Ｃ Ｎ ４ ３－ １２５８ ／Ｔ ＰＩＳ Ｓ Ｎ１０ ０ ７ —１３０ Ｘ计算机工程与科学Ｃ Ｏ Ｍ Ｐ Ｕ Ｔ Ｅ ＲＥ Ｎ Ｇ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ Ｉ Ｎ Ｇ ＆ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ２０ ０ ８ 年第３０ 卷第１２期Ｖ ０ １． ３０ ， Ｎ ｏ ． １２， ２０ ０ ８文章编号： １０ ０ ７ —１３０ Ｘ （ ２０ ０ ８ ）１２－ ０ １３７ － ０ ５基于构件的嵌入式实时软件建模与分析。Ｒ ｅ ｓｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｔｈ ｅＣ ｏ ｍ ｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ—－ Ｂ ａ ｓｅ ｄＭ ｏ ｄ ｅｌｉｎ ｇａ ｎ ｄＡ ｎ ａ ｌｙ ｓｉｓｏ ｆ Ｅ ｍ ｂ ｅ ｄ ｄ ｅ ｄ Ｒ ｅａ ｌ——Ｔ ｉｍ ｅ Ｓ ｏ ｆ ｔｗ ａ ｒ ｅ张广泉１。 林苗２。 戎玫３Ｚ Ｉ ｔ Ａ Ｎ ＧＧ ｜ｌａ Ⅱ ｝ｑ 嘲时， Ｌ ＩＮＭ ｉａ ｏ ｚ － Ｒ Ｏ Ｎ ＧＭ 砰（ １． 苏州大学计算机科学与技术学院， 江苏苏州２１５０ ０ ６； ２． 闽江学院数学系， 福建福州３５０ １０ ８ ；３． 暨南大学深圳旅游学院． 广东深圳５１８ ０ ５３）（ １． Ｓ ｃｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔｅ ｒＳ ｃ ｉｅ ｎ ｃ ｅａ ｎ ｄＴ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌｏ ｇ ｙ ， Ｓ ｏ ｏ ｄ ｌｏ ｗＵ ｎ ｉｖ ｅ ｒ ｓｉｔｙ ， Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ２１５０ ０ ６ ； ２． Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔｍ ｅ ｎ ｔｏ ｆＭ ａ ｔｈ ｅｍ ａ ｔｉｃｓ，Ｍ 埘ｉａ 呜Ｕ ｎ ｉｖ ｅｒｓｉｔｙ ｔＦ ｕ ｚｈ ｏ ｕ３５０ １０ ８ ； ３． Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎＴ ｏ ｕ ｒ ｉｓｍＣ ｏ ｌｌｅｇ ｅ， Ｊｉｎ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉｖ ｅ ｒ ｓｉｔｙ 。 Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ ５１８０５３。 Ｃ ｈ ｉｎ ａ ）摘要： 嵌入式实时软件具有严格的时...
Ｃ Ｎ ４ ３－ １２５８ ／Ｔ ＰＩＳ Ｓ Ｎ１０ ０ ７ １３０ Ｘ计算机工程与科学Ｃ Ｏ Ｍ Ｐ Ｕ Ｔ Ｅ ＲＥ Ｎ Ｇ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ Ｉ Ｎ Ｇ ＆ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ２０ ０ ８ 年第３０ 卷第１２期Ｖ ０ １． ３０ ， Ｎ ｏ ． １２， ２０ ０ ８文章编号： １０ ０ ７ １３０ Ｘ （ ２０ ０ ８ ）１２－ ０ １３７ － ０ ５基于构件的嵌入式实时软件建模与分析。Ｒ ｅ ｓｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｔｈ ｅＣ ｏ ｍ ｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ－ Ｂ ａ ｓｅ ｄＭ ｏ ｄ ｅｌｉｎ ｇａ ｎ ｄＡ ｎ ａ ｌｙ ｓｉｓｏ ｆ Ｅ ｍ ｂ ｅ ｄ ｄ ｅ ｄ Ｒ ｅａ ｌＴ ｉｍ ｅ Ｓ ｏ ｆ ｔｗ ａ ｒ ｅ张广泉１。 