基于UML与时序逻辑的嵌入式实时软件建模及应用

论文摘要

嵌入式系统是近年来国内外计算机科学与控制论领域研究的一个热点课题。随着嵌入式系统的规模和复杂性不断增大,建模在嵌入式实时软件开发过程中的作用也越来越重要。统一建模语言UML是一个通用的可视化建模语言,尤其适用于大型、复杂系统的建模。但由于UML缺乏精确语义,难以对所建模的系统行为进行分析和验证。而时序逻辑语言XYZ/E具有精确的语义,既能表示系统的动态语义,又能表示其规范的静态语义。基于此,本文将UML2.0与XYZ/E相结合,为嵌入式实时软件建模提供一种新的解决方案。本文分析和比较了当前国内外几种典型嵌入式实时软件建模的思想和方法,指出了它们各自存在的问题:分析了UML在嵌入式实时软件建模方面的不足,在对目前常见的UML扩展技术和方法进行研究的基础上,提出了一种将UML2.0与XYZ/E相结合对嵌入式实时软件建模的新方法;定义了UML2.0各个交互视图的形式化语法和XYZ/E时序逻辑语义;最后通过对一个汽车驾驶辅助系统进行建模,把本文提出的建模方法应用到嵌入式实时软件的实例中。本文通过将面向对象的可视化建模语言与基于时序逻辑的形式化方法结合起来对嵌入式实时软件建模,对嵌入式实时软件建模研究、UML2.0形式化语义研究和形式化方法在软件开发中的应用等方面都有一定的积极意义。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 嵌入式实时软件的定义
• 1.1.2 嵌入式实时软件的特征
• 1.1.3 嵌入式实时软件建模的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的研究内容及组织结构
• 2 基于UML与时序逻辑的嵌入式实时软件建模
• 2.1 UML2.0及其扩展方法分析
• 2.1.1 UML2.0概述
• 2.1.2 UML2.0交互图
• 2.1.3 UML扩展方法分析与比较
• 2.2 时序逻辑语言XYZ/E的相关概念
• 2.2.1 XYZ/E的基本内容
• 2.2.2 实时XYZ/E
• 2.3 UML2.0与XYZ/E相结合的嵌入式实时软件建模
• 2.4 本章小结
• 3 UML2.0交互图的XYZ/E时序逻辑语义
• 3.1 UML2.0顺序图的XYZ/E时序逻辑语义
• 3.1.1 UML2.0顺序图的语法
• 3.1.2 形式化语义
• 3.1.3 一个例子
• 3.2 UML2.0通信图的XYZ/E时序逻辑语义
• 3.2.1 UML2.0通信图的语法
• 3.2.2 形式化语义
• 3.2.3 一个例子
• 3.3 UML2.0时序图的XYZ/E时序逻辑语义
• 3.3.1 UML2.0时序图的语法
• 3.3.2 形式化语义
• 3.3.3 一个例子
• 3.4 UML2.0交互概况图的XYZ/E时序逻辑语义
• 3.4.1 UML2.0交互概况图的语法
• 3.4.2 形式化语义
• 3.4.3 一个例子
• 3.5 本章小结
• 4 实例分析:一个汽车驾驶辅助系统的建模研究
• 4.1 系统介绍
• 4.2 系统建模
• 4.2.1 自适应巡航控制系统
• 4.2.2 智能安全气囊系统
• 4.2.3 系统的整体模型
• 4.3 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 本文工作总结
• 5.2 下一步工作
• 参考文献
• 附:作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录、科研情况
• 致谢