论文部分内容阅读
随着计算机技术的不断发展,嵌入式系统已经广泛渗透到日常生活的各个方面,并发挥着极其重要的作用。与别的软件系统相比,嵌入式实时软件具有更严格的实时性,任何时间错误都可能造成重大的经济损失甚至导致灾难性的后果。因此,在软件开发早期,对嵌入式实时软件的性质进行形式化的分析和验证是非常重要的。然而,随着计算机硬件性能的不断提高,嵌入式实时软件的规模和复杂性不断增加,这给其建模和形式化分析工作带来了新的困难和挑战。为了降低建模和形式化分析的复杂度,本文将构件技术引入到嵌入式实时软件的建模和时间性质分析中,提出了一种基于UML与时间ER网(TER nets)的嵌入式实时软件建模和组合时间分析方法。本文首先对UML以及形式化方法进行概述,着重介绍了时间ER网的相关概念;接着对UML进行实时扩展,以实现其对嵌入式实时软件的描述;然后把时间ER网扩展为构件时间ER网(CTERs),并建立了UML模型到CTERs模型的映射规则,探索了一种将UML与形式化方法结合起来对嵌入式实时软件建模的新途径,为下一步对嵌入式实时软件的组合时间分析奠定了基础;随后,给出对各CTER构件模型进行组合时间分析的方法,我们先分别对各构件模型的局部时间性质进行分析,接着探讨了CTERs模型的组合规则和约简规则,然后根据组合规则把CTERs构件模型组合起来,并最终实现对整个软件全局时间性质的组合分析和检测;最后,通过一个高尔夫球场门禁系统实例,把所提出的方法运用到对实例系统的建模和分析中。本文对嵌入式实时软件的建模和组合时间分析不仅可以在尽可能早的阶段发现软件系统时间性质的冲突,从而降低开发后期的修复费用,而且,构件技术的运用,有效降低了形式化分析的复杂度,提高了形式化分析的效率,并进一步降低了软件的开发成本,缩短了软件开发时间,特别是缩短了软件开发过程中系统分析的时间,也使得各软件构件模型以及分析结果具有可复用和可扩展的优点,真正体现了基于构件的软件开发方法的优越性,对可复用嵌入式实时软件的研究具有一定的现实意义。