林苗２。 戎玫３Ｚ Ｉ ｔ Ａ Ｎ ＧＧ ｜ｌａ Ⅱ ｝ｑ 嘲时， Ｌ ＩＮＭ ｉａ ｏ ｚ － Ｒ Ｏ Ｎ ＧＭ 砰（ １． 苏州大学计算机科学与技术学院， 江苏苏州２１５０ ０ ６； ２． 闽江学院数学系， 福建福州３５０ １０ ８ ；３． 暨南大学深圳旅游学院． 广东深圳５１８ ０ ５３）（ １． Ｓ ｃｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔｅ ｒＳ ｃ ｉｅ ｎ ｃ ｅａ ｎ ｄＴ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌｏ ｇ ｙ ， Ｓ ｏ ｏ ｄ ｌｏ ｗＵ ｎ ｉｖ ｅ ｒ ｓｉｔｙ ， Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ２１５０ ０ ６ ； ２． Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔｍ ｅ ｎ ｔｏ ｆＭ ａ ｔｈ ｅｍ ａ ｔｉｃｓ，Ｍ 埘ｉａ 呜Ｕ ｎ ｉｖ ｅｒｓｉｔｙ ｔＦ ｕ ｚｈ ｏ ｕ３５０ １０ ８ ； ３． Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎＴ ｏ ｕ ｒ ｉｓｍＣ ｏ ｌｌｅｇ ｅ， Ｊｉｎ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉｖ ｅ ｒ ｓｉｔｙ 。 Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ ５１８０５３。 Ｃ ｈ ｉｎ ａ ）摘要： 嵌入式实时软件具有严格的时间要求， 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， 对其时问需求进行形式化的分析和验证是非常重要的。 本文提出一种基于构件的嵌入式实时软件建模与分析方法， 该方法不仅可以检测出需求模型中的时间冲突， 有助于保证嵌入式实时软件时间约束的正确性， 而且也使得分析结果具有可复用、 可扩展的优点。Ａ ｂ ｓｔｒ ａ ｃ ｔ： Ｔ ｈ ｅ ｅ ｍ ｂ ｅ ｄ ｄ ｅ ｄ ｒｅａ ｌ－ ｔｉｍ ｅ ｓｏ ｆ ｔｗ ａ ｒ ｅ ｈ ａ ｓ ｓｔｒｉｃｔ ｔｉｍ ｉｎ ｇ ｃｏ ｎ ｓｔｒ ａ ｉｎ ｔｓ， ａ ｎ ｄｉｔ ｉｓ ｂｅｎ ｅｆ ｉｃｉａ ｌｔｏａ ｎ ａ ｌｙ ｚ ｅ ｔｉｍ ｉｎ ｇｃ ｏ ｎ －ｓｔｒ ａ ｉｎ ｔｓ ａ ｓｅａ ｒｌｙａ ｓｐ ｏ ｓｓｉｂ ｌｅｔｏｂｕ ｉｌｄｄ ｅ ｐ ｅ ｎ ｄ ａ ｂ ｌｅｓｏ ｆ ｔｗ ａ ｒｅｓｙ ｓｔｅ ｍ ｓ． Ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅｒｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓｅ ｓａ ｎａ ｐ ｐ ｒ ｏ ａ ｃ ｈｔｏｍ ｏ ｄ ｅ ｌｉｎ ｇａ ｎ ｄａ ｎ ａ ｌｙ ｚ ｉｎ ｇｅ ｍ ｂ ｅ ｄ ｄ ｅ ｄ ｒｅａ ｌ－ ｔｉｍ ｅ ｓｏ ｆ ｔｗ ａ ｒ ｅ ｗ ｉｔｈ ｔｈ ｅｇ ｕ ｉｄ ａ ｎ ｃ ｅｏ ｆｃｏ ｍ ｐ ｏ ｎ ｅｎ ｔｔｅｃｈ ｎ ｏ ｌｏ ｇ ｙ ． Ｗ ｉｔｈｔｈ ｅａ ｐ ｐ ｒ ｏ ａ ｃ ｈ ， ｗ ｅｃ ａ ｎｃ ｈ ｅ ｃ ｋ ｔｈ ｅ ｃｏ ｎ ｆ ｌｉｃｔｓｏ ｆｔｈ ｅｇ ｉｖ ｅ ｎｔｉｍ ｉｎ ｇｃｏ ｎ ｓｔｒａ ｉｎ ｔｓ ｉｎ ｓｏ ｆ ｔｗ ａ ｒｅｓｙ ｓｔｅ ｍ ｓａ ｔａ ｎｅａ ｒｌｙ ｐ ｈ ａ ｓｅ． Ｉｎａ ｄ ｄ ｉｔｉｏ ｎ ， ｎ ｏ ｔ ｏ ｎ ｌｙｔｈ ｅｃｏ ｍ ｐ ｏ ｎ ｅｎ ｔｍ ｏ ｄ ｅ ｌｓ ｂ ｕ ｔ ｔｈ ｅａ ｎ ａ ｌｙ ｓｉｓｒ ｅ ｓｕ ｌｔＳ Ｃ ａ ｎ ｂｅ ｒｅｕ ｓｅｄｆ ｏ ｒｄ ｅ ｖ ｅ ｌｏ ｐ ｉｎ ｇａ ｎ ｏ ｔｈ ｅｒｒｅｌｅｖ ａ ｎ ｔ ｅｍ ｂｅｄ ｄ ｅｄｒｅａ ｌ－ ｔｉｍ ｅ ｓｏ ｆ ｔｗ ａ ｒｅ．