基于模型的嵌入式系统软件工程语言AADL与UML的比较
AADL综述
AADL:嵌入式实时系统体系结构设计与分析语言综述摘要：结构分析和设计语言(architecture analysis and design language)是嵌入式实时系统的一种体系结构描述语言标准，广泛应用于航空宇航工业中对安全关键应用系统模型的建模。
本文首先归纳了AADL的发展历程及其主要建模元素。
其次，介绍了模型检测方法的研究和应用，并就航电系统与模型检测方法做了研究和分析。
最后，探讨了AADL 模型转化为形式化模型，并用模型检测方法进行验证和分析的方法和可行性。
关键字嵌入式实时系统AADL 建模形式化方法模型验证1.引言嵌入式实时系统广泛应用于航空航天、汽车控制、机器人、等安全关键系统领域。
由于计算精度、实时响应的要求的提高，系统变得越来越复杂，如何设计与实现具有高可靠性、高质量的复杂嵌入式实时系统，同时有效的控制开发的效率和成本，成为学术界和工业界共同的话题。
模型驱动开发方法(model driven develop- ment，简称MDD)能够在早期阶段对系统进行分析与验证，有助于保证系统的质量属性，并有效控制开发时间与成本。
而质量属性是由系统体系结构决定的[1]。
因此，基于体系结构模型驱动(model-based architecture-driven)的设计与开发方法成为复杂嵌入式系统领域的重要研究内容。
其中一个重要的方面就是研究合适的体系结构描述语言。
常用的体系结构描述语言主要有UML(unifi-ed modeling language) 和ADL (architecture description language)。
UML侧重描述系统的软件体系结构，为了支持嵌入式实时系统的非功能属性分析，OMG(Object Management Group)先后定义了UML Profile for SPT(schedulability，perfor-mance，and time，简称SPT)[2]，UML Profile for Qos/FT(quality of service and fault tolerance，简称Qos/FT)[3]以及UML Profile MARTE(modeling and analysis of real-time and embedded sys-tems)[4]，它们继承了UML 的多模型多分析方法，因此模型之间可能存在不一致性；而C2，Darwin，Wright，Aesop，Unicon，Rapide 等ADL都是通用领域的软件体系结构描述语言，难以满足软硬件协同设计、实时响应、资源受限等特定需求;MetaH 是面向航空电子系统的ADL，可以用于嵌入式实时系统体系结构描述与分析，但MetaH 在支持运行时体系结构描述、可扩展、与其他ADL 兼容以及复杂系统设计等方面有所欠缺。
基于UML的嵌入式硬件系统模型研究
基于UML的嵌入式硬件系统模型研究
面向对象方法是当前计算机领域在系统建模方面最流行的一种设计方法，
它与传统的开发方法不同，把对象作为研究问题的核心，把事物从具体抽象为
一般，运用封装技术减少模块间的耦合度，有利于模块的重复利用，降低开发
成本。
UML 技术是当前系统开发中常用的面向对象技术，它吸取了面向对象
技术领域中其他流派的长处，同时也包括非面向对象的方法，是一种定义良好、
易于表达、功能强大且普遍适用的面向对象建模技术。
本文把该技术运用到嵌
入式硬件系统的描述中，通过分析、设计、实现，初步得到嵌入式硬件系统的
模型。
一、UML
UML（Unified Modeling Language，统一建模语言），是一套用来设计软硬件蓝图的标准图形化建模语言，也是一种可视化的面向对象模型分析语言[1]，它
