實時嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計

出版者的話 

譯者序 

前言 

致謝 

第一部分　概述 

第1章　引言2 

1.1　挑戰(zhàn)2 

1.2　實時嵌入式系統(tǒng)和應(yīng)用軟件2 

1.3　實時嵌入式系統(tǒng)的特征3 

1.4　分布式實時嵌入式系統(tǒng)5 

1.5　信息物理系統(tǒng)6 

1.6　嵌入式系統(tǒng)實時軟件設(shè)計方法需求6 

1.7　COMET/RTE：用于嵌入式系統(tǒng)的實時軟件設(shè)計方法7 

1.8　可視化建模語言：UML、SysML和MARTE7 

1.9　小結(jié)7 

第2章　UML、SysML和MARTE概述9 

2.1　使用SysML和UML的模型驅(qū)動體系結(jié)構(gòu)9 

2.2　用例圖10 

2.3　類和對象11 

2.4　類圖11 

2.5　交互圖12 

2.6　狀態(tài)機圖14 

2.7　包圖15 

2.8　并發(fā)序列圖和通信圖15 

2.9　部署圖16 

2.10　組合結(jié)構(gòu)圖17 

2.11　UML擴展機制和擴展集18 

2.12　SysML19 

2.13　MARTE擴展集20 

2.14　時序圖21 

2.15　UML、SysML和MARTE的工具支持21 

2.16　小結(jié)22 

第3章　實時軟件設(shè)計和體系結(jié)構(gòu)概念23 

3.1　面向?qū)ο蟾拍?3 

3.2　信息隱藏24 

3.3　繼承25 

3.4　主動和被動對象26 

3.5　并發(fā)處理26 

3.6　并發(fā)任務(wù)之間的合作27 

3.7　信息隱藏應(yīng)用于訪問同步30 

3.8　實時并發(fā)處理的運行時支持30 

3.9　任務(wù)調(diào)度31 

3.10　軟件體系結(jié)構(gòu)和組件33 

3.11　小結(jié)34 

第二部分　實時軟件設(shè)計方法 

第4章　實時嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計方法概述36 

4.1　COMET/RTE系統(tǒng)和軟件生命周期模型36 

4.2　COMET/RTE生命周期模型37 

4.3　COMET/RTE生命周期與其他軟件過程比較39 

4.4　實時嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方法綜述40 

4.5　系統(tǒng)和軟件體系結(jié)構(gòu)的多個視圖41 

4.6　小結(jié)42 

第5章　SysML和UML實時嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化建模43 

5.1　靜態(tài)建模概念43 

5.2　用構(gòu)造型歸類塊和類46 

5.3　SysML問題域結(jié)構(gòu)化建模46 

5.4　系統(tǒng)上下文結(jié)構(gòu)化建模48 

5.5　硬件/軟件邊界建模50 

5.6　軟件系統(tǒng)上下文結(jié)構(gòu)化建模51 

5.7　定義硬件/軟件接口54 

5.8　系統(tǒng)部署建模54 

5.9　小結(jié)55 

第6章　實時嵌入式系統(tǒng)用例建模56 

6.1　用例56 

6.2　角色56 

6.3　確定用例60 

6.4　用例模型中的用例文檔61 

6.5　指定非功能需求61 

6.6　用例描述舉例62 

6.7　用例關(guān)系65 

6.8　包含用例關(guān)系65 

6.9　擴展用例關(guān)系67 

6.10　用例包69 

6.11　小結(jié)69 

第7章　實時嵌入式系統(tǒng)狀態(tài)機71 

7.1　狀態(tài)機71 

7.2　狀態(tài)機示例73 

7.3　事件和監(jiān)護條件74 

7.4　動作74 

7.5　分層狀態(tài)機79 

7.6　協(xié)作狀態(tài)機82 

7.7　繼承狀態(tài)機84 

7.8　從用例中開發(fā)狀態(tài)機85 

7.9　從用例中開發(fā)狀態(tài)機的示例85 

7.10　小結(jié)88 

第8章　為實時嵌入式軟件構(gòu)造對象和類89 

8.1　對象和類的構(gòu)造標準89 

8.2　對象和類的構(gòu)造類別90 

8.3　對象的行為和模式90 

8.4　邊界類和對象91 

8.5　實體類和對象95 

8.6　控制類和對象96 

