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面向方面的实时系统建模及实现方法研究

作　者: 张文体
导　师: 杨树强
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 计算机技术
关键词: 实时系统实时特性面向方面建模 UML
分类号: TP316.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 19次
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内容摘要

随着信息技术的不断发展,实时系统已经渗透到了生活的各个领域,例如在过程控制、敏捷制造、核反应堆、航空航天等领域,它都发挥着非常重要的作用。实时系统输出的结果正确与否,不仅取决于系统计算的结果,还与系统是否在规定的时间范围内计算出结果有关。这种特性是实时系统区别于其他系统的显著标志,也是开发实时系统的难点所在。但是这种特性本质上不是功能性特性,它只是一种非功能性关注点,并且横切其他核心功能关注点。功能性关注点和非功能性关注点混在一起,导致软件设计复杂度高,不利于复用和维护,难以有效的保证系统的实时性、安全性和可靠性。传统的软件开发方法无法有效解决这一问题。面向方面编程在代码层面上很好的解决了横切关注点的问题,其在应用软件领域已经有了很好的工业应用。因此,本文提出将面向方面开发思想用于实时系统的开发过程中。面向方面软件开发在代码实现层面上已经有了很成熟的语言,但是其在更高层的开发中缺少支持,例如在设计层面上,它缺少好的建模机制。要将面向方面思想应用在实时系统开发中,就应该在整个开发过程中提供支持,而不仅仅是停留实现层面上。因此,本文首先提出了基于UML的面向方面建模方法。并利用UML的轻量级扩展机制在已有的UML建模工具上实现了该语言支持。通过分析实时系统中的实时特性,将实时特性分成了不同的种类,并利用面向方面编程提供的不同机制给出了一般的实现模式。最后通过具体的案例展示面向方面实时系统开发过程。

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第一章绪论  10-13
  1.1 课题研究背景和意义  10-11
  1.2 课题研究内容  11
  1.3 论文结构  11-13
第二章相关技术和背景  13-22
  2.1 实时系统  13-17
    2.1.1 实时系统的结构  13
    2.1.2 实时系统的特点  13-14
    2.1.3 实时系统的任务  14-16
    2.1.4 实时系统的分类  16-17
  2.2 面向方面软件开发方法  17-19
    2.2.1 横切关注点问题  17-18
    2.2.2 AOP 机制  18-19
  2.3 AOP 在实时领域的研究现状  19-21
  2.4 本章小结  21-22
第三章基于UML 的面向方面实时系统建模  22-40
  3.1 UML 及其扩展机制  22-25
  3.2 面向方面中的核心概念及其构造型  25-27
  3.3 实时系统面向方面静态结构建模  27-29
  3.4 实时系统面向方面动态行为建模  29-32
  3.5 基于Trufun UML 的profile 的实现  32-38
    3.5.1 Trufun UML  32-33
    3.5.2 基于Trufun UML 的RTAML profile 的实现  33-38
  3.6 本章小结  38-40
第四章基于RTUML 的实时特性建模及实现  40-52
  4.1 实时系统中的实时特性分析  40-42
    4.1.1 实时系统描述语言  40-41
    4.1.2 实时系统中实时特性  41-42
  4.2 实时特性的实现框架  42-51
    4.2.1 基于before 和after 通知的阻塞技术  42-46
    4.2.2 基于around 通知的容器技术  46-49
    4.2.3 基于类型间声明的技术  49-51
  4.3 本章小结  51-52
第五章面向方面实时系统开发应用  52-61
  5.1 系统描述及需求分析  52-53
  5.2 系统建模  53-58
    5.2.1 确定用例和用例图  53-54
    5.2.2 确定类图  54-56
    5.2.3 确定方面图  56-57
    5.2.4 确定动态顺序图  57-58
  5.3 系统实现  58-60
    5.3.1 主要类的实现  58-59
    5.3.2 方面的实现  59-60
  5.4 本章小结  60-61
结束语  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-67
作者在学期间取得的学术成果  67

面向方面的实时系统建模及实现方法研究

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