基于CPS的實(shí)時(shí)系統(tǒng)的面向方面的QoS建模.pdf

1、服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service,QoS)是指與用戶對(duì)服務(wù)滿意程度相關(guān)的各種性能效果。在軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中,性能、可用性、可靠性和安全性等QoS方面決定了整個(gè)軟件系統(tǒng)對(duì)于使用者而言是否“有用”,因此QoS是系統(tǒng)不可或缺的重要方面。
　　 面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)(Object-Oriented Software Development,OOSD)技術(shù)使得軟件系統(tǒng)更容易設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),并且具有良好的可復(fù)用性和可擴(kuò)展性。然而在對(duì)象內(nèi)部

2、,性能、可用性、可靠性和安全性等QoS橫切關(guān)注點(diǎn)的代碼與核心關(guān)注點(diǎn)的代碼混雜在一起,不僅降低了程序的可理解性,更嚴(yán)重限制了程序的可復(fù)用性和可擴(kuò)展性,OOSD技術(shù)對(duì)此卻無(wú)能為力。
　　 面向方面軟件開(kāi)發(fā)(Aspect-Oriented Software Development,AOSD)技術(shù)繼承并發(fā)展了OOSD的思想,它能深入到對(duì)象內(nèi)部,將橫切關(guān)注點(diǎn)抽取出來(lái)并進(jìn)行模塊化,與核心關(guān)注點(diǎn)完全分離。這有利于創(chuàng)建松散耦合的、可復(fù)用及可擴(kuò)展

3、的大型軟件系統(tǒng)。用面向方面的方法對(duì)QoS建模顯得順理成章。
　　 隨著傳感技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展,一場(chǎng)新的計(jì)算技術(shù)革命——Cyber Physical Systems(CPSs)——已經(jīng)開(kāi)始興起。正如因特網(wǎng)改變了我們與他人交互的方式一樣,CPS將改變我們與物理世界的交互方式。CPS這個(gè)全新的領(lǐng)域給我們帶來(lái)大量的挑戰(zhàn),QoS保障便是其中之一。
　　 本文使用面向方面的方法對(duì)Cyber Physical網(wǎng)絡(luò)

4、環(huán)境下實(shí)時(shí)系統(tǒng)的QoS方面進(jìn)行建模。首先介紹了分布式系統(tǒng)的QoS框架和分類學(xué)以及網(wǎng)絡(luò)QoS的一些主要衡量指標(biāo),并分析了CPS系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量保障問(wèn)題。然后應(yīng)用關(guān)注點(diǎn)分離的思想,提出了基于通用建模環(huán)境(Generic Modeling Environment,GME)的Petri網(wǎng)建模方法。具體地說(shuō),本文通過(guò)GME提供的一套元模型以及繼承機(jī)制,定義了一個(gè)建模范式(即Petri網(wǎng)元模型)。接著使用該范式對(duì)基于組件的實(shí)時(shí)系統(tǒng)的行為結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模,