Systemy czasu rzeczywistego Rafa Krawczyk Wacaw Kowalski Maciej
- Slides: 74
Systemy czasu rzeczywistego Rafał Krawczyk Wacław Kowalski Maciej Stojko Tomasz Żyguła
Plan prezentacji Część 1: • Zastosowanie podejścia środowiskowego UML w modelowaniu struktury systemu czasu rzeczywistego Część 2: • Automatyczna weryfikacja modeli UML
Plan prezentacji (cz. 1) • Wstęp • Modelowanie struktury • Modelowanie zachowania • Usługa oparta na czasie • Przykład: § przedstawienie problemu § analiza obiektowa
Plan prezentacji (cz. 2) • Wstęp • PVF (Property Verification Framework) • Projekt RIVIERA • Krótka charakterystyka wybranych narzędzi CASE: § I-Logix Raphsody § I-Logix Statement Magnum § Together § Ph. D § DMS Toolkit § Visual Paradigm for UML Community Edition 3. 1 § Metamill 3. 1 Visual UML Case Tool § Rational Rose § Argo
Zastosowanie podejścia środowiskowego UML w modelowaniu struktury systemu czasu rzeczywistego
Tytułem wstępu § Systemy oprogramowania czasu rzeczywistego spotykane w takich zastosowaniach jak telekomunikacja, aeronautyka i obrona, zwykle są duże i bardzo skomplikowane. § Duże znaczenie architektury w tworzeniu SCR § Wykorzystanie Unified Modeling Language – UML
Użycie UML § Okazał się on dobrze spełniać swoje zadanie, a żadne dodatkowe sposoby modelowania nie są potrzebne § Zastosowanie znalazły standardowe mechanizmy UML, takie jak: • stereotypy (ang. stereotype) • wartości-etykiety (ang. tagged value) • warunki ograniczające (ang. constrains)
Zasady Modelowania SCR § Zasady te można podzielić na dwie grupy: • modelowanie struktury • modelowanie zachowania
Modelowanie struktury § Obejmuje elementy, które mają być modelowane oraz związki między nimi (np. związki komunikowania się, związki zawierania). § UML dostarcza dwa komplementarne typy diagramów, które obejmują strukturę logiczną systemów: • diagramy klasy (ang. class diagram) • diagram współpracy (ang. collaboration diagram)
Modelowanie struktury § Przy modelowaniu struktury możemy wyróżnić trzy zasadnicze konstruktory: • kapsuły • porty • konektory
Kapsuły § Są jedną z najważniejszych konstrukcji modelowania. § Przy ich pomocy przedstawia się ważniejsze elementy architektoniczne skomplikowanych SCR § Komunikacja z innymi kapsułami przy użyci portów § Może zawierać jedną lub więcej pod-kapsuł połączonych ze sobą za pomocą konektorów
Kapsuły – wewnętrzna struktura § Struktóra kapsuły: • porty • pod-kapsuły • konektory • role-wtyczki
Kapsuły – maszyna stanu § Maszyna stanu opcjonalnie powiązana z kapsułą jest jedynie kolejną częścią implementacji kapsuły § Szczególne właściwości maszyny stanowej: • • nie mogą się składać z innych pod-kapsuł maksymalnie jedna maszyna stanu na kapsułę obsługiwać sygnałów ( in /out) jedyna jednostka, która może uzyskać dostęp do chronionych wewnętrznych elementów kapsuły
Kapsuły – maszyna stanu Zapis kapsuły na diagramie klasy
Porty Port jest fizyczną częścią kapsuły, która pośredniczy w komunikacji kapsuły ze światem zewnętrznym, jest obiektem, który zawiera specyficzny interfejs. Każdy port kapsuły odgrywa konkretną rolę we współpracy kapsuły z innymi obiektami § Dwa rodzaje portów: • przekaźnikowe (ang. relay ports) • terminatory (ang. end ports)