8.7　應(yīng)用邏輯類和對象98 

8.8　小結(jié)100 

第9章　實時嵌入式軟件動態(tài)交互建模101 

9.1　對象交互建模101 

9.2　消息序列描述102 

9.3　動態(tài)交互建模方法102 

9.4　無狀態(tài)的動態(tài)交互建模103 

9.5　無狀態(tài)的動態(tài)交互建模示例103 

9.6　依賴于狀態(tài)的動態(tài)交互建模107 

9.7　依賴于狀態(tài)的動態(tài)交互建模示例：微波爐系統(tǒng)109 

9.8　小結(jié)116 

第10章　實時嵌入式系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)117 

10.1　軟件體系結(jié)構(gòu)概述117 

10.2　軟件體系結(jié)構(gòu)的多個視圖119 

10.3　從分析過渡到設(shè)計121 

10.4　子系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)注點分離123 

10.5　子系統(tǒng)構(gòu)造標準125 

10.6　確定子系統(tǒng)間的消息通信130 

10.7　小結(jié)131 

第11章　實時嵌入式系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)模式132 

11.1　軟件設(shè)計模式132 

11.2　分層軟件體系結(jié)構(gòu)模式133 

11.3　實時軟件體系結(jié)構(gòu)的控制模式135 

11.4　客戶/服務(wù)軟件體系結(jié)構(gòu)模式138 

11.5　基本軟件體系結(jié)構(gòu)通信模式140 

11.6　軟件體系結(jié)構(gòu)代理模式145 

11.7　分組消息通信模式147 

11.8　編寫軟件體系結(jié)構(gòu)模式文檔148 

11.9　軟件體系結(jié)構(gòu)模式應(yīng)用149 

11.10　小結(jié)149 

第12章　基于組件的實時嵌入式系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)150 

12.1　基于組件的軟件體系結(jié)構(gòu)150 

12.2　基于組件的分布式軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計151 

12.3　組件接口設(shè)計151 

12.4　復合組件設(shè)計153 

12.5　基于組件的軟件體系結(jié)構(gòu)示例155 

12.6　組件構(gòu)造標準156 

12.7　服務(wù)組件設(shè)計158 

12.8　數(shù)據(jù)分布161 

12.9　軟件部署162 

12.10　軟件連接器設(shè)計163 

12.11　小結(jié)165 

第13章　并發(fā)實時軟件任務(wù)設(shè)計166 

13.1　并發(fā)任務(wù)構(gòu)造問題166 

13.2　分類并發(fā)任務(wù)166 

13.3　I/O任務(wù)構(gòu)造標準167 

13.4　內(nèi)部任務(wù)構(gòu)造標準172 

13.5　任務(wù)優(yōu)先級標準177 

13.6　任務(wù)聚簇標準178 

13.7　用任務(wù)反演進行設(shè)計重構(gòu)183 

13.8　開發(fā)任務(wù)體系結(jié)構(gòu)184 

13.9　任務(wù)通信和同步185 

13.10　任務(wù)接口與任務(wù)行為規(guī)范189 

13.11　小結(jié)189 

第14章　實時軟件詳細設(shè)計191 

14.1　組合任務(wù)設(shè)計191 

14.2　類訪問同步196 

14.3　監(jiān)視器設(shè)計199 

14.4　任務(wù)間通信連接器設(shè)計203 

14.5　任務(wù)事件序列邏輯209 

14.6　機器人和視覺系統(tǒng)中的實時軟件詳細設(shè)計210 

14.7　并發(fā)任務(wù)的Java實現(xiàn)211 

14.8　小結(jié)212 

第15章　實時軟件產(chǎn)品線體系結(jié)構(gòu)設(shè)計213 

15.1　軟件產(chǎn)品線工程213 

15.2　微波爐軟件產(chǎn)品線問題描述214 

15.3　軟件產(chǎn)品線需求建模214 

15.4　軟件產(chǎn)品線分析建模218 

15.5　軟件產(chǎn)品線設(shè)計建模222 

