基于状态图模型的HFC网络设备管理代理开发研究

论文摘要

嵌入式管理代理在开放式HFC网络设备管理系统中发挥着至关重要的承载和核心作用。管理代理的功能随着实际需要不断增加或增强,其系统复杂度也相应地提高。传统的嵌入式软件开发方法已不能满足需要,因而必须寻求新的方法。状态图是描述反应式嵌入式系统复杂行为的有力工具,是分析和设计嵌入式管理代理应用软件的合理选择。论文首先对开放式HFC网管系统的体系结构进行研究;接着介绍了UML的基本概念、扩展特征及其在嵌入式系统模型驱动开发中的应用,并探讨了基于UML的建模策略;同时还介绍了传统有限状态机的原理,并指出其不足之处,进而详细描述目前先进的UML状态图原理及应用,还提出一种利用混合图识别状态的方案和一种利用层级树辅助状态图建模的方案,并给出本文建模过程规划。在此基础上,结合当前HFC网络设备管理代理的需求,把UML状态图应用于管理代理的软件分析与设计,以EDFA设备为例,详细探讨了软件需求分析与建模过程。论文以需求分析为基础,以状态图模型构建为核心,运用面向对象的方法,构建了软件的用例模型、对象结构模型和行为模型。然后,描述了所设计系统整体层级状态图设计、状态图模型与实时操作系统的集成方法、系统实时框架和硬件架构。最后,通过可视化状态图建模工具实现系统的模型仿真、有效性验证和动态规范性验证,并给出了测试结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 研究现状及存在问题
• 1.2.1 HFC网管系统的标准化
• 1.2.2 管理代理开发环境的平台化
• 1.2.3 嵌入式软件开发方法的模型化
• 1.3 研究目标及主要贡献
• 1.4 论文的章节安排
• 第2章 开放式HFC网管系统体系结构简介
• 2.1 系统的功能和层次
• 2.2 系统的组成和接口
• 2.3 系统的协议模型
• 2.4 系统的开放性和兼容性
• 2.5 本章小结
• 第3章 基于模型的开发研究
• 3.1 UML简介
• 3.1.1 基本概念
• 3.1.2 扩展特征
• 3.1.3 UML2.0 与模型驱动开发
• 3.2 建模策略探讨
• 3.3 状态图建模机制
• 3.3.1 传统有限状态机的概念和缺点
• 3.3.2 状态图的概念、优点和适用范围
• 3.4 状态图建模工具visualSTATE
• 3.4.1 建模环境的组成
• 3.4.2 visualSTATE中的建模组件
• 3.4.3 visualSTATE中状态机的特点
• 3.5 管理代理开发过程规划
• 3.5.1 一种利用混合图识别状态的方案
• 3.5.2 一种利用层级树辅助状态图建模的方案
• 3.5.3 本课题的ROPES过程裁减和定制
• 3.6 本章小结
• 第4章 嵌入式管理代理的分析与建模
• 4.1 嵌入式管理代理简介
• 4.1.1 系统位置和主要功能
• 4.1.2 系统原理和技术特点
• 4.2 需求分析
• 4.2.1 系统上下文范围
• 4.2.2 外部事件识别
• 4.2.3 用例模型与用例场景
• 4.3 管理代理对象结构分析及建模
• 4.3.1 识别对象及对象关联
• 4.3.2 建立系统整体类图
• 4.3.3 建立各子系统类图
• 4.4 管理代理对象行为分析及建模
• 4.4.1 系统状态识别
• 4.4.2 构建子系统状态图模型
• 4.5 架构设计
• 4.5.1 构建系统整体层级状态图
• 4.5.2 基于RTOS的并发架构设计
• 4.5.3 嵌入式管理代理实时框架
• 4.5.4 系统硬件架构设计
• 4.6 转换与测试
• 4.7 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 下一步工作计划
• 参考文献
• 致谢