Porty § Modelowanie w UML Porty, protokoły i role protokołów
Porty § Oznaczanie portów – reprezentacja diagramu klasy
Porty § Porty o większej liczbie instancji
Konektory Konektor reprezentuje kanał komunikacyjny, który udostępnia funkcję transportu dla danego protokołu sygnałowego. Podstawową cechą konektorów jest to, że potrafią one połączyć jedynie te porty, które pełnią wzajemnie komplementarne role w protokole danego konektora
Konektory § Modelowanie UML • konektor jest modelowany za pomocą związku (ang. association) • definiowany jest poprzez rolę związku na diagramie współpracy przedstawiającym kapsułę
Modelowanie zachowania § Zachowanie jest opisywane na poziomie architektonicznym przy użyciu pojęcia protokołu
Protokoły § Jest specyfikacją pożądanego zachowania, które ma miejsce przy użyciu konektora § Składa się z szeregu uczestników, z których każdy pełni określoną rolę § Może zawierać specyfikację prawidłowych sekwencji komunikacyjnych
Protokoły Zapis roli protokołu – diagram klasy
Czas - najwżniejszy czynnik SCR § Ogólnie można modelować dwie sytuacje oparte na czasie: • możliwość wyzwalania działań w określonym momencie • możliwość wywoływania działań po upłynięciu określonego czasu od danego momentu
Modelowanie usług opartych na czasie § Idea usługi opartej na czasie nie wymaga żadnych rozszerzeń UML lub specjalnego sposobu zapisu
UML real-time na przykładzie. §Przedstawienie problemu §Analiza UML
Przedstawienie problemu § § § § Co to jest respirator. Zasada działania. Budowa respiratora. Istota sensorów. Zagrożenia występujące w żelaznych płucach. Ważniejsze monitorowane parametry. Alarmy. Tryby działania.
Analiza obiektowa. § § § Analiza wymagań. Przypadki użycia. Scenariusze. Analiza i identyfikacja przedmiotu. Relacje, atrybuty i zachowania. Diagramy.
Budowa respiratora i podstawowe zasady działania
Schemat respiratora
Parametry, które są monitorowane § stężenie O 2 w zainspirowanej kończynie oddychającej obwodu (fi O 2) § stężenie CO 2 w wygasłej kończynie oddychającej obwodu (et CO 2) § Strumień ciśnienia wydychanego przez pacjenta § sensor ciśnienia obwodu oddychającego
Parametry opisujące respirator:
Ważniejsze elementy § Istota sensorów. § Zagrożenia występujące w żelaznych płucach. § Alarmy. § Tryby działania.
Zestawienie typowych alarmów :
Panel sterowania respiratora
Analiza obiektowa. § § § Analiza wymagań. Przypadki użycia. Scenariusze. Analiza i identyfikacja przedmiotu. Relacje, atrybuty i zachowania. Diagramy.
Przypadki użycia:
Use case
Scenariusze
Wyniki błędnego podejścia
§ Analiza przedmiotu. § Diagramy klas. § Identyfikacja przedmiotu: § · wentylator § · czujnik O 2 § · czujnik CO 2 § · czujnik ciśnienia § · wyświetlacz § · ruchomą gałkę § · przyciski § · CO 2 pochłaniacz § · zawór kontroli ciśnienia gazu
§ Wizualne elementy GUI § § § · · · ciąg znaków etykiety ciąg znaków wartości ciąg znaków alarmy ukryty wskaźnik elementu ruchomą gałkę § Elementy danych (zmierzonych lub kontrolnych) § § § § § · · · · · przepustowość wydolność (przepustowość czasowa) Wydajność inspiratorów I: E (stosunek) Tempo respiracji Ciśnienie powietrza fi. O 2 et. CO 2 Alarm
Odpowiedzialności, atrybuty i zachowanie się.
Model analizy :
Współdziałanie klas i analiza scenariusza.
