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)模型專業(yè)名稱：計算機軟件與理論申請者姓名：張旅導師姓名：馮剛副教授近年來，隨著嵌入式系統(tǒng)結構的日益復雜化，傳統(tǒng)手工式的嵌入式軟件開發(fā)方法已經不能適應市場的需求。基于組件的軟件工程方法在通用領域的大量成功應用使得人們開始將目光轉向其在嵌入式系統(tǒng)構造中的應用。由于嵌入式系統(tǒng)實時性、資源有限性、多樣性、高可靠性等領域特點，使得嵌入式軟件系統(tǒng)的開發(fā)或多或少的引入了形式化的開發(fā)方法。但目前針對軟件組件的形式化方

2、法的研究主要集中于對原有方法進行擴充以實現(xiàn)對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。軟件組件很難(或根本不可能)通過提供一組構造函數(shù)的代數(shù)方法來進行描述。它的形式語義實際上是基于觀察的，也就是說它所有可見的動態(tài)行為都來自于它與外部環(huán)境的交互。因此，近來得到顯著發(fā)展的共代數(shù)理論成為了對軟件組件進行建模的較佳選擇。共代數(shù)理論的發(fā)展主要來自對代數(shù)與共代數(shù)對偶性的研究，而這種對偶性來自對范疇論中泛構造總是成對出現(xiàn)的基

3、本觀察。代數(shù)與共代數(shù)分別為靜態(tài)(基于構造，面向數(shù)據(jù))系統(tǒng)與動態(tài)(基于觀察，面向行為)系統(tǒng)的建模提供了理論基礎。從程序設計的角度看，初始規(guī)約與終結規(guī)約中數(shù)據(jù)與行為的對稱性可以看作代數(shù)共代數(shù)對偶性的具體體現(xiàn)。就目前的研究來看，利用共代數(shù)對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的形式語義，而對于嵌入式系統(tǒng)這樣的具體領域還沒有涉及。針對這一問題，本文主要進行了以下幾方面的工作：l、共代數(shù)的形式化基礎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