使软、硬件系统的设计充分经历需求分析、全局设计、详细设计、实施部署等
阶段。
UML 是在Booch、Rumbaugh 和Jacobson 三人的共同努力下，于1996 年6 月统一了Booch、OMT(Object Modeling Technology，对象建模技术)和OOSE（Object-Oriented Software Engineering，面向对象软件工程）等方法得到的。
统一建模语言UML 主要由静态图和动态图来定义，常用的图形有9 种。
静态图分为：类图、部署图、组件图、对象图、用例图；动态图分为：序列图、
合作图、状态图、活动图。
整个UML 建模可分为概念级建模、逻辑级建模、
物理级建模三个过程，如图1。
图1 UML 建模过程
二、设计模式。
基于UML的嵌入式ATM系统软件模型
基于UML的嵌入式ATM系统软件模型基于UML的嵌入式ATM系统软件模型UML（Unified Modeling Language，统一建模语言），是一种面向对象的建模语言。
它的主要作用是帮助用户对软件系统进行面向对象的描述和建模，它可以描述这个软件开发过程从需求分析直到实现和测试的全过程，所以它在嵌入式系统中起到了很大作用。
本文将重点讨论如何在嵌人式系统软件设计中使用UML技术。
1统一建模语言UML及其集成1.1统一建模语言UML，UML起源于世界对象建模组织所颁布的一个标准，是一种图形化的语言，它支持模型化和系统开发技术。
也能够在产品开发过程中每个阶段提供模型化和可视化支持，所以UML又称作为建模语言。
1.2 UML的集成标准建模语言UML的重要内容可以由下列5类图来定义：第一类是用例图（use case diagram），从用户的角度描述系统功能，并指出各功能的操。
第二类是静态图（static diagram），包括类图、对象图和包图。
其中类图描述系统中类的静态结构。
对象图是类图的实例，使用与类图几乎完全相同的标识。
包图用于描述系统的分层结构。
第三类是行为图（behavior diagram），描述系统的动态模型和组成对象之间的交互关系，包括状态图和活动图。
其中状态图描述类的对象所有可能的状态以及事件发生时状态的转移条件。
而活动图描述满足用例要求所要进行的活动以及活动间的约束关系。
第四类是交互图（interactive diagram）描述对象间的交互关系，包括时序图和合作图。
前者是对象交互的顺序起强调作用。
后者是对象间的上下级关系起强调作用。
第五类是实现图（implementation diagram），包括组件图和配置图。
前者描述代码部件的物理结构及各组件之间依赖关系。
后者定义系统中软硬件的物理体系结构。
2 UML在ATM自动取款机系统设计中的应用2.1系统概述ATM自动取款机，是计算机控制的自动出纳系统。
1-软件工程与UML概述
1-软件工程与UML概述1软件工程与UML概述软件工程简介软件工程是一门涉及开发、设计、测试和维护软件的学科。
它涉及一系列原则、方法和工具，旨在提高软件的质量、效率和可靠性。
软件工程师使用系统化的、规范的方法来开发和维护软件系统，以提供满足用户需求的高质量软件解决方案。
UML简介UML（统一建模语言）是一种用于软件系统建模的图形化语言。
它是由OMG（对象管理组织）开发和维护的标准。
UML提供了一套丰富的图形符号，用于描述和可视化软件系统的结构、行为和交互关系。
UML图形包括用例图、类图、时序图、活动图等，它们可以帮助开发人员更好地理解和沟通软件系统的设计和功能。
软件工程与UML之间的关系软件工程是一种方法论，提供了一系列的原则、方法和工具来管理和开发软件系统。
而UML是一种用于可视化和描述软件系统的图形化语言。
两者之间有很强的关联和相互依赖关系。
在软件工程中，使用UML可以帮助开发者更好地理解和描述软件系统的设计思想和功能需求。
