SCADE模型驱动开发过程研究及高安全性分析

本文以模型驱动开发(MDD)为契合点,在统一软件开发过程(RUP)的坚实与敏捷开发方法的灵动之间找到一种平衡,详细介绍了基于高安全性应用程序开发环境(SCADE)模型驱动软件开发过程。它具有连贯迭代、持续构建的特点,同时综合测试的理念贯穿始终。结合航空项目软件研制过程中时间节点紧、需求变化频繁、软件安全性要求高等特点,以某项目为实例,通过需求分析、模型设计、设计验证、安全性分析、代码生成等过程,结果表明基于SCADE模型驱动开发过程既可以借助RUP定义的流程,又是有效地实施敏捷开发的最佳实践,同时大大提高了软件的安全性。     

MES环境下组件化制造数据集成管理的研究与实现

组件化软件开发是当今软件业发展的主流,应用组件对象模型COM和XML技术,开发了MES环境下基于Web的组件化制造数据集成管理系统(CMDIMS),使系统的可重用性、可移植性和可维护性有了极大的提高.文中详细介绍了CMDIMS系统的体系结构,并对系统的功能特点以及关键技术等进行了分析.     

基于算法组件动态组合的固体火箭发动机计算机辅助设计/计算机仿真(SRMCAD/CS)

提出了一种新的软件模型根据发动机设计人员的设计/仿真任务动态地组合算法组件得到所需的设计/仿真算法, 模型可以灵活地胜任发动机设计领域变化多样的设计/仿真计算任务, 并且可以使整个软件系统具有很好的扩展性.该研究意图在于创建一个规范、开放的算法组件接口体系, 在此基础上建立一个可重用、可扩展的算法组件库和一个算法组件动态组合机制, 从而将设计人员编制设计/仿真算法的任务转变成利用已有算法组件动态地组合出所需的设计/仿真算法.该模型让设计人员在设计/仿真工作中重用算法组件库中已有的算法成果, 同时又保持了设计人员的自主性, 使设计人员的工作变得更加容易和高效.      

基于UML的可执行模型实现机制研究

模型驱动开发(MDD)是由OMG提出的通用软件开发标准,旨在解决软件开发过程中遇到的需求多变以及重复开发等问题。模型驱动开发一般使用UML作为建模语言,然而UML是一种符号化语言系统,其语义采用自然语言描述,是半形式化语言,无法精确和严格描述模型行为从而实现模型的验证。为了解决这个问题,提出一种UML模型验证的方法,其核心是xUML的状态图,xUML是UML的增强子集,拥有精确的语义。并在分析Rhapsody可执行框架OXF的基础上,设计并实现了一个模型可执行框架。最后通过一个模型执行的例子验证了该框架的可用性。     

面向流场计算的专用超级计算机体系结构研究

 本文在对流体力学等一类大型计算问题的并行计算模型进行分析的基础上,提出了一种可以实现大规模并行处理的专用超级计算机体系结构方案。该系统由一台宿主机和一个多计算机阵列组成一台个人超级计算机。利用专用性,减小复杂性,提高并行性是系统的主要特色。系统采用二维超环结构作为计算机结点之间的互连结构,反映了计算中数据交换的局部性特点,具有好的通信性能。每个计算机结点本身又采用流水线向量处理结构,从而将高层次的多机并行与低层次的向量处理相结合,实现了大规模的并行计算。本文讨论了系统的软、硬件结构并研究和评价了通信性能。     

ATLAS2000信号与方法的分类及建模

IEEE标准协调委员会（SCC20）开发716标准下一个版本（AT-LAS2000）的工作，显示出了大幅度调整ATLAS语言概念的需求，ATLAS2000所表达的概念之一是，把716-95标准所规定的信号和测量方法重新组织/构造成为一个分层体系结构。这个结构包含一个建模能力。它允许用户开发或描述复杂测试功能逐步提高的水平，复杂测试功能是根据较低级组件（成员）所组建的，该模型是ATLAS2000的一个主要的新特征，促进了组件的得用，并且提供了一个通用的描述机制，表达测试需求和仪器能力。可以定义信号结构，并且用基本的数学或工程术语及物理单元来表达，信号定义对于物理或数学的描述/行为是可跟踪的，使用最新开发的信号与方法的建模语言（SMML）。实现了这些模型的开发，本文描述了这种新的信号与方法体系，以及该体系使用SMML建模技术的实现。     