15.6　小結(jié)224 

第三部分　實時軟件設(shè)計分析 

第16章　實時嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)和軟件質(zhì)量屬性226 

16.1　可擴展性226 

16.2　性能227 

16.3　可用性227 

16.4　安全性228 

16.5　信息安全229 

16.6　可維護性229 

16.7　可修改性230 

16.8　可測試性231 

16.9　可跟蹤性232 

16.10　可重用性232 

16.11　小結(jié)233 

第17章　實時軟件設(shè)計的性能分析234 

17.1　實時調(diào)度理論234 

17.2　非周期任務(wù)和任務(wù)同步的實時調(diào)度239 

17.3　廣義實時調(diào)度理論240 

17.4　使用事件序列分析進行性能分析243 

17.5　使用實時調(diào)度理論和事件序列分析進行性能分析245 

17.6　高級實時調(diào)度算法245 

17.7　多處理器系統(tǒng)的性能分析246 

17.8　性能參數(shù)的估計和測量249 

17.9　小結(jié)250 

第18章　性能分析應(yīng)用于實時軟件設(shè)計251 

18.1　使用事件序列分析進行性能分析的示例251 

18.2　用實時調(diào)度理論進行性能分析的示例255 

18.3　用實時調(diào)度理論和事件序列分析進行性能分析的示例258 

18.4　設(shè)計重構(gòu)268 

18.5　小結(jié)268 

第四部分　實時嵌入式系統(tǒng)軟件 

設(shè)計案例研究 

第19章　微波爐控制系統(tǒng)案例研究270 

19.1　問題描述270 

19.2　結(jié)構(gòu)化建模270 

19.3　用例建模272 

19.4　構(gòu)造對象和類275 

19.5　動態(tài)狀態(tài)機建模276 

19.6　動態(tài)交互建模280 

19.7　設(shè)計建模290 

19.8　實時軟件設(shè)計的性能分析297 

19.9　基于組件的軟件體系結(jié)構(gòu)301 

19.10　詳細的軟件設(shè)計305 

19.11　系統(tǒng)配置和部署307 

第20章　鐵路道口控制系統(tǒng)案例研究309 

20.1　問題描述309 

20.2　結(jié)構(gòu)化建模309 

20.3　用例建模313 

20.4　動態(tài)狀態(tài)機建模315 

20.5　構(gòu)造對象和類317 

20.6　動態(tài)交互建模318 

20.7　設(shè)計建模323 

20.8　實時軟件設(shè)計的性能分析328 

20.9　基于組件的軟件體系結(jié)構(gòu)330 

20.10　系統(tǒng)配置和部署334 

第21章　輕軌控制系統(tǒng)案例研究336 

21.1　問題描述336 

21.2　結(jié)構(gòu)化建模337 

21.3　用例建模338 

21.4　動態(tài)狀態(tài)機建模346 

21.5　構(gòu)造子系統(tǒng)351 

21.6　構(gòu)造對象和類351 

21.7　動態(tài)交互建模354 

21.8　設(shè)計建模364 

21.9　子系統(tǒng)綜合通信圖364 

21.10　分布式輕軌系統(tǒng)設(shè)計366 

21.11　基于組件的軟件體系結(jié)構(gòu)373 

21.12　系統(tǒng)配置和部署375 

第22章　泵控制系統(tǒng)案例研究377 

22.1　問題描述377 

22.2　結(jié)構(gòu)化建模377 

22.3　用例建模378 

22.4　構(gòu)造對象和類380 

22.5　動態(tài)狀態(tài)機建模380 

22.6　動態(tài)交互建模382 

22.7　設(shè)計建模383 

第23章　高速公路收費控制系統(tǒng)案例研究387 

23.1　問題描述387 

23.2　用例建模387 

23.3　軟件系統(tǒng)上下文建模389 

23.4　構(gòu)造對象和類389 

23.5　動態(tài)狀態(tài)機建模390 

23.6　動態(tài)交互建模390 

23.7　設(shè)計建模392 

附錄A　本書使用的約定396 

附錄B　軟件體系結(jié)構(gòu)模式目錄399 

附錄C　并發(fā)任務(wù)偽碼模板415 

附錄D　教學考慮420 

詞匯表422 

參考文獻433 

索引439