UML图形可以提供直观和可视化的表示，帮助开发者更好地沟通和交流。
通过使用UML，开发者可以更好地管理项目，进行需求分析和系统设计。
软件工程师在软件开发的不同阶段使用UML来支持其工作。
在需求分析阶段，软件工程师可以使用用例图来识别系统的需求和用户行为。
在系统设计阶段，类图和时序图可以帮助工程师对系统结构和行为进行建模和描述。
在编码和测试阶段，活动图和状态图可以帮助工程师理解系统的流程和交互行为。
通过使用UML和软件工程的方法，开发者可以更好地管理项目的规模、进度和资源。
UML提供了一种标准化的方法来描述和可视化软件系统，从而提高开发效率和质量。
UML的优点和应用UML作为一种标准化和通用的图形化语言，具有以下优点和应用：1. 提供了一种可视化和直观的方式来描述和沟通软件系统的设计和功能。
UML图形可以帮助开发者更好地理解和交流系统的架构和行为。
2. UML提供了一些丰富的图形符号，如用例图、类图、时序图等，可以用于不同的目的，如需求分析、系统设计、测试等。
211245933_一种基于B_方法的需求描述转化为AADL_模型的研究
0引言任务关键型系统是一种对实时性、可靠性和安全性等都有严格要求的系统，如应用在航空航天发动机管理系统、交通运输信号管理系统等。
所以，任务关键型系统的研发过程中应该采取何种技术或流程开发出高可靠性的系统产品也是业界研究和探讨的热点。
目前，基于模型驱动的软件开发方法因为可以提升和确保软件系统最终的质量，所以在业界得到了广泛的应用，同时业界也在探寻其他数学方式如形式化方法等来持续提升系统的可靠性、安全性等非功能属性。
B方法是一种面向模型的形式化需求方法，用伪代码描述系统需求模型，对系统原始需进行形式化描述。
结构分析与设计语言（ArchitectureAnalysis&Desing Language，AADL）被认为是基于模型驱动的嵌入式实时系统设计与实现的基础，可以对任务关键系统进行设计建模。
为了确保任务关键系统的模型满足系统的原始需求，本文提出了一种基于形式化B方法生成AADL模型的方法，在需求阶段采用形式化的B方法描述系统的需求，通过构建B 方法与AADL的语法映射规则，由B方法形式化需求描述生成相应的AADL模型，从而确保AADL设计模型的正确性。
后续可以使用模型驱动的测试方法，基于AADL模型生成测试用例对系统直接开展验证，从而基于模型保证需求描述到测试用例的自动转换，减小对需求理解的偏差，提升和保证测试用例对需求覆盖的精确性、全面性。
1相关技术1.1B方法形式化方法是指建立在严格数学基础上的软件开发方法。
在软件开发过程中，从需求分析、规格说明、设计、编程、系统集成、测试、文档生成直至维护的各阶段，凡是采用严格的数学语言、具有精确的数学语义的方法都称为形式化方法［1］。
B方法是一种基于模型的软件构造方法，类似于VDM（Vienna Development Method）和Z（一种基于一阶谓词逻辑和集合论的形式规格说明语言）［2］。
B语言支持规格说明，并且支持继规格说明之后所有的精化和设计步骤［3］。
基于UML的嵌入式ATM系统软件模型
关 键词 ： ＵＭＬ 嵌入 式 系统 ； 件 建模 ； Ｔ 系统 ； 软 Ａ Ｍ 中 图 分 类 号 ： Ｐ １ 文 献标 识 码 ： 文章 编 号 ：０９ ３ ４ （０ ２０— ５ １ ０ Ｔ ３１ Ａ １ ０ — ０ ４２ １ ）７ １７ — ２
Ｂａ ｅ ｎ ＵＭ Ｌ ｓｄ ｏ Ｅｍｂ ｄ ｅ ｙ ｔ ｍ ｏ ｔ ｒ ｏ ｅ ｅ ｄ ｄ Ｓ ｓｅ Ｓ ｆｗａ ｅＭ ｄ ｌ ＡＴＭ
