分布式异构的实时系统的面向方面建模方法

摘要

“关注点分离”一直都是软件开发的一个重要目标和原则。针对面向对象技术在处理分散于系统各处的横切关注点上的不足，业界提出了面向方面编程。面向方面编程是在现有的面向对象编程的基础上，通过引入一个“方面”概念而产生一种基于关注点(concern)分离的新技术，系统不同的关注点能够分离并单独进行设计。由于面向方面方法在处理关注点分离上有优势，所以它被越来越多的软件系统引入来处理诸如安全性、授权、验证和异常处理等横切需求，因此软件界又提出了面向方面软件开发。面向方面的软件开发方法使横切于整个系统中的关注点的实现更具有模块性，容易实现系统的演化。系统功能构件设计时不需要考虑散杂在对象中的关注点，这样提高了模块的可追踪性、模块的可重用性、系统的可维护性。面向方面建模在软件开发各个阶段用一致的方法来详述、可视化、构造和文档化方面相关产品，在整个软件开发过程可以使用面向方面技术。 UML是一种定义良好，易于表达、构建、文档化和可视化的建模语言。它捕捉了被构建系统的有关决策和理解，用来理解、设计、浏览、配置、维护以及控制系统的信息，UML可以与所有开发方法，生命阶段、应用领域及媒介一同使用，统一了过去的建模技术和经验，将当前软件的最佳实践合并之标准的方法。具有众多的开发工具与技术支持，它的扩展机制可以应用于不同的领域与场合。 分布式异构实时系统是现实世界最为复杂的一类系统，利用基于UML扩展机制进行面向方面的建模，根据关注点分离技术，把系统的实时性方面、异构方面、分布方面、调度方面和同步方面从系统中分离出，对UML建模语言进行扩展，对实时性方面建立时间特性的方面模型，异构方面建立中间件模型，分布方面建立方面的并行/并发模型，调度方面建立方面调度模型，同步方面建立同步模型来完成分布式异构实时系统的建模。 本文系统地介绍了面向方面技术的基本概念及核心思想，完整的介绍了面向方面建模领域的研究现状。对UML扩展机制进行分析，对其在面向方面的建模方法进行了研究和阐述，对分布式异构实时系统特点进行了分析阐述，建立了实时性、异构、调度、并发于同步的UML扩展模型并给出了一个应用实例。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1本研究课题的学术背景及理论与实际意义

1.2国内外文献综述

1.3本研究课题的来源

1.4主要研究内容

1.5论文结构

第二章分布式异构实时系统

2.1实时系统

2.1.1实时系统的定义

2.1.2实时系统分类

2.1.3实时系统的特点

2.2分布式系统

2.2.1分布式系统定义

2.2.2分布式系统分类

2.2.3分布式系统特点

2.3分布式异构实时系统

2.3.1分布式异构实时系统定义

2.3.2分布式异构实时系统分类

2.3.3分布式异构实时系统特点

第三章软件开发技术

3.1传统软件开发技术的发展

3.2面向过程的软件开发方法

3.3面向对象的软件开发方法

3.4传统开发方法存在的不足

3.4.1面向过程编程面临的问题

3.4.2传统面向对象编程面临的问题

3.5当前解决的办法

3.5.1使用混入类

3.5.2行为型设计模式

3.5.3面向特定问题域的解决方式

3.5.4 ASOC和AOSD

第四章面向方面软件开发

4.1面向方面技术的发展过程

4.1.1面向方面技术的提出

4.2 AOSD发展现状

4.3 AOSD的优势

4.4面向方面的基本概念

4.4.1连接点

4.4.2横切点

4.4.3通知

4.4.4类型问声明

4.4.5方面

4.4.6编织

第五章面向方面的建模过程

5.1计划阶段

5.1.1计划阶段的任务

5.2分析阶段

5.2.1分析阶段的任务

5.3设计阶段

5.3.1设计阶段的任务

第六章基于UML的面向方面建模

6.1 UML简介

6.2 UML的扩展机制

6.3基于UML扩展机制的面向方面建模

6.3.1面向方面系统建模的UML框架

6.3.2扩展UML表达方面概念

第七章基于面向方面分布式异构实时系统的建模方法

7.1系统需求

7.1.1系统体系结构

7.1.2系统任务

7.1.3系统功能需求

7.1.4系统性能需求

7.2系统分析与设计

7.2.1扩展UML表达分布式异构的实时系统的方面概念

7.2.2方面实时模型

7.2.3并行方面模型

7.2.4调度方面模型

7.2.5异构方面组件模型

第八章分布式异构实时系统实例分析

8.1数字图书馆应用结构图

8.2数字图书馆用例图

8.3数字图书馆视频数据服务时序图

8.4基于方面的数字图书馆体系结构

8.5基于方面的UML扩展

8.5.1并行方面的UML扩展

8.5.2数字图书馆异构组件的UML扩展

8.5.3实时方面的UML扩展

结束语

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