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目前,随着计算机和网络技术的迅速发展,实时系统已越来越广泛地应用于国防工业、航空航天工业、交通运输业、制造加工业、流程生产行业、电讯业等领域。典型的实时系统有现代化指挥、通讯、控制与武器系统,飞行控制系统,现代化交通控制系统,汽车电子系统,复杂工业过程控制系统,机器人控制系统,股票交易系统等。
工作流技术是近几年IT领域发展最为迅速的技术之一,也是当前IT领域的一个研究热点。实时系统的特性决定了这一类系统非常适合采用工作流技术进行建模、设计、开发与管理。但目前缺乏有效的实时系统工作流时间建模与验证方法,工作流管理系统也没有足够的时间管理支持,这在很大程度上制约了实时系统工作流的实际应用与发展。
本文首先阐述了实时系统和工作流的性质与特点,给出了实时工作流的定义,详细分析了实时工作流时间管理要求;在此基础上,对工作流图进行时间扩展,定义了实时工作流元模型,并给出了实时工作流建模规则。在实时工作流时序约束验证方面,提出了一个转换算法,将实时工作流模型转化成时间自动机,进而又给出时间自动机到域自动机的转换方法,将时间自动机模型转换成域自动机模型,并利用模型检测技术验证实时工作流域自动机模型的时序约束一致性。在实时工作流时序约束动态验证上,本文给出了一种基于关键路径的实时工作流截止时间期限动态验证方法。在运行阶段,使用该动态验证方法,就可以识别、预测可能存在的时间约束违反,并通过工作流调度的动态调整力求重新达到实例执行的一致状态。
本文的研究给出了一种实时工作流建模方法,并给出了一种基于自动机的时序约束形式化验证方法,具有一定的研究价值和意义。