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文檔簡介
1、關(guān)注分離在軟件工程上是一種廣泛應(yīng)用的原理,認為難于理解的復(fù)雜問題應(yīng)該被劃分為一系列容易理解的簡單問題。這些簡單問題能夠容易解決和集成到原處,從而解決原來復(fù)雜的問題。由于問題被分解為人容易理解的小單元,而且適合于各種需求的變化,因此這種軟件開發(fā)方式能夠給程序帶來更好的可理解性、維護性、適應(yīng)性和重用性。 實時系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域,但是實時系統(tǒng)具有很多非功能需求(例如實時性),且這些非功能需求往往橫切整個系統(tǒng)模塊,引起代碼混亂和代
2、碼分散等問題,導(dǎo)致系統(tǒng)難于設(shè)計、重用和維護,嚴重影響系統(tǒng)的性能。 面向方面編程作為一種基于關(guān)注分離的新軟件開發(fā)范例,能夠通過引入實現(xiàn)橫切關(guān)注點的方面來獲得更高的功能性和非功能性關(guān)注點的分離,而且系統(tǒng)不同的方面能夠進行單獨的設(shè)計,并織入系統(tǒng)。它不僅能夠解決面向?qū)ο缶幊淘谠O(shè)計橫切關(guān)注點時陷入的“應(yīng)該設(shè)計不足還是寧可過分設(shè)計”的兩難境地,還能夠很好的解決上述遇到的問題。 目前面向方面編程的實現(xiàn)語言已經(jīng)不少,例如AspectJ等,但
3、仍然沒有適用面向方面程序設(shè)計的建模語言。因此,我們利用UML和形式化方法來設(shè)計面向方面程序,并建立相應(yīng)的面向方面軟件設(shè)計模型來設(shè)計實時系統(tǒng)。 本文分析介紹了實時系統(tǒng)、面向方面軟件設(shè)計以及UML等技術(shù);總結(jié)了UML建模實時系統(tǒng)現(xiàn)有的方法;論述了擴展UML建立的時間模型;提出一種新的基于UML的面向方面軟件設(shè)計模型(AOSDM-UML),通過擴展UML表達AOP的相關(guān)概念,在UML的元模型層次上設(shè)計AOSD的模型框架,從結(jié)構(gòu)模型、行為
4、模型和方面織入等幾部分建立面向方面的設(shè)計模型,并結(jié)合實例說明整個建模過程。即利用UML的類圖實現(xiàn)方面的結(jié)構(gòu)模型、方面與核心組件以及方面之間的靜態(tài)關(guān)系,協(xié)作圖表達方面與核心組件之間的動態(tài)行為,最后通過狀態(tài)圖細化系統(tǒng)的動態(tài)行為,實現(xiàn)在狀態(tài)圖中表達方面與核心組件以及方面之間的織入關(guān)系。接著進一步結(jié)合形式化語言實時邏輯對AOSDM-UML進行實時擴展,并通過電梯例子來說明實時系統(tǒng)的建模過程。 為了從形式化方法的角度來設(shè)計實時系統(tǒng),本文根據(jù)
5、AOP技術(shù)把系統(tǒng)不同的方面利用不同的形式化語言來表示,用LOTOS描述實時系統(tǒng)的功能性方面,而實時方面用隨機實時時序邏輯SQTL表達,并通過定義遷移系統(tǒng)LTS和事件調(diào)度器利用時間自動機來實現(xiàn)方面的織入。根據(jù)分布式實時系統(tǒng)的特性,還進一步提出把時間方面劃分為確定的、不確定的和模糊的時間子方面,并且把不同的時間子方面分別利用隨機實時時序邏輯(SQTL)和模糊時間Petri網(wǎng)(FTN)來設(shè)計,然后各個時間子方面都轉(zhuǎn)化為時間自動機組合到系統(tǒng)中,
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