关键词： 嵌入式实时软件； Ｉ舢， ； 时间Ｅ Ｒ 网； 组合时间分析Ｋ ｅ ｙｗ ｏ ｒｄ ｓ： ｅｍ ｂ ｅｄ ｄ ｅｄｒｅａ ｌ－ ｔｉｍ ｅｓｏｆｔｗ ａ ｒｅ； Ｕ ￣ Ⅱ ． ； ｔｉｍ ｅＥ ｌｌｎ ｅｔ； ｃｏ ｍ ｐ ｏ ｓｉｔｉｏ ｎ ａ ｌ ｔｉｍ ｉｎｇ ａ ｎ ａ ｌｙ ｓｉｓ中图分类号： Ｔ Ｐ ３１１文献标识码： Ａ１引言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是灾难性的后果。 因此， 在软件开发早期， 对其时间需求进行形式化分析和验证是非常重要的。 构件技术通过对可复用软件构件的创建和利用， 可以实现降低软件开发复杂度、 缩短软件开发周期和提高软件质量的目的。 把构件技术应用于嵌入式实时软件的建模和分析中， 采用分而治之的思想先根据软件的组合结构对问题进行分解， 然后对各个软构件进行分析， 最后把这些构件组合起来实现对整个软件的综合分析 ， 将有效降低软件建模和分析工作的复杂性。 提高软件形式化分析的效率。 Ｕ Ｍ Ｌ 作为一种功能强大且普遍适用的建模语言， 支持对软件系统的构件化建模， 但它缺乏精确的形式化语义和有效的推理机制， 并不能保证所描述的需求规约的正确性。 时间Ｅ Ｒ 网（ Ｔ ｉｍ ｅＥ Ｒｎ ｅｔｓ）［ ２３作为一种形式化建模和分析工具， 具有直观的图形表示和方便的模型分析能力， 但其难以捕获需求且不利于相关人员的交流。 因此， 将Ｕ Ｍ Ｌ 与时间Ｅ Ｒ 网结合起来， 既能避免形式化方法晦涩、 不利于交流的局限性， 又克服了Ｉ＂ｍ ， 缺少模型分析手段的不足， 可以较好地对嵌入式实时软件建模以及进一步的形式化分析。 基于此， 本文结合Ｕ Ｍ Ｌ 与时间Ｅ Ｒ 网技术， 提出了一种基于构件的嵌入式实时软件建模与分析方法， 即先使用Ｕ Ｍ Ｌ 对软件进行构件化建模；接着将时间Ｅ Ｒ 网扩展为构件时间Ｅ Ｒ 网（ Ｃ Ｔ Ｅ Ｒ ）， 并提出Ｕ Ｍ Ｌ 到Ｃ Ｔ Ｅ Ｒ 的映射规则， 实现了Ｕ Ｍ Ｌ 模型到Ｃ Ｔ Ｅ Ｒ模型的转换； 然后给出Ｃ Ｔ Ｅ Ｒ 构件的组合和约简方法， 实・收稿日期： ２０ ０ ８ － ０ ４ － １３； 修订日期： ２０ ０ ８ － ０ ７ １０基金项目： 江苏省高校自然科学研究项目（ ０８Ｋ Ｊｌ３５２００１０）； 重庆市自然科学基金资助项且１２００６Ｂ Ｂ ２２５９．作者简介： 张广泉（ １９ ６５一）， 男， 江苏连云港人， 博士， 教授， Ｃ Ｃ Ｆ 高级会员， 研究方向为软件工程与形式化方法； 林苗， 硬士， 助教， 研究方向为软件工程． 勺形式化方法； 戌攻， 博士， 副教授， 研究方向为软件： ｌ二程和电子商务。通讯地址： ２１５０ ０ ６ 江苏省苏州市苏州大学汁算机科学与技术学院Ａ ｄ ｄ ｒ ｅ ｓｓ： Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔｅ ｒＳ ｃ ｉｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄＴ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌｏ ｇ ｙ ， Ｓ ｏ ｏ ｃ ｈ ｏ ｗＵ ｎ ｉｖ ｅ ｒ ｓｉｔｙ ， Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ， Ｊｉａ ｎ ｇ ｓｕ２１５０ ０ ６ ， 只ＲＣ ｈ ｉｎ ａ．１３７
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