實時軟體開發方法思考

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論述了工程圖學CAI軟體的開發在工程圖學教學內容及體系改革和教學手段現代化中 的必要性和重要性,下面是小編蒐集整理的相關內容的論文,歡迎大家閱讀參考。

實時軟體開發方法思考

 摘要:當今是個資訊自動化的時代,軟體已應用於人們生活的環境的各個方面。把物件導向的實現方法引入到實時軟體系統的開發過程中具有重大的作用,可以達到反覆使用,開發週期時間短、軟體質量增強、開發有保障以及開發成本低等效能目的。這樣就確保了實時軟體的良性開發並使這種開發系統化和工程化,更使人們無論在生產方面還是學習方面都會有很大的便利並提升了生產生活的質量

 關鍵詞:物件導向;實時軟體;開發方法;軟體工程

實時系統是計算機系統中特殊的系統,輸出值和系統的消耗的時間決定了這個系統的結果是否精確,即使用者希望以極短的時間獲取最佳最有效的運算結果。在以前實時系統主要服務於國家軍事安全方面,今天隨著這一系統的研發,它廣泛應用我們社會生活的各個方面和各個環節,其應用範圍從洗衣機、烤箱到自動化的生產線、醫學輔助機械、交通運輸控制、天氣預報預測、航天動力工程等等。在軟體開發中實時系統中的軟體部分逐漸成為一個不可缺少的獨立部分,貫穿於軟體開發的始終。

 1.闡釋實時軟體的內涵

實時軟體是實時系統中的軟體。當外部世界發生變化時,相應地實時系統就會對這種變化做出動作進行迴應,並在規定的時間內、依靠嚴格的控制、最大化地獲取資料來實現這一功能。特別要指出的是,這些控制是有嚴格規範的,這便對實時系統的應用進行了限制,只應用於它相對應的方面。另外,實時系統具有高標準的要求,主要可以體現在以下方面:其一、時間方面,必須在規定的時間內處理完突發事物,如果超過時間就會造成不可彌補的損失;其二、正確性方面,在規定的時間內對突發事物做出合理的邏輯判斷和處理,這就確保了結果的正確性。同時,存在著對實時系統的實時性有一個普遍的誤區,他們狹隘地臆斷實時就是速度要快。以第一時間對外部情況做出反應是實時系統的一個優點,快速反應是實時性的一個要求,但是兩者有著本質的區別,不可混淆概念。有時快速反應並不意味著實現了實時性。所謂的實時性是指要求圓滿處理完外部相應的事物和要求必須在規定的時間內。除了具有一般軟體系統的特點外,實時系統軟體還具有:首先,時間限制,即實時性。要求在規定的時間內對於外部的發生的事物系統要做出反應並處理好;其次,穩定性。如果系統重啟和故障恢復系統會很快復原且資料不受損;再次,多工、並行性、分佈性。實時系統可以同時同步對於外部世界或者分佈較廣的多個問題和任務,進行有效的處理並有效地保證處理的結果具有可靠性。而這種處理的有效性和可靠性是由系統的實時性決定的;最後,對於作業系統的底層具有開發性,實時作業系統就是實時軟體應用中所使用的作業系統,要求在優先調配機制和記憶體鎖定機制控制下,實現多工同時同步處理。特別要注意的是,對於系統中的語言開發原則也要堅持實時性原則,選擇實時性語言,以求對多個任務進行並行處理。

 2.探討實時軟體開發方法

 與普通的實時軟體相比,複雜性是兩者的共性,實時系統的軟體還具有自己的特殊性要求,那就是時間控制的因素,這就是實時軟體的結構和開發方法的優勢。

2.1實時分析技術

以面臨解決的事實問題或既定的目標為依託,全面解析實時系統的軟體和硬體部分,而後對硬體和軟體進行拆解,以求對設計實時軟體奠定根基,這就是實時系統在分析階段中所要完成的任務。建模和模擬技術是實時系統進行分析才應用的技術。對實時系統元素進行建模時要求分析人員必須利用好數學輔助工具,另外,把握時間長短和對資源大小進行估量是分析人員在這一過程中特別要注意的問題。根據在對資料流進行分析的基礎上,分析人員要建模實時系統的硬體和軟體元素,控制以概率的形式進行,這就是數學分析方法應該注意的。同時,對系統時間和資源大小如何進行評估,就要求分析人員以網路分析、序列論、圖形論和資料模型等方式來推匯出來。RMS理論為基礎,能夠分析並行的多工的分析技術,是為了輔助RMAM的分析方法而設立的理論。判斷在實時系統中在排程方面利用RMS處理並行任務是否能夠滿足他們的實時性的依據,那就是看有沒有采用採用RMA分析技術。分析系統的效能需要使用模擬和建模工具,利用這兩種工具軟體工程師還能夠構建一個模型,通過這樣的形式,可以有效地理解系統的運作。為建立一個實時系統的概念模型需要通過系統的狀態圖、活動圖和模組圖,這就是系統的建模方法。然後在在建立的模型的'基礎上,分析和模擬系統的行為和執行情況,並測試系統是否具有一致性和完整性,最後,彙總在真實系統中的各種資料和特性。

2.2實時設計和實現技術

在給定的時間控制情況下如何完成系統的目標是實時設計階段中主要面對的任務。處理實時軟體中的優先權的選擇、多工和並行、同步和非同步、時間約束等問題是設計實時軟體所必須考慮的因素。通常都是通過擴充套件一些非實時設計方法是實時軟體的設計方法所採用的手段,而基於過程的模組化的設計方法是傳統的實時軟體的設計方法才採用的手段。不僅可以採用自頂向下和結構化的程式設計,而且可以採用圖形化的語言描述設計,還有一些運用有限狀態機、Petir網、訊息傳遞系統或一某種專門語言等是使用面向資料的設計方物件導向的實時軟體開發方法所研究的基礎性方法。

2.3傳統實時軟體開發方法應該注意的問題

由於實時軟體的應用於各個領域,這樣就使實時軟體面臨的問題越來越多,最終使實時軟體很複雜了。在過程的設計方法上而建立的傳統實時軟體已不能夠適應變化的新情況了。它主要存在以下問題:首先,分別對過程和資料進行處理,這樣就使真實世界的實際情況失去了本來面目,更加劇了分析和設計實際世界的難度;其次,沒有統一性的劃分原則對採用層次化的功能模組劃分系統,最為嚴重的是,某個別的開發人員的主觀看法完全左右了對組織軟體單元,系統的劃分,這樣就失去了客觀性加劇了實時軟體開發的困難;最後,由於人為的侷限性使得對排程的分析和描述過程也相當的複雜。

3.結語

隨著電子資訊科技的發展,我們研究實時軟體開發時,要具有勇於突破和敢於創新的鬥志,在對現實情況進行分析和研究的基礎上,要不斷對實時軟體進行改進,以達到它更好地服務於社會的目的。

 參考文獻:

[1]肖亞利.物件導向的實時軟體開發方法研究[D].四川大學,2003.

[2]沈芳平.鍋爐熱效率計算方法研究與軟體開發[D].東南大學,2004.

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