ｔｍ ｓＲ ｒ ｄ ｌａｓ ｌ ｖｓａ ｇａ ｈｃ ｄ ｓ ｂ ｓ ｍ ｏｊ ｃ， ｋ ｅ ｒｔ ａ ｍｏ ｅ ｎ ｅ ｏｅｄｖ ｌ ｍｅ ｔ ｒｃ ｓ ｒａ ｚ ｄ ｅ ｏ ｗａ ｍｏ ｅ ｉ ｅ ｉ ｌ ｒ ｉｓ ｅ ｒ ｅｓ ｔ ｂｅ ｔｍａ ｅ ｈ ｏｅ ｃｌ ｄ ｌ ｇ ｉ ｔ ｌ ｅ ｅ ｐ ｎ ｏ ｅｓ ｅｌ ｅ ｅ ， ｍｐ ｕ ｐ ｃ ｉ ｙｅ ｔ ｉ ｉ ｎ ｈ ｗｈ ｏ ｐ ｉ
软件工程中的物联网与嵌入式系统
软件工程中的物联网与嵌入式系统物联网和嵌入式系统是当今软件工程领域中非常重要的概念和技术。
它们的结合与应用为我们的生活带来了巨大的便利和改变。
本文将探讨物联网和嵌入式系统在软件工程中的作用与挑战。
一、物联网的概述物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过互联网连接、通信和共享数据的一系列设备、传感器和物体组成的系统。
物联网的基本构成包括感知层、网关层、网络层和应用层。
感知层通过各种传感器和设备获取环境数据，网关层进行数据的处理和传输，网络层负责数据的传递和通信，应用层实现各种功能和应用。
二、嵌入式系统的概述嵌入式系统（Embedded System）是指内嵌在其他设备或系统中，以完成特定任务的计算机系统。
它通常包括处理器、内存、输入输出接口、操作系统和应用软件等组成部分。
嵌入式系统广泛应用于各个领域，例如智能手机、智能家居、汽车电子等。
三、物联网与嵌入式系统的关系物联网和嵌入式系统之间存在着密不可分的联系与依赖。
物联网借助嵌入式系统实现设备的感知、数据的处理和通信的能力。
嵌入式系统为物联网提供硬件支持和计算能力，并负责将各种传感器和设备与物联网相连接。
可以说，嵌入式系统是物联网的基础与关键。
四、物联网与嵌入式系统的应用物联网和嵌入式系统在各个行业和领域都有着广泛的应用。
例如，在智能家居领域，通过连接嵌入式系统的各种设备和传感器，我们可以实现灯光、温度、安防等的智能控制和管理。
在智能交通领域，嵌入式系统可以实现车辆的自动驾驶和交通管理等功能。
五、物联网与嵌入式系统的挑战随着物联网和嵌入式系统的快速发展，也面临着一些挑战和问题。
首先是安全和隐私问题，由于物联网连接了大量的设备和传感器，网络的安全和隐私保护成为了重要的议题。
其次是系统的稳定性和可靠性，嵌入式系统的错误或故障可能导致物联网系统的崩溃或数据的丢失。
还有就是标准和协议的统一性，物联网涉及到多个厂商和设备，需要制定一套统一的标准与协议。
UML软件分析与建模技术在嵌入式指纹门禁系统中的应用研究
UML软件分析与建模技术在嵌入式指纹门禁系统中的应用研究嵌入式系统的开发是一个软硬件协同设计过程，它需要不同技术背景的人共同开发．而传统的嵌入式软件分析与设计方法严重脱节，开发过程没有—个确定的统一的标准，这使得产品形成的每一个过程人为因素影响严重．此外，分析设计的结果不能在开发类似项目或产品时重用．以上几个问题成为多年来制约嵌入式系统发展的主要瓶颈，使得大部分嵌入式软件的开发工作变得十分困难甚至无法进行．作为面向对象建模技术的标准，UML适合于将复杂的系统设计问题简单化．它采用面向对象图形的方式对系统进行描述，支持从分析、设计到建模的全过程．按照UML规范，使用CASE工具Ra ti onal Ros e对嵌入式系统建模，不仅可以使系统分析设计实现标准化，而且将UML分析建模的构建方法和相应的集成和测试策略结合在一起，完全可以实现系统分析、设计和制作、测试分别由不同的项目成员在统一、一贯的方式下完成，这将会使高质量的嵌入式系统的开发变得更为容易．1、指纹门禁系统需求分析目前，将指纹识别技术应用到各种需要身份验证的系统或者嵌入到原有的大量保安系统，会大大提高系统的安全性和便捷性．本文中，设计了一个嵌入式指纹门禁系统，它使用指纹识别技术来验证用户身份，并提供了一套完整的软硬件来实现门禁系统的日常管理．主要包括：用户信息注册、删除、查询、指纹比对、门禁控制和监视以及日志管理等．