面向方面在实时系统中间件中的应用

实时系统中间件存在着分布性、实时性、容错性、安全控制、性能分析、日志记录等非功能的横切关注点,基于面向方面的中间件构件技术就是要把这些非功能的要求从中问件的核心功能中分离出,形成非功能方面,运用面向方面的编程技术可实现中间件核心功能关注点和非功能的横切关注点的并行设计与开发,这增加了中间件设计的模块性、可扩展性和可维护性.文中提出了采用面向方面的编程思想,重构基于Java的RMI(Renote Method Invocation)分布式框架,实现实时系统中间件的分布性.     

面向方面的实时系统中间件

基于面向方面的中间件构建技术,能够把实时、安全性、可靠性、易管理性、容错性等横切关注从中间件中分离出来,形成独立于中间件的核心功能的方面,遗留中间件实现系统零侵入的实时扩展或重构.运用面向方面的编程技术可实现中间件横切关注和核心功能关注的并行设计与开发.中间件构建实现良好模块化,可配置性,部署时或运行时的可剪裁性,从而平衡实时系统中间件的通用性和专用性.     

面向方面软件开发研究

系统的某些关注点横切整个系统,无法很好地封装在单个模块里,造成代码混乱和弥散,用面向方面编程AOP可以解决这些问题。首先介绍了现代软件开发方法及其产生的问题;其次,阐述了AOP的基本概念,并结合AspectC++演示了如何进行面向方面的编程;再次,描述了如何对UML扩展以支持对方面建模;然后介绍了面向方面软件开发在实时系统中的应用;最后给出了结论和未来的主要工作。     

面向方面的可配置实时系统开发方法

实时系统通常有严格的服务质量约束导致其维护和演化困难,针对该问题,提出一种面向方面的实时系统开发方法。该方法从实时系统的功能需求中分离出非功能需求,建立相应功能模型和非功能模型,生成相应组件和方面。应用结果表明,该方法可根据实际应用环境组成可配置的实时系统,组成的实时系统具有较低的开发复杂性,较高的可重用性和灵活性。     

中间件重构与面向方面

中间件的特点是高度的可移植性及易用性。本文从分析中间件现存的问题入手．然后提出了用面向方面的编程方法毒对中间件进行重构,并且从分布性、实时性这两个方面对这种方法作了进一步的探讨,使用了Aspect C＋＋采进行实例的分析,最后总结了使用这种方法的优点及发展前景．     

面向方面中间件

中间件应用领域的不断扩展,给中间件体系结构的设计带来了困难,中间件的体系结构必须在通用性与专用性之间寻找平衡。传统的中间件体系结构产生这些问题的一个基本原因是:使用垂直分解过程获得的软件分解模型不能同时模块化共存的正交设计需求。本文总结了针对专门领域的面向方面中间件开发的三种工具:AspectIX和QuO处理QoS关注点,DIL从功能代码中分离协议实现。在建造一个中间件系统时,使用这些工具可以获得较好的模块性、可配置型和代码的演化性。     

面向方面的中间件

中间件应用领域的不断拓展,给中间件体系结构的设计带来了困难,中间件的体系结构必须在通用性与专用性之间寻找平衡.传统的中间件体系结构产生这些问题的一个基本原因是:使用垂直分解过程获得的软件分解模型不能同时模块化共存的正交设计需求.论述了针对专门领域的面向方面中间件开发的三种工具:AspectIX和QuO处理QoS关注点,DIL从功能代码中分离协议实现.在建造一个中间件系统时,使用这些工具可以获得较好的模块性、可配置性和代码的演化性.     

面向方面的中间件

中间件应用领域的不断拓展,给中间件体系结构的设计带来了困难,中间件的体系结构必须在通用性与专用性之间寻找平衡。传统的中间件体系结构产生这些问题的一个基本原因是:使用垂直分解过程获得的软件分解模型不能同时模块化共存的正交设计需求。论述了针对专门领域的面向方面中间件开发的三种工具:AspectIX和QuO处理QoS关注点,DIL从功能代码中分离协议实现。在建造一个中间件系统时,使用这些工具可以获得较好的模块性、可配置性和代码的演化性。     

实时系统的面向方面模型

基于UML的实时系统面向方面模型,能够把实时关注从系统中分离出来,形成一个独立于系统的时间方面,实现时间方面的并发设计和系统时间特性的统一管理。面向方面编程（AOP）技术允许把设计好的时间方面根据特定需要重新织入系统,组合为实时系统。模型扩展了UML来表达AOP技术和时间概念,并从系统的静态结构模型、动态行为模型和时间方面的织入等几部分建模实时系统。一个电梯控制系统例子充分说明这种设计过程。     

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。     

面向可重构控制器实时中间件的设计与实现

可重构控制器的出现要求系统软件模块不但要满足性能和精度要求,还应具有模块化、可集成、可重用等特性.如果将实时中间件引入到控制器的设计中,由中间件管理模块间的交互,可实现控制器的可重构.建立基于RTLinux和实时CORBA的实时中间件平台,需要将CORBA引入RTLinux实时内核空间.该文给出了RTLinux实时内核中的实时CORBA和minimum CORBA实现RTCK的设计,并基于RTLinux MBuff共享内存驱动和实时FIFO设计和实现了GIOP通信协议,最后给出了RTCK与TAO的延迟抖动测试结果并做了相关的分析.     

