基于CPS的实时系统的面向方面的中间件研究

摘要

网络和信息技术的不断发展,当前计算环境正发生着深刻的变革,使得分布式实时系统的应用领域变得越来越广泛。随着普适计算及自主计算等新的应用在计算机软件领域的出现,实际的应用对分布式系统和基础中间件平台在定制和动态适应的方面的需求有所增加。当前,两个高度互补的技术——面向方面编程和反射中间件技术已经被应用,以解决这些方面的挑战。然而,这两种技术至今仍然彼此孤立的考虑。若能把这两种技术结合在一起,会更好的支持分布式系统的动态工程。
　　 与此对应,作为基础应用软件的中间件,已成为分布式实时系统开发、集成、部署、运行、管理的关键的支撑软件。在分布式实时系统,要求中间件具有在运行时能根据环境的改变而动态地进行结构和行为的适应性剪裁和重新配置的能力,以便为上层的实时应用提供实时的、可靠的服务,但是,目前的面向对象中间件的这方面的能力显然是不足的。
　　 面向方面软件开发的目的是用方面模块化横切系统的非功能性需求。通过把面向方面软件开发方法运用到中间件的开发过程中,可以消除传统中间件固有的很多问题。现代的中间件基础设施。其模型通过几十年的发展,演变成由一层层的功能层组成的结构,以此来支持广泛的应用。然而,对于特征丰富和拥有很多功能层的Cyber Physical System系统来说,用以上的层次模型表示,往往使性能消耗过度。
　　 本文针对CPS系统对面向方面中间件的要求,着重从以下几个部分进行研究:
　　 首先,对国内外中间件的研究现状做了一个综合概括,包括面向方面中间件、实时中间件、面向方面的实时中间件等。然后,阐述了研究所需的理论基础。其次,对面向方面中间件进行系统化研究。最后,分析面向方面和反射技术现有的研究领域,主要从两个方面:一是从编程语言和中间件方面探讨,二是从方面和反射两者之间的核心关系方面探讨。在以上分析确定的原则的基础上,得到一个方面和反射元模型。同时,研究使用AOP技术专业化中间件。由这项研究结果推断:在自动专业化中间件方面,AOP技术扮演着一个重要的角色。