针对嵌入式指纹门禁系统的复杂性，在本系统的开发中，按照UML规范，采用基于UML的嵌入式软件分析与建模方法，使用CASE工具 Rational R0 绘制了各种模型图，从不同的层次和角度为系统的分析、设计、验证以及实现过程提供支持，详细讨论了如何使用UML辅助完成整个系统的开发．1．1 系统功能需求建模过程首先应该从系统中的类开始，为了理解类的结构，需要对系统及其工作过程做一个总体陈述．经分析，该系统包含一个电动门、一个指纹传感器、一个微处理器、一个存储指纹库的存储系统、一个数字键盘、一个十字型按键、一个液晶显示屏、一个电动门以及两个状态灯．系统从指纹传感器中获取指纹数据，并在微处理器中进行预处理和特征提取，获取指纹的生物代码信息，并与指纹库中注册用户的指纹模板进行匹配算法的验证，并输出结果，通过状态灯显示，同时根据匹配结果发送控制信号控制门的开关．通过对系统及类做进一步分析可得到系统总的类图如图1所示．通过这幅图我们可以得知系统中所包含的基础类及其相互之间的关系，为后文动态模型的建立奠定了基础．图1 指纹门禁系统类图1．2 用例说明通过对系统的需求分析，我们确定了该系统需要实现的功能．那么如何形象化地描述这些功能，以便使我们更好地与用户沟通，更准确地了解他们的需求呢？这就要使用UML的用例模型．在UML中，用例可以被描述为参与者与系统之间的一次交互作用．每一个用例都是一种不同的使用系统的方法，都会产生不同的结果．而角色是与系统交互的对象，它是使用该系统的人或者其它系统．用例图列出了用户最想要的功能以及每个功能的描述．经分析，本系统的用例图如图2所示．图2 指纹门禁系统用例图从图中我们可以明确地了解到系统的功能需求．该系统主要有两类用户：普通用户和管理员．“启动系统”用例表明系统初始化时要进行传感器和微处理器等的自检．进入正常工作状态以后，普通用户可以通过“身份验证”用例进行指纹验证．如果是未注册用户则在获得合法II）的前提条件下，通过“注册”用例注册自己的相关信息．系统提供的“开／关门”用例则主要是根据指纹匹配结果，通过信号线将控制信号传输给门的驱动电动机以此来控制门的开关．管理员主要负责系统维护，可以使用“注册”、“查找”和“删除”等用例进行信息管理操作．由于在该阶段我们对系统还没有充分理解，同时为了控制用例的数目，在这里我们只是给出了系统的总体用例模型，在随后的详细设计阶段我们可以对这些用例进行进一步的细化以精化系统的需求．2、指纹门禁系统设计需求分析完成以后，可以依据分析结果和所建立的模型图进一步指导系统的设计．系统设计主要包括了用例详细设计、类设计、数据模型设计等．2．1 用例详细设计详细设计阶段需要对系统需求中的每个用例进行详细的分析，并以一种通用的表示来文档化，以便使开发人员更清晰得了解每个用例的具体实现过程．本文以指纹验证用例为实例，对该用例进行更进一步的详细分析，它包含了指纹采集、预处理、图像增强、细化、二值化处理、特征码提取、比对、结果输出等过程，这些过程都可以通过文档清晰地表示．我们在描述系统用例时，是从用户角度出发的，没有涉及系统内部．通过分析得到满足系统需求的类之后，便可根据用例驱动的思想，通过类之间的交互来实现用例．嵌入式系统一般都要与硬件设备如传感器等进行交互，同时还有很强的时间和内存空间的约束．交互图就是用来描述对象间的动态交互行为的，它一步步地显示了使用案例的流程．在UML中定义了两种交互框图：顺序图和合作图．这两种框图显示同一信息，但组织方式不同．顺序图按时间排序，依次显示对象间进行的操作；合作图则以数据流为中心，显示各个对象间的数据交换情况．由于顺序图能更好地说明对象间的交互顺序，有利于我们理解系统，所以本文以“指纹验证”用例的顺序图（见图3）为例来描述对象之间的交互过程．其它用例都可以采用此种方法来详细说明，以便我们更清晰地了解系统每个功能（用例）的具体实现过程．