Automatyczna weryfikacja modeli UML Krótka charakterystyka wybranych narzędzi Case
Dlaczego weryfikacja modeli jest ważna ? § Nowe podejścia do tworzenia oprogramowania takie jak np. MDA uwydatniają użycie modeli UML § Szczególnie istotne w przypadku systemów krytycznych, w których życie ludzkie lub drogie systemy mogą być narażone na niebezpieczeństwo § Im szybciej nastąpi wykrycie wady tym lepiej § Wysokie koszty popełnionych błędów we wstępnych fazach, a szczególnie w fazie modelowania
Dlaczego typu narzędzia nie cieszą się dużą popularnością ? § Wiele narzędzi CASE jest zorientowanych na bardzo specyficzne podejście do tworzenia oprogramowania § Wysokie koszty (licencje, szkolenia, itp. ) § Nie spełniają często nierealnych wymagań użytkowników
PVF – Property Verification Framework § Wspiera wykrywanie błędów w modelach UML § Użytkownik ma możliwość sprawdzenia modelu pod względem pożądanych właściwości § Jednostki sprawdzające wykorzystują predefiniowany zbiór właściwości, które ma spełniać model § Generowane są sugestie, które mogą pomóc w wyeliminowaniu ewentualnych błędów § Jedną z najważniejszych cech PVF jest jego modularna budowa, umożliwiająca jego włączanie do istniejących już narzędzi CASE
Zakładane ulepszenia PVF § Zaimplementowanie właściwości, które jeszcze nie są zaimplementowane § Zidentyfikowanie nowych właściwości dla map stanów § Ulepszenie interfejsu użytkownika, tworzenie raportów w postaci HTML
Projekt RIVIERA ma za zadanie stworzenie struktury umożliwiającej tworzenie narzędzi CASE Trzy główne cele projektu: • • • Służyć jako środowisko do symulacji i przetwarzania modeli Wspomóc weryfikacje własności modelu Dostarczyć środowiska umożliwiające transformacje pod wpływem pewnych sugestii
Krótka charakterystyka wybranych narzędzi CASE § § § § § I-Logix Raphsody I-Logix Statement Magnum Together Ph. D DMS Visual Paradigm for UML Community Edition 3. 1 Metamill 3. 1 Visual UML CASE Tool Rational Rose Argo
I-Logix Raphsody § Umożliwia tworzenie współbieżnych regionów § Pozwala na sprawdzenie wielu ciekawych właściwości np. takich jak: tworzenie pętli (livelocks), izolowanych stanów § Niestety wiele interesujących własności nie może być zweryfikowanych przy użyciu tego narzędzia § Generowany kod XMI nie jest do końca zgodny z innymi narzędziami
I-Logix Statement Magnum § Wykorzystuje kombinacje tradycyjnych notacji graficznych w połączeniu z niektórymi diagramami UML § Możliwość symulacji nieukończonych modeli § Możliwość generowania kodu i dokumentacji z modelu § Umożliwia specyfikowanie współbieżnych stanów § Współpracuje z mapami stanów Harel’a, które nie są identyczne z mapami UML
Together § Potężne środowisko wspierające tworzenie modeli UML i generowanie kodu § Dostarcza wielu udogodnień § Dodanie klasy do diagramu, sprawia, że natychmiast pojawia się w kodzie § Możliwość analizowania tworzonych modeli przy użyciu wbudowanych komponentów metrycznych § Nie ma możliwości definiowania stanów współbieżnych
Teza Ph. D § § Wysunięta przez Porres’a Translacja do języka PROMELA Użycie modelu sprawdzającego SPIN Możliwe tłumaczenie rezultatu SPIN do diagramu sekwencji UML
The DMS Software Reenginering Toolkit § Narzędzie umożliwiające automatyczną analizę programu, jego modyfikacje § W skład zestawu narzędzi wchodzą między innymi: kompilator, parser, analizator semantyczny § Stworzony do pracy z systemami zawierającymi kilka milionów linii kodu źródłowego poprzez dziesiątki tysięcy plików źródłowych
Visual Paradigm for UML Community Edition 3. 1
Sprawdzanie składni projektu Sytuacje jakie zostaną wyłapane przez kontrolera składni: § § wielokrotne dziedziczenie klasa realizuje inny interfejs rozszerza klasę A class is set to be final and interface at the same time.
Sprawdzanie składni klasy
Automatyczna generacja kodu projektu
Automatyczna generacja kodu projektu
Inżynieria wsteczna § Istniej możliwość tworzenia modelu UML z kodu źródłowego, jak również wprowadzając zmiany do wcześniej automatycznie generowanego kodu. VPUML – weryfikacja modelu § Dostarcza możliwość sprawdzenia modelu pod kontem zgodności ze specyfikacją składni UML.
Metamill 3. 1 Visual UML CASE Tool Metamill jest narzędziem do wizualnego modelowania oprogramowania. Wspiera wszystkie diagramy UML. Posiada opcję automatycznej generacji kodu C++, ANSI C, Java oraz C#. Metamill jest prostym narzędziem dającym możliwość tworzenia projektu systemu, nie daje jednak żadnych możliwości sprawdzania poprawności modelu. Automatyczna generacja kodu, jak i inżynieria wsteczna używa specjalnych znaczników wewnątrz których kod nie jest zmieniany.