Flexible Soft Real-Time Processing in Middleware

As desktop computer computational power continues to increase dramatically, it is becoming commonplace to run a combination of deadline-sensitive applications. Despite the proliferation of computational power, the detailed nature of these applications causes new problems for the system resource allocation mechanisms. First, these applications are designed to meet their deadlines as long as nearly all the system's resources are available to them; once the system approaches saturation, the collective applications will fail to meet their deadlines. To aggravate the situation, conventional best effort managers will allocate resources to the competing applications based on a static form of equitability rather than addressing the dynamic relative benefit provided by each application. Second, the applications differ from conventional real-time applications: though members of this new class of desktop applications are sensitive to deadlines, their constraints are non-critical. They are also typically designed to use the full spectrum of functions provided by a general purpose system call interface rather than the more limited interface of a real-time operating system (OS). This paper describes a flexible soft real-time system design that addresses these two problems. The CPU scheduling strategy accommodates the community of applications by taking application benefit into account during times of heavy load. Applications are written to use the full interface of a general purpose system call interface, yet the system is able to schedule them according to their deadlines and resource reservation and availability. This paper describes the theoretical foundation of the approach, additional application responsibilities, the design of a middleware system to implement the approach, and then it presents an extensive set of experimental studies that demonstrate the behavior of the approach. The Dynamic QoS Manager middleware (implemented on top of two different versions of Unix), is shown to be a highly effective system for supporting contemporary soft real-time desktop applications.     

实时中间件的优先级映射

实时CORBA(common object request broker architecture)规定了独立于操作系统的CORBA优先级,每个请求都可以携带CORBA优先级,而执行请求的所有线程都使用该CORBA优先级映射后的本地操作系统优先级.如何将范围较大的CORBA优先级映射到范围较小的操作系统优先级,并且尽量保持CORBA优先级的序关系,避免优先级翻转是实时CORBA需要解决的重要问题.该问题在实时中间件中具有普遍意义.简要介绍了实时中间件中的优先级映射机制,提出了中间件优先级到本地操作系统优先级的静态散列法和动态映射法,并给出了动态映射法的实现算法.散列法实现简单,但会影响中间件的互操作和可移植性,难以保证优先级映射的严格序关系;动态映射法实现复杂,但能严格保证优先级映射的序关系.     

Resource Management Middleware for Dynamic,Dependable Real-Time Systems

Thispaper presents resource management techniques that achieve thequality of service (QoS) requirements of dynamic real-time systemsusing open architectures and commercial off-the-shelf technologies(COTS). Dynamic real-time systems are subject to constant changessuch as a varying external environment, overload of internalsystems, component failure, and evolving operational requirements.Examples of such systems include the emerging generation of computer-based,command and control systems of the U.S. Navy. To enable the engineeringof such systems, we present adaptive resource management middlewaretechniques that achieve the QoS requirements of the system. Themiddleware performs QoS monitoring and failure detection, QoSdiagnosis, and reallocation of resources to adapt the systemto achieve acceptable levels of QoS. Experimental characterizationsof the middleware using a real-time benchmark illustrate itseffectiveness for adapting the system for achieving the desiredreal-time and survivability QoS during overload situations.     

Scheduling and Priority Mapping for Static Real-Time Middleware

This paperpresents a middleware real-time scheduling technique for static,distributed, real-time applications. The technique uses globaldeadline monotonic priority assignment to clients and the DistributedPriority Ceiling protocol to provide concurrency control andpriorities for server execution. The paper presents a new algorithmfor mapping the potentially large number of unique global prioritiesrequired by this scheduling technique to the restricted set ofpriorities provided by commercial real-time operating systems.This algorithm is called Lowest Overlap First Priority Mapping;we prove that it is optimal among direct priority mapping algorithms.This paper also presents the implementation of these real-timemiddleware scheduling techniques in a Scheduling Service thatmeets the interface proposed for such a service in the Real-TimeCORBA 1.0 standard. Our prototype Scheduling Service is integratedwith the commercial PERTS tool that provides schedulability analysisand automated generation of global and local priorities for clientsand servers.     

基于方面重组的实时软件传感器研究

对于日趋庞大的航电软件,其状态监控工作难以有效进行,这其中一个难点是状态监控中软件传感器的植入。由于软件传感器检测内容多为系统的行为特征,在对航电软件系统对象横切关注点的确定和方面的分离的基础上,通过软件传感器植入完成对方面的重组,最后传感器伴随着方面的织入嵌入到软件系统中。以某航电惯导系统为例详细阐述了该方法。实际应用表明,该方法对传感器植入的位置和时机的确定有指导意义。     

面向服务的中间件管理方法

中间件的繁荣使得中间件的管理面临着管理对象的类型与数量都极大丰富的问题;同时,开放的网络环境使得管理目标呈现出多样化、综合化和柔性化的特点。上述问题要求中间件的管理能力具有可增长的特性,以满足个性、多样的管理需求。提出了一种面向服务的中间件管理方法。方法中,已有的中间件管理功能被封装为服务,通过服务组装的方式实现管理功能的增值。讨论了中间件预置管理功能的封装、管理的组装模式、组装中接口适配和异常处理等问题,并用一个J2EE场景的管理实例示范和论证了提出的方法。     

基于反射中间件的异构分布式实时调度系统

1.引言随着计算机网络技术的发展,分布式实时应用的领域也越来越多,其典型的商业化产品有分布式虚拟现实系统、分布式多媒体协作系统、多选手在线网络游戏等。这些系统往往具有复杂的、严格的QoS需求,如:时间延迟、抖动、可靠性需求等。为了能更好地实现这些系统,其关键问题是要解决产生于不同终端系统的竞争者(Competitor)(如分布式线程、对CORBA对象的操作等)之间的灵活通信及很好地保持其端