图3 指纹验证用例顺序图2．2 类设计UML规范按照类职责不同将系统设计类分为边界类、实体类和控制类．其中实体类是系统运行的数据基础类，也是类设计的核心部分．按照RUP的思想，采用名词分析法对系统需求进行分析，便可以得到大部分的实体类．对于指纹门禁系统而言，指纹信息数据是系统的核心数据，同时，一些相关的管理信息也是实体类的组成部分，主要有用户信息、系统13志等等．在这里我们只对系统中两个主要类进行分析，如下表格1，2所示．表1 指纹图象FingerImage实体类表2 指纹特征Finge rf eature实体类2．3 数据库模型设计完成实体类的分析与设计之后，可建立其数据库模型．在本系统中采用Pc 机与嵌入式处理器之间的通信来管理相应的数据，因此PC机上数据管理系统的数据库模型设计如下图4所示．数据库表组成包括注册用户管理、被鉴定人信息、指纹特征数据和日志管理，数据库中表结构字段的描述与上文实体类成员变量的结构是相对应的．例如：注册用户信息由RegisterUse rs表组织，设置的字段有：用户ID、姓名、用户级别等；指纹图像数据表Fin- gerimage设置的字段有：图像名称、图像保存路径、图像特征数、图像宽度、高度等；指纹特征数据表FingerFeature设置的字段有：ID、注册用户指纹特征、被鉴定人指纹特征、指纹特征数等，完全可以满足系统的需求．图中其它各表的详细数据项描述可根据实际的需要来设计，在此不作过多举例说明．各个表间的连线表示数据表约束，例如：RegisterUs-ers表和W or klog表之间的对应关系为一个注册用户可以对应多条日志记录．同时，RegisterUsers表的主键用户 ID）是表WoALog的外键，图中其他依赖关系表示含义相同．3、指纹门禁系统实现与集成测试通过反复迭代上述建模及模型验证过程，便可建立起整个系统的正确模型．建模工作流完成以后便是系统的实现阶段，此阶段主要进行下列工作：（1）实现平台的选择①硬件的设计与实现本系统硬件平台采用SAMSUNG公司的S3C2410开发板设计实现，CPU采用，S3C2410A ARM920T．②系统软件的设计与实现ARM应用软件的开发需要交叉编译环境，而在Windows平台下常用的ARM SD T调试器提供了一个集成开发环境］DE，可以在一台Pc机上完成编辑、编译、链接、下载和调试等工作．开发工具安装之后，可以用ARM Project Manager来生成一个自己的工程，并在ARM Debuggefor Windows下进行调试．因此，本系统的指纹图像处理及匹配算法采用V C语言在IDE中实现。
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２ ０１ ２年 １ Ｏ月
电
脑
与
信
息
技
术
Ｖｏ ．０ Ｎｏ． １２ ５ ０ｃ ＿ 【 ２０１ ２
Ｃｏ ｕ ｅ ｎ ｎｏ ｍａｉｎ ｍｏ ｔｒ ａ ｄ Ｉ ｆ ｒ ｔｏ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｖ ｃ ｎ ｌｚ
文章 编 号 ：０ ５ １２ （０ ０ — ０ ４ ０ １０ — ２ ８ ２ １ ５ ０ ０ — ４ ２）
ｏ ｅ ｔｔ ｎ ｆ ｅ ｅ ｄ ｄ ｙｔｍ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｉ ｒ ｎａｉ ｏ ｍｂ ｄ ｅ ｓｓ ｏ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ．ＵＭ Ｌ 和 ＡＡ ｉ ｓ ｎ ａｄ ｆ ｍｏ ｅ—ｄ ｖ ｎ ｙｔｍ ｅ ｇｎ ｅｉｇ ｔｅ ＤＬ ｓ ａ ｔ ｄ ｒ ｏ ｄ ｌ ｒ ｅ ｓｓｅ ａ ｉ ｎ ｉｅ ｒ ． ｈ ｎ
