基于組件的嵌入式軟件系統(tǒng)的共代數(shù)模型.pdf

1、摘要基于組件的嵌入式軟件系統(tǒng)的共代數(shù)模型專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)：計(jì)算機(jī)軟件與理論申請(qǐng)者姓名：張旅導(dǎo)師姓名：馮剛副教授近年來(lái)，隨著嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜化，傳統(tǒng)手工式的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)方法已經(jīng)不能適應(yīng)市場(chǎng)的需求?；诮M件的軟件工程方法在通用領(lǐng)域的大量成功應(yīng)用使得人們開(kāi)始將目光轉(zhuǎn)向其在嵌入式系統(tǒng)構(gòu)造中的應(yīng)用。由于嵌入式系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、資源有限性、多樣性、高可靠性等領(lǐng)域特點(diǎn)，使得嵌入式軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)或多或少的引入了形式化的開(kāi)發(fā)方法。但目前針對(duì)軟件組件的形式化方

2、法的研究主要集中于對(duì)原有方法進(jìn)行擴(kuò)充以實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件組件概念的描述，這使得軟件組件的一些優(yōu)秀特性不能夠被充分的表達(dá)。軟件組件很難(或根本不可能)通過(guò)提供一組構(gòu)造函數(shù)的代數(shù)方法來(lái)進(jìn)行描述。它的形式語(yǔ)義實(shí)際上是基于觀察的，也就是說(shuō)它所有可見(jiàn)的動(dòng)態(tài)行為都來(lái)自于它與外部環(huán)境的交互。因此，近來(lái)得到顯著發(fā)展的共代數(shù)理論成為了對(duì)軟件組件進(jìn)行建模的較佳選擇。共代數(shù)理論的發(fā)展主要來(lái)自對(duì)代數(shù)與共代數(shù)對(duì)偶性的研究，而這種對(duì)偶性來(lái)自對(duì)范疇論中泛構(gòu)造總是成對(duì)出現(xiàn)的基

3、本觀察。代數(shù)與共代數(shù)分別為靜態(tài)(基于構(gòu)造，面向數(shù)據(jù))系統(tǒng)與動(dòng)態(tài)(基于觀察，面向行為)系統(tǒng)的建模提供了理論基礎(chǔ)。從程序設(shè)計(jì)的角度看，初始規(guī)約與終結(jié)規(guī)約中數(shù)據(jù)與行為的對(duì)稱(chēng)性可以看作代數(shù)共代數(shù)對(duì)偶性的具體體現(xiàn)。就目前的研究來(lái)看，利用共代數(shù)對(duì)軟件組件及基于組件的軟件系統(tǒng)建模主要集中于提供基礎(chǔ)的形式語(yǔ)義，而對(duì)于嵌入式系統(tǒng)這樣的具體領(lǐng)域還沒(méi)有涉及。針對(duì)這一問(wèn)題，本文主要進(jìn)行了以下幾方面的工作：l、共代數(shù)的形式化基礎(chǔ)一范疇論的研究與探討。介紹了范疇論

4、中的基本概ABSTRACTCOALGEBRAICMODELlNGFORCOMPONENT—BASEDEMBEDDEDSOFTWARESYSTEMMajor：ComputerSoftwareandTheoryName：ZhangLvSupervisor：FengGangInrecentyears，the“adhoc’’softwaredevelopmentmethodforembeddedsoftwarehaslaggedmuchbehi

5、ndthemarketrequirementsfortheincreasingcomplexityofembeddedsystemThemoreandmoresuccessfulapplicationsofcomponentbasedsoftwareengineermethodiIlgeneralpurposeareahaveintroducedUSanewwaytodevelopembeddedsystemsDuetothedomai

6、ncharactersofembeddedsystemsuchasrealtime，resourceconstraint，diversityinhardwareandhighreliabilitywealwaysneedtousesomeformaltoolstodevelopembeddedsotwaresystemsHoweverresearchesoncomponentbasedformaldeveMpmentismainlyfo

7、cusedontheextendingofthealreadyexistingthingstodescribethenotionofsoftwarecomponents，andmostofthemisnotpowerenoughtoexpressthefascinationofsoftwarecomponentSoftwarecomponentsarehardlydefinable(orsimplynotdefinable)algebr

8、aicallyie，intermsofacompletesetofconstructorsTheirsemanticsisessentiallyobservational，inthesensethatallthatcanbetracedoftheirevolutionistheirinteractionwiththeenvironmentTherefore，coalgebras，whosetheoryhasrecentlywitness