基于场景构件式实时软件设计的一致性检验

在复杂的实时软件系统中使用构件式设计方法,已成为目前软件工程中的研究热点.如何有效地验证实时软件的设计是否满足给定的时间规约,是实时计算领域中的主要挑战之一.通过在接口自动机模型中添加时间区间标记,来扩展其对实时系统接口行为的表达能力;使用实时接口自动机网络来描述实时软件系统的构件式设计模型;使用带布尔不等式时间约束的UML顺序图表示基于场景的需求规约,对系统设计阶段实时软件构件的动态行为进行形式化分析与检验.通过对实时接口自动机网络状态空间的分析,构造了其可兼容的整型状态等价类空间的可达图,并在此基础上给出了验证算法,以检验构件式实时软件系统的设计与带时间约束的场景式规约之间的一致性.     

构件化嵌入式软件设计模型非功能性质验证的工具实现

嵌入式软件的非功能性质是系统高可靠性的重要构成部分.传统的嵌入式软件可靠性保障技术主要关注于系统开发后期,缺乏有效工具对系统设计的非功能性质进行分析与验证.对基于接口自动机模型的构件化嵌入式软件设计验证原型工具T-CBESD(Tool for Component-based Embedded Software Designs)进行了资源及能耗等非功能性质验证功能的扩展设计与实现,包括:资源接口自动机和能耗接口自动机模型的输入输出接口设计、UML顺序图模型的预处理、带非功能语义信息的组合系统状态空间数据结构的设计、非实时资源使用性质与实时相关能量消耗特征验证算法的实现,以及一个通信构件组合系统的实例应用分析.     

基于场景规约的构件式系统设计分析与验证

使用接口自动机及接口自动机网络来描述构件式系统的行为设计模型,使用UML顺序图表示基于场景的需求规约,对系统设计阶段的构件交互行为的动态兼容性进行形式化分析和检验.通过对接口自动机网络状态空间的分析,给出了一系列算法以检验系统行为的存在一致性以及几种不同形式的强制一致性性质,包括前向强制一致性、逆向强制一致性以及双向强制一致性等.     

网构软件的资源自适应性的形式化分析与验证

针对基于构件的网构软件系统对环境资源变化的自适应性特征的可信分析与验证展开研究.具体工作包括:在网构软件的系统模型层次,使用带资源语义信息的接口自动机对软件构件的行为进行形式化建模,其包含了构件在完成特定功能的过程中对环境资源的使用特征;使用资源接口自动机网络来描述构件组装实体的组合行为;使用基于场景的UML顺序图模型来描述具有多功能的组合系统规约;分别研究了检验组合系统的所有行为是否都满足给定的资源约束以及检验指定的系统行为是否满足资源约束这两个具体问题:通过对资源自动机网络状态空间的分析,构造其相应的可达图,在此基础上给出了相应的检验资源可满足性、最小资源需求量以及检验指定功能合法性等算法.     

包含协议和语义的构件一致性验证方法

在基于构件的系统设计中,需要对构件的一致性进行验证。构件的一致性包括语义一致性和协议一致性,已有的一致性验证方法仅支持构件的协议一致性验证。而在实际应用中除了要进行构件的协议一致性验证外,还需要进行其语义一致性验证。为此提出了一种包含协议和语义的构件一致性验证方法。所提方法将方法语义与基于场景的需求规约相结合,使用语义扩展接口自动机模型(SIA)来建模构件的语义和协议信息,使用带有语义约束的UML交互概观图来表示基于场景的需求规约。通过对SIA和带语义约束的UML交互概观图的行为的理论分析,进一步形成了一种一致性验证算法,并用实例来说明其过程。该算法不仅能够检验系统中构件的协议一致性,而且能够检验其语义一致性。该算法中的方法语义包括了该方法参数的类型和详细语义信息,更符合实际应用情形。     

