基于Ada的并发软件图形化设计方法的研究与实现

论文摘要

虽然在单机时代已经提出了并发性的概念,但在分布式系统日益广泛应用的今天,并发性的重要性无疑是更大了。然而,可靠而高效的并发软件比顺序程序更难以开发。并发软件的设计容易出错,主要在于其并发性。这已经成为并行、分布式系统的瓶颈问题。 “一图胜百言”。在顺序程序设计中起着重要作用的图形表示对于并发软件的开发就显得有些无能为力。为应对这种挑战,人们又努力去探求新的描述工具。并发软件的图形化设计方法研究与实现对改善并发软件的质量,提高并发软件的开发效率具有十分重要的意义。 另一方面,用图形表达并发软件有着实际的困难。由于并发软件必然是多任务的,而且这些任务之间要经常发生同步、互斥或通信。所以,多任务和通信是并发软件的显著特征。要在一张图上,既表达多个任务的详细流程,又表达它们之间的通信,会使图形变得过于复杂,难于描绘,也难于读和理解。这也是目前并发软件图形化设计方法研究中的薄弱环节。 针对目前的这种现状,我们对Ada程序的会合次序图,基于Ada的消息通信机制的并发软件设计语言CONDL及其图形化表示——泳道进行了学习与研究,在此基础上提出了并发软件设计图元和判定树的概念,利用图元、判定树相关规则和算法实现CONDL或泳道到Ada并发软件框架的生成过程。并发软件图形化设计方法的研究与实现提高了并发软件的设计与开发的效率,改善了并发软件的质量。 本文在对Ada程序会合次序图、并发软件设计语言CONDL及其图形化表示等主要理论进行整体介绍后,详细探讨了CONDL到并发软件设计语言分析系统CONDLAS实现中的一些关键技术,最后对系统的设计原理与主要模块的实现方法进行讨论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 已有的研究成果
• 1.2.2 存在的问题
• 1.3 研究工作介绍
• 1.4 论文的章节安排
• 第二章 ADA的并发机制与会合次序图
• 2.1 并发软件的特点
• 2.2 ADA语言
• 2.2.1 Ada语言的特点
• 2.2.2 Ada语言的并发机制
• 2.3 ADA程序的会合次序图
• 2.3.1 Ada会合之间的关系和关系的分类
• 2.3.2 会合嵌套树
• 2.3.3 会合次序图的思路
• 2.3.4 会合次序图的定义
• 2.5 本章小结
• 第三章 并发软件图形化设计
• 3.1 并发设计语言CONDL
• 3.1.1 设计思想
• 3.1.2 基本假设及通信之间的关系
• 3.1.3 并发设计语言 CONDL的定义
• 3.2 并发软件的图形化表示——泳道
• 3.2.1 基本定义及简单通信表示
• 3.2.2 其他通信表示
• 3.3 本章小结
• 第四章 CONDLAS实现的关键技术研究
• 4.1 并发软件设计基本表示单位——图元
• 4.1.1 图元的设置，语义和表示
• 4.1.2 图元之间关系表示
• 4.2 并发软件设计语言中制约关系的分析
• 4.2.1 同步
• 4.2.2 互斥
• 4.2.3 判定树
• 4.3 图元与程序框架的映射
• 4.3.1 判定树生成规则
• 4.3.2 判定规则
• 4.3.3 程序生成规则
• 4.3.4 实现模型
• 4.4 范例解析
• 4.5 本章小结
• 第五章 CONDLAS的设计与实现
• 5.1 总体设计目标
• 5.2 系统设计原理
• 5.2.1 图元管理
• 5.2.2 基本Ada程序框图的生成
• 5.3 系统功能模块设计
• 5.4 系统原型相关界面
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表的论文和参与的项目