新的挑战, 引入了实时系统规范语言STeC, 为刻画实时系统的时空一致性提供了规范语言。针对STeC语言建立STeC至Stateflow自动转换系统, 提出一种基于STeC至Stateflow转换的仿真及验证方法, 该方法使用STeC语言对实时系统进行形式化建模, 再建立实时监控的Simulink仿真模型, 并使用Checkmate对系统进行安全性验证。通过对京沪高铁运行的实例研究, 表明该方法对高铁运行系统实时仿真的有效性, 并能够验证高铁运行系统的安全性。     

基于粒子系统和形状匹配的实时无网格变形仿真

介绍了一种基于粒子系统和形状匹配的无网格变形算法。该算法将模型的每个顶点当成一个粒子,一个模型对应一个粒子系统,通过粒子系统控制物体外形。同时,每个粒子都对应一个目标位置,粒子与其目标位置之间存在弹力,能将粒子拉向目标位置,使得变形后的物体能够恢复原来的形状。目标位置可以通过粒子系统未变形时的静止状态与当前变形状态之间的形状匹配来计算。该算法简单,易于实现,且不需要复杂的数据结构。实验结果表明该算法稳定,具有实时性,可以有效地应用于三维游戏中。     

基于WWW的实时动态答疑系统

以SIP视频会议系统为原型,设计实现了基于WWW的实时动态答疑系统.详细阐述了该系统的功能结构、设计方案及核心技术实现.视频答疑模块采用了会议管理系统和控制系统分离,各子系统分层设计的设计方案,具有良好的可扩充性.系统实现了点到多点的实时答疑,真正实现了教师和学生面对面的交流.