一种基于场景的嵌入式软件设计方法

UML顺序图是一种常用的在软件开发早期阶段用来描述系统基于场景的需求规约的一种可视化建模语言。通过在UML顺序图中加入带时间区间标志的时间约束,得到时间顺序图模板TSDT（Timed Sequence Diagram Template）,用来建立嵌入式软件基于场景的需求规约模型。对消息传递自动机进行实时扩展,得到时间消息传递自动机TMPA（Timed Message Passing Automata）,TMPA以自动机的形式刻画了所建立的需求规约模型,为在需求阶段验证所建立的模型是否满足用户需求奠定了基础。     

基于即时验证的软件验证工具改进设计与实现

基于设计模型的分析技术是现代复杂嵌入式软件系统高可靠性的重要保障手段.基于即时验证(On-the-flyverification)方法对一个构件化嵌入式软件设计模型原型验证工具T-CBESD进行了改进设计与实现.集成Topcased和JFLAP扩展了T-CBESD图形化建模接口;设计并实现了相关输入处理与转换;重新设计并实现了状态空间数据结构,包括功能、非功能行为(实时、资源、能耗等)验证问题在内的多个基于路径的一致性即时验证算法.给出了改进工具在火灾预警系统中的应用实例与分析.     

基于即时验证的软件验证工具改进设计与实现

基于设计模型的分析技术是现代复杂嵌入式软件系统高可靠性的重要保障手段。基于即时验证(On thcfly verification)方法对一个构件化嵌入式软件设计模型原型验证工具T-CI3ES1)进行了改进设计与实现。集成Topcased 和JE工AP扩展了手C13ESD图形化建模接口;设计并实现了相关输入处理与转换;重新设计并实现了状态空间数据结 构,包括功能、非功能行为(实时、资源、能耗等)验证问题在内的多个基于路径的一致性即时验证算法。给出了改进工 具在火灾预警系统中的应用实例与分析。     

构件式实时系统建模与验证研究

在复杂的实时系统开发中使用构件式设计方法已成为目前软件开发领域中的研究热点,如何有效地验证实时软件的设计是否满足给定的时间需求并降低验证过程的复杂度,是实时计算领域中的主要挑战之一.文中对构件接口模型进行时间扩展,提出了时间接口模型,并将其用于构件接口交互行为的形式化建模.在接口自动机理论的的基础上进一步提出了时间接口自动机模型用于描述时间接口交互下构件的行为及组合方法,通过消除错误状态产生组合模型来约减构件时间接口自动机模型的积,并在约减的模型上进行性质检验,降低了分析复杂度,有效地应对状态空间爆炸问题.为了说明论文建议的方法,详细讨论了一个简单的、贯穿整篇论文的示例系统.     

网构软件的随机性资源自适应性的形式化分析与验证

因特网上的资源具有不确定性、随机性,需要考虑如何保证网构软件系统在运行中满足资源需求。使用随机性资源接口自动机对软件构件的行为进行形式化建模,并使用随机性资源接口自动机网络描述构件组装系统的组合行为;在资源不确定的情况下,检验组合系统是否满足资源约束,并提出基于可达图的相应算法。给出了一个实例网上书店系统,并用模型检测工具Spin验证了模型的正确性。     

超低功耗嵌入式系统设计技巧

低功耗是嵌入式系统的发展趋势,也是便携式嵌入式设备设计中要解决的关键问题之一。对影响嵌入式系统功耗的因素进行了分析,指出了降低系统功耗的途径,从硬件设计和软件设计两个方面阐述了超低功耗嵌入式系统设计的技巧。     

嵌入式跨平台虚拟软件技术的研究与应用

嵌入式跨平台虚拟软件是一种将RISC硬件体系结构虚拟成CISC硬件体系结构平台。本文的研究目的是通过在RISC体系硬件平台添加一个软件层,实现一个虚拟而且兼容X86的硬件平台,从而顺利地运行X86平台下的所有操作系统、应用程序等X86系列软件。重点讲述嵌入式跨平台虚拟机CPU虚拟设计和bootloader设计。嵌入式跨平台虚拟软件技术在嵌入式行业中有较高的应用价值。     

嵌入式软件测试数据处理系统的研究

嵌入式软件测试已成为当前测试领域的热点之一,由于嵌入式软件一般具有实时性强、接口数据复杂的特点,使得每次测试都会产生海量的测试数据,如何有效地分析、处理这些测试数据,从而获取有效的数据信息是测试分析工作的难点.给出了海量测试数据处理的关键技术和解决途径,并实现了嵌入式软件测试数据处理系统的开发.最后,通过一个实例应用验证了该系统的正确性和有效性.     