Ｃ ｍｐ ｔ ｙｔｍｓ［】 ｓｉｇｏ： Ｅ ｏ ｐ ｔｒ ｏｉｔ Ｐｅｓ ０ ７ ｏ ｕｅ Ｓ ｓ ｒ ｅ ｃ． ｈｎｔｎＩ ＥＣ ｍ ｕｅ ｃ ｙ ｒｓ， ０ ： Ｗａ Ｅ Ｓ ｅ ２
３ ５ ３ ０ ６—７．
理论假设 ，例如它被编码成周期性的或非周期性的线 程， 周期性 的采样数据 ， 通信 的状态变量 ， 基于事件 的 控 制转移 ， 内存 和 时间 隔离策 略等 。
Ａ ＤＬ的发 展 与 研 究 方 向 Ａ
关 键 词 ： 入 式 实现 系统 ； 型 驱 动 ； Ａ （ｒ ｉ ｃ ｒ ａ ｓ ｄ ｅｇ ａｇａｅ ； 嵌 模 Ａ ＤＬ ａｃ ｔ ｔ ｅ ｎｌ ｉａ ｓｎｌ ｕห้องสมุดไป่ตู้ ）ＵＭＬ ＵｎｆｄＭｏ ｅｎ Ｌ ｎ ａｅ ｈ ｅ ｕ ａ ｙ ｓｎ ｄ ｉ ｎ （ ｉｅ ｉ ｄｌ ｇ ａｇ ｇ ） ｉ ｕ
降低软件风险的方法是 ： 改进“ 测试基础设施 ， 使 其 能 够 更 早 更 有效 地 识 别 和 减少 软 件 缺 陷 ”ｏ ［。使 用 １ １
Ｕ ＭＬ和 Ａ Ｄ Ａ Ｌ建 模 与分 析 ， 以为 软件 设计 师 在 软件 可 的结构 和行 为上 提供 重要 的洞察 力 。
参考 文献 ：
在今天 ， 产业 市 场 竞 争 显著 ， 业 系统 ， 别 是实 工 特
其 中的一部 分 ， 它定义 了关 于环境 的假设 。此外 ， 自 在 动分 析方 面 ，软 件 的任 何需 要都 应该 是清 晰 的 、明确
的 ， 以被 捕获 的 。 可 ２０ 年 Ｏ ０１ ＭＧ（ ｂｅｔ ｎ ｇｍｅｔ ｒｕ ） 出模 型 Ｏ ｊｃ Ｍａａ ｅ ｎ ｏ ｐ 提 Ｇ
【】 Ｆ ｉｒ Ｈ，ｅＮｚ Ｒ ｉｒ ｋＣ，ｅ ｉ Ｂ Ｆｏ Ｉ Ｓ ３ ｅｌ ｄ ｉＤ， ａ ｔｃ Ｌｗｓ Ａ．ｒｍ ＰＭｓｏＰ Ｍｓ【 】Ｉ： ｅＰ ｓｉ ｔ Ａ．ｎ
Ｐ ｏ ．ｆ ｈ ２ ｈ Ｉ ＥＥ ｎ ｅ ａｉ ｎ ｏ ｆｒ ｎ ｅｏ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｃｏ ｌ ｘ ｒ ｃｏ ｅ １ ｔ Ｅ ｔ Ｉ ｔｒ ｔｏ ａ Ｃ ｎ ｅ ｅ ｃ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｍｐ ｅ ｎ ｌ
Ｙ ＡＮ Ｇ ｉ Ｘ ａ
（ ｎ ｎＶｏ ａ ｏ ａ Ｃｏ ｅ ｅｏ Ｓ ｉ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ， ｈ ｎ ｓａ４ ０ ０ ， ｈｎ ） Ｈｕ ａ ｃ ｔ ｎｌ ｌ ｇ ｆ ｃｅ ｅａ ｄＴｅｈ ｏｏ ｙ Ｃ ａ ｇｈ １ ０ ４ Ｃ ｉａ ｉ ｌ ｎ
Ａｂｓ ｒ ｔ Ｔｈｅ ｏ ｕｓ ｆ ｅ ｂｅ ｔａｃ ： ｆ ｃ ｏ ｍ ｄｄｅ ｄ ｓ ｓｅ ｄ ｖ ｌ ｍ ｅ ｉ ｓ Ｓｅ ｆｏｍ ｔ ｃ ｅ ｅ ｌ ｏ ｈ ｍ ｏｄ ｌ ｌｖ ｌ ｉｈ ｈｅ ｙ ｔｍ ｅ ｅｏｐ ｎｔ ｓ ｈｉ ｄ ｒ ｈｅ ｏｄ ｌｖｅ ｔ ｔ ｅ ｅ ｅ ｅ ｗ ｔ ｔ ｉ ｒ ａｉ ｃ ｌ， ｃ ｍ ｐ ｅ ｔ ａ ｄ ｒｏ ｍ ａ ｃ ｏ ｍ ｂ ｄｄ ｄ ｙｓｅ ｎ ｔ ｅ ｎｃ ｅ ｓｎｇ ｓ ａｅ ｏ ｌｘｉｙ ｎ ｐｅ ｆｒ ｎ ｅ ｆ ｅ ｅ ｅ ｓ ｔ ｍ ａ ｄ ｈ ｍ ｏ ｌ ｒｖｅ ｄｅ—ｄ ｉ ｎ ａｃ ｉｅ ｔ ｅ ｔｎ ｓ ｏｒ ｇ ｎｅ ａ ｒ ｈｔ ｃｕｒ ｓａ ｄ ｆ ａ ｅ ｒｌ
术， 是一 种 明确 的执行语 义 ， 这种 语 义在 标准 文 档 中被 作 为一种 混 合 自动机 而被详 细定 义嘲 混合 自动机是 一 。 种 数学模 型 ，它 描述 了软 件 和物理 过程 是 如何 相互 作 用 的 。在 Ａ Ｄ Ａ Ｌ中的这 种可 执行 编码模 型是 被 嵌入 式 开 发者使 用 较多 的一 种结 构 ，它也 被作 为实 时 系统 的