Rational. Rose § Sprawdzanie składni: - zapobieganie pętlom w dziedziczeniu - naruszenia dostępu klas - detekcja rozbieżności pomiędzy klasą, a obiektem - detekcja rozbieżności pomiędzy komunikatami, a operacjami § Automatyczna generacja kodu § Inżynieria wsteczna § Automatyczna generacja IDL oraz DDL
Rational: Weryfikacja modelu Check. Model - sprawdza zgodność modelu wynik zapisany w Log
Weryfikacja diagramów współdziałania - wskazuje operacje bez dołączonego komunikatu
Weryfikacja diagramów współdziałania - wskazuje obiekty bez wyspecyfikowanej klasy
Weryfikacja diagramów klas - wskazuje naruszenia dostępu pomiędzy klasami z różnych pakietów (przy braku relacji importu pomiędzy pakietami)
Rational ma jednak wady. Pozwala na tworzenie modeli niepoprawnych. Np. tworzenie tranzycji ze stanu początkowego z różnymi stereotypami, lub wyrażeniami. Generacja kodu § § klasy pakietu modułu Komponentu W kodzie wprowadzone znaczniki ograniczające działanie automatu do obszarów poza nimi.
Argo § open source § Java § sprawdza model (to do), krytykuje § generuje kod źródłowy (brak inżynierii wstecznej) Java, C++, Php, C#
Argo § Sprawdza model podając wskazówki co należy jeszcze zrobić zważając na podstawowe zasady modelowania § Np. dodawanie nazw do nie nazwanych elementów, stanów początkowych, asocjacji, § sugestie klasyfikowane Jednakże: § umożliwia tworzenie błędnych modeli, np. dwa stany początkowe § podpisanie wyrażeniem tranzycji wychodzącej ze stanu początkowego § pętle w dziedziczeniu
- Redundancja bazy danych
- Hugo krawczyk
- Hugo krawczyk
- Wstrząs janina
- Ewa krawczyk biografia
- Hugo krawczyk
- Klaudia krawczyk
- Rafa igor kwiatkowski
- Rafa consulting
- Schemat zastępczy kondensatora rzeczywistego
- Ustalanie wzorow weglowodorow
- Coinferous
- Dr robert katof
- Cindy kowalski
- Paige kowalski
- Pawel kowalski
- Jacob kowalski family tree
- Constella fass
- Włodzimierz kowalski
- Epidemais croisiere
- Piotr kowalski warszawa
- Zagrożenia czasu pokoju
- Ile czasu upłynęło od pierwszej do drugiej wizyty
- Oś czasu powerpoint
- Karta chronometrażu
- Kiedy używamy czasu present perfect
- Fotografia dnia roboczego wzór
- Dylatacja czasu kalkulator
- Animator czasu wolnego wymagania
- Zasady rozprawki
- Czas wolny definicja
- Pedagogika czasu wolnego
- Martensova klauzula
- Generator liczb rzymskich
- Wady i zalety systemu brygadowego
- Komputerowe systemy pomiarowe
- System obsługi kelnerskiej
- Systemy liniowe
- Amadeus system rezerwacji
- Systemy wyborcze
- Etui na rachunki kelnerskie
- Wazniak systemy operacyjne
- Mobilne systemy operacyjne
- Systemy optoelektroniczne
- Systemy crm definicja
- Systemy pim
- Extranet novitus
- Sylabický veršový systém
- Systemy kolejkowe
- Wydzielony obszar dysku komputerowego
- Istota logistyki
- Bazy i systemy bankowe sp. z o.o.
- Sieciowe systemy operacyjne
- Szesnastkowy system liczbowy
- Systemy wizyjne kraków
- Aseptyczne systemy napełniania
- Pętla mrp
- Systemy rozmyte
- Informačné systémy v zdravotníctve
- Systemy zamawiania zapasów
- System szesnastkowy
- Systemy logistyczne
- Systemy wodociągowe
- Nowoczesne systemy premiowe
- Wielka płyta system szczeciński
- Systemy ekspertowe
- Rozplanowanie biura
- Systemy motywacji
- Stronicowanie na żądanie
- Closed loop mrp
- Diareza
- Maciej stryga
- Hierarchia funkcji
- Maciej grabek
- Maciej jakubowski