嵌入式系统开发中的设计模式

嵌入式系统的广泛应用促使嵌入式系统软件开发者采用设计模式等先进技术来改善现有的软件开发方法。针对嵌入式系统软件的实际特性，提出在嵌入式软件开发中应用设计模式技术。首先对嵌入式系统软件开发现状及设计模式技术进行分析，然后详细讨论了设计模式技术在嵌入式系统软件开发中的应用过程。最后通过一个例子来阐述该方法的优越性。     

嵌入式应用软件设计方法学研究综述

嵌入式系统的资源（CPU、存储器等)有限，具有专用性(很多硬件设备根据应用定制)，要求实时处理，因此嵌入式应用软件设计方法学必须满足这些特性。本文对嵌入式应用软件设计方法学进行了综合研究(包括结构化的软件设计方法学、面向对象的软件设计方法学和基于构件的软件设计方法学)，讨论了各种方法学的特点及其适用场合，总结了嵌入式应用软件设计方法学的发展规律，指出了未来的发展方向。     

Quality-driven optimization of system architecture: Industrial case study on an automotive sub-system

Due to the complexity of today's embedded systems and time-to-market competition between companies developing embedded systems, system architects have to perform a complex task. To design a system which meets all its quality requirements becomes increasingly difficult because of customer demand for new innovative user functions. Methods and tools are needed to assist the architect during system design.     

基于模型的方法设计实时软件的平台效应

通常,软件设计师忽略了计算机系统是一个软、硬件的联合体这一事实。硬件有可能在这个联合体中起着至关重要的作用,尤其是在时间敏感的系统中。首先探究平台的性质及有可能对应用软件及其设计影响;基于这个分析,提出一个规范的软件平台模型以帮助在设计实时和嵌入式应用软件时更准确地构建平台的作用;最后,示例如何用现代模型驱动设计标准和方法实现这个模型。     

嵌入式软件建模、实现与验证：研究与进展

随着计算机硬件设备计算能力的迅速提高,嵌入式系统中软件的规模和复杂度的急剧增大,软件可靠性在嵌入式系统中的重要性占据了统治地位。本文首先概要介绍了嵌入式软件不同于传统商业软件、科学计算软件的物理性、实时性、领域性等重要特征,以及由此带来的困难和挑战。然后重点介绍目前在解决嵌入式软件系统开发过程中的问题时所采取的建模思想、实现技术和验证方法。最后对嵌入式软件及其相关技术的发展进行了展望。     

嵌入式实时软件在计算机软件 设计中的应用探讨

近年来,在我国科学技术不断发展的推动下,计算机在人们生活和工作中的应用已经非常普遍,成为了一种重 要的工具。在实际的计算机软件设计环节中,科学使用嵌入式的实时软件,切实处理计算机软件的故障,使整个计算机软件的 设计更加简单,简化了设计流程,有效对系统的质量进行了强化。嵌入式实时软件在计算机软件设计中的应用表现出很大的 优势。     

机场语音广播信息发布系统的设计与实现

结合深圳机场公共广播系统的建设，从总体结构和控制软件两方面论述了机场语音广播系统的设计与实现．广播软件设计为一对多的C／S模式，在各环节采用可靠协议保障消．怎的可靠传递，并由此在软件中集成了对系统的告警监测和广播楼宇备份，本文专门设计了一个脚本解释执行器，动态生成自定义的任意文句广播．机场一年多使用证明，该系统具有一定稳定性和灵活性，能满足大型机场公共广播系统的需要．