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基于SMP2的Statecharts建模框架研究

作　者: 朱宁
导　师: 王维平
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 系统工程
关键词: SMP2 Statecharts 形式体系元模型模型转换 SMES
分类号: TP391.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

针对SMP2行为描述能力较弱的问题,本文把在建模仿真领域广泛使用的描述系统行为的Statecharts 模型转换为SMP2模型,建立了基于SMP2的Statecharts建模框架。本文的主要工作可以总结为以下四个方面:1)建立了面向SMP2的Statecharts元模型本文在总结现有Statecharts元模型及语法语义的基础上,基于UML的State Machines的元模型建立了面向SMP2的Statecharts元模型。2)设计了Statecharts元模型到SMP2元模型的映射机制本文比照Statecharts元模型和SMP2元模型,从元素、关系和仿真执行三个角度设计了Statecharts元模型到SMP2元模型的映射机制。考虑到Statecharts形式体系只描述系统的行为信息,需要额外信息填充才能构建完整的SMP2模型,本文设计了Statecharts对象结构模型,并基于Statecharts行为模型和对象结构模型将Statecharts模型转换为SMP2模型,生成包含SMP2模型结构信息的Catalogue文件和行为信息的XML文件。3)搭建了基于SMP2的Statecharts执行语义框架本文设计了StateLib共享库,其中包含所有状态、伪状态、转移和生成的SMP2模型的基类、事件管理类及状态管理类,并基于StateLib实现了C++代码的自动生成。4)开发了Statecharts的图形化建模工具SMES本文开发了用以编辑Statecharts模型、设计对象结构模型和生成可执行代码的Statecharts图形化工具SMES,为Statecharts模型的开发、模型转换和代码生成提供了平台支撑。

全文目录

摘要  9-10
ABSTRACT  10-11
第一章绪论  11-22
  1.1 研究背景和问题  11-14
    1.1.1 研究背景  11-12
    1.1.2 研究内容  12-14
    1.1.3 研究意义  14
  1.2 国内外研究现状  14-20
    1.2.1 生成式建模  15-16
    1.2.2 Statecharts  16-17
    1.2.3 SMP2 模型可移植性规范  17-19
    1.2.4 Statecharts及SMP2 的模型转换研究  19-20
  1.3 论文的组织结构  20-22
第二章 Statecharts形式体系  22-37
  2.1 Statecharts 模型规范  22-23
    2.1.1 模型定义  22
    2.1.2 模型规范说明  22-23
  2.2 Statecharts的语法和静态语义  23-30
    2.2.1 Higraph  23-25
    2.2.2 Statecharts的语法与静态语义  25-30
  2.3 Statecharts的执行语义  30-35
    2.3.1 状态执行  30-31
    2.3.2 转移执行  31-33
    2.3.3 事件处理  33
    2.3.4 模型执行  33-34
    2.3.5 伪状态语义  34-35
  2.4 Statecharts元模型  35-36
  2.5 小结  36-37
第三章 Statecharts元模型到SMP2 元模型的映射  37-45
  3.1 Statecharts模型到SMP2 模型的转换框架  37-38
  3.2 SMP2 元模型  38-41
    3.2.1 Catalogue包  38-40
    3.2.2 Assembly包  40-41
    3.2.3 Schedule包  41
  3.3 Statecharts元模型到SMP2 元模型的映射  41-44
    3.3.1 元素映射和关系映射  41-42
    3.3.2 Statecharts对象结构模型  42-44
    3.3.3 仿真执行映射  44
  3.4 小结  44-45
第四章模型转换工具SMES  45-62
  4.1 SMES的功能模块  45-54
    4.1.1 图形化编辑模块  45
    4.1.2 信息存储模块  45-46
    4.1.3 Statecharts对象结构模型编辑模块  46-47
    4.1.4 代码生成模块  47-54
  4.2 SMES的软件设计  54-60
    4.2.1 SMES的图形化元素（Graphic Element）设计  54-55
    4.2.2 SMES的界面设计  55-60
  4.3 SMES的代码生成机制  60-61
  4.4 小结  61-62
第五章应用案例  62-69
  5.1 面空导弹系统的Statecharts模型  62-64
    5.1.1 面空导弹系统的概念模型设计  62-63
    5.1.2 面空导弹系统的Statecharts模型  63-64
  5.2 面空导弹系统Statecharts模型到SMP2 模型的转换  64-67
    5.2.1 由Statecharts行为模型生成行为描述XML文件  64-66
    5.2.2 由Statecharts对象结构模型生成SMP2 Catalogue  66-67
  5.3 实验运行  67-68
  5.4 小结  68-69
结束语  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-74
作者在学期间取得的学术成果  74

基于SMP2的Statecharts建模框架研究

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