・ ７・
Ａ Ｄ Ａ Ｌ的 核 心 重 点 是 运 行 时 体 系 结 构 建 模 和 分 析 。 行 时体 系结构 是一 种软 件结 构 ， 运 它定 义 了最终 执 行 的指令 序列 。这 个结 构 的定义 包括 线 程 ， 程 ， 理 进 处 器 和它们 之 间 的相 互作 用 （ 据 ，事 件 和事 件 数据 通 数 信 ）这种 相互 作用 封装 了他 们执 行 的功 能模 块 。运 行 ，
［】 Ｎ ｔ ｎｌＩｓｔｔ ｏ Ｓａｄｒｓａ ｄＴ ｓｎ． ｈ ｃｎｍｉ Ｉ ａｔ ｏ １ ａｉ ａ ｎｔｕｅ ｆ ｔ ａｄ ｎ ｅｔ ｇ Ｔ ｅＥ ｏ ｏ ｃ ｍｐｃｓ ｆ ｏ ｉ ｎ ｉ
时架构用具体 的特征属性来体现软件 系统 ，特征属性 有如 及 时性 ， 容错 性 ， 或安全 性 。 Ａ Ｄ Ａ Ｌ的 语 义 是 一 种 通 过 编 译 器 强 制 检 查 的 技
不仅 仅是 软件 本身 ， 还包 括相 互作用 的外 部环 境 。 这个 环境 包括 硬件 和物 理世界 。 因此 ， 软件 的屙 陛都 是 任何
收 稿 日期 ：０ ２ ０ — ８ ２ １ — ６ １
型的工程学工具在体系结 构的重要 性和 自动分析方
面 是 被 认 可 的 。 本 文 讨 论 这 种 工 具— — Ｕ Ｌ 和 Ｍ Ａ Ｄ 。它 们可 以促 进 了软件 体 系结构 建模 ， 提供 元 Ａ Ｌ 并
中图 分 类 号 ：Ｐ １ Ｔ３ １
文献 标 识 码 ： Ａ
Ｄｉ ｇ ａ ｓａ ｎｇ ｇ ｓｆ ｒＭ ｏ ｅ － ｓ ｄ Ｓｏ ｔ ｒ ａ ｒ ｍ ｎｄ Ｌａ ｕａ ｅ ｏ ｄ ｌ Ｂａ ｅ ｆｗａ ｅＥｎｇ ｎｅ ｒ ｎｇ ｏ ｂｅ ｄｅ ｉ ｅ ｉ ｆＥｍ ｄ ｄ Ｓｙ ｔ ｍｓ ＡＡＤＬ ｎ ｓｅ ： ａ ｄ ＵＭ Ｌ
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系统规 范转 换 为平 台相关 的系统规 范 。ＭＤ 的思 想 ［ Ａ ３ １ 非常适 合嵌 入式 系统 的建模 。作 为软件 工 程 的基 于模
软件项 目中有近 ８ ％的费用是用来纠正软件缺陷的。 ０ 而美 国国家科 学 院可靠软 件 系统委 员会 的一 项研 究揭 示［ 有效 降低 软件 项 目风险 可从两个 层 面着手 ： ２ １ ： 其一 ， 发展高层次的软件结构 ，限制组件之间的相互作用的 复杂 性 。这种结 构被 称为 软件架 构 。 二 ， 其 软件 的行 为
基于模型的嵌入 式 系统 软件 工程语 言 Ａ Ｄ Ａ Ｌ与 Ｕ ＭＬ的 比较
杨 夏
４００） １０ ４ （ 湖南科技 职业学院， 长沙
摘
要 ： 着嵌 入 式 系统规 模 、 杂 度 和性 能 需求 的提 升 ， 入 式 系统 开发 的重 点 从代 码级 提 前 到模 型级 ， 型 驱 动 体 系 随 复 嵌 模
代码。
驱动 体 系结构 （ ｄｌ ｒ ｅ ｒｈ ｅｔｒ， Ａ） ＭｏｅＤ ｉ ｎＡｃｉｃ ｅＭＤ 用来 处 ｖ ｔ ｕ
Ｎ Ｓ （ 国国家 标 准技术 研究 院 ） ＩＴ 美 的研究报 告称 ｌ １ ｊ ，
理软件开发模型。 Ｄ Ｍ Ａ的核心思想是从系统使用其硬 件 能力 的细节 中分离 出系统 的运行 规范 ，提供 独立 于 硬 件平 台 的系统描 述 ，选择硬 件平 台并 将平 台无 关 的
Ａ ＤＬ扩展 使用 范 围 表现 在错 误 附件 和行 为 附件 Ａ 上。 错误 和行 为 附件是 目前 对 于语言 而言 的标 准 附件 。 错误 附件能 够被 细化 ，体 系结 构 中的潜 在错 误 被状 态
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