面向适航认证的模型驱动机载软件构件的安全性验证

 在软件开发的过程中为适航认证提供证据,已成为机载软件开发的研究热点。现代复杂机载软件多为构件化分布式架构,如何有效验证构件之间安全性依赖关系与适航认证标准当中规定目标的一致性,是机载软件设计阶段的一个重要问题。首先,使用系统建模语言(SysML)块图建立带有安全性特征的系统静态结构模型,将其转换为块依赖图以便进行精确的形式化描述。在此基础上给出形式验证方法,检验系统静态结构模型中的安全性依赖关系与适航认证标准中所规定目标之间是否一致。最后,通过一个飞机导航系统的例子说明如何将该方法应用于机载软件开发的过程中。利用这种方法对系统静态结构模型的安全性依赖关系进行验证,能够提高系统整体的安全性,并为适航认证提供证据。     

跨流域三维复杂绕流问题的气体运动论并行计算

通过研究求解描述跨流域三维绕流问题的Boltzmann模型方程气体运动论耦合迭代数值格式,分析气体运动论数值计算方法的内在并行性;从变量依赖关系、数据通信与并行可扩展性三方面开展基于离散速度空间区域分解计算的研究,发展求解稀薄流到连续流跨流域三维复杂绕流问题的并行算法。通过对不同Knudsen数、不同马赫数、不同攻角三维球体及返回舱绕流的并行计算,计算结果与实验数据和理论分析吻合较好。研究表明,该并行算法负载平衡和并行可扩展性较好,对不同并行计算机系统具有很好适应性,显示直接求解分子速度分布函数的气体运动论计算方法有良好的并行计算特性。     

PVM系统统一并行调试对象模型的Petri网描述

采用具体定义的PVM活动所描述的统一并行调试对象模型可使用户在调试的各阶段都面对相同的调试对象 ,但并行程序的文本表示或通常由事件为基础的视图并不适合描述这种概念 ,为把活动明确地表达给用户 ,我们给出了该模型的着色Petri网描述 ,这将有助于对程序作进一步的静态分析和性能调试研究。     

基于．NET平台下的ORM组件的研究与应用

由于对象模型和关系模型存在阻抗不匹配,实现对象和关系的映射已成为软件开发领域的关键问题.首先概述了ORM的基本概念和应用的必然性,同时分析了几种比较典型的.NET平台下的ORM组件.结合正在进行的项目的实际需要,提出并实现了一个.NET平台下的轻量级的ORM组件.     

基于并行工程的航空嵌入式软件测试过程研究

航空嵌入式软件市场不断动荡与激烈竞争的局面对航空嵌入式软件测试提出了新的挑战,商业化的第三方软件测试面临着质量、进度、成本等问题,而良好的软件过程与持续的过程改进是解决这些问题的一个途径。从对并行工程的研究入手,将并行工程的方法运用到航空嵌入式软件测试实践中,寻求基于并行工程的航空嵌入式软件测试过程,用于解决以上问题。     

Methodology for cost-effective software fault tolerance formission-critical systems

A computing capabilities continue to advance, there will be a concurrent rise in the number of both hardware and software faults. These will be caused by the greater volume of more complex software, by the increased number of untested software states, and by more incidents of hardware/software interaction faults as a result of increased hardware speed and density. The traditional software implemented fault tolerance: approaches have been successfully utilized in life-critical systems, such as digital flight controls, where their additional costs can be easily justified. Examples include N-Version Programming and Recovery Block approaches. However, there is still a need for dependable computing for mission-critical applications as well. Often, these traditional techniques are avoided for mission-critical systems due to the difficulty in justifying their extra up-front development cost. We provide an alternative for the high “sunk cost” of traditional software fault tolerance techniques. The methodology, called data fusion integrity processes (DFIPs), is a simple, yet effective technique for mission-critical systems. In addition, the approach establishes a framework from which other costlier, more extensive traditional techniques can be added. We present details of the DFIP methodology and a DFIP framework for Ada programs. We also briefly discuss development of a DFIP code generation system which exploits Java that will enable users to quickly build a DFIP framework in Ada, and select reusable DFIP component methods     

Technology roll lessons learned on embedded avionics platforms

Open system architectures based on commercial off-the-shelf (COTS) building block components offer the ability to leverage the latest technology into fielded products while minimizing the impact to the operational flight software, typically the most costly component of an avionics development or upgrade. Our team has developed a layered hardware and software approach based on industry standard hardware and software interfaces to abstract the application (operational) software developers from the underlying technology rolls to the hardware and operating system software that naturally occur as part of the commercial marketplace, A technology roll is defined as the replacement of a current product with a subsequent generation of a product from the same product family. In this article, we describe the components and the layered architecture of our open system architecture approach. We discuss specific system, hardware, and software technology insertions that incorporate the latest available technology and how these changes have been abstracted from the application software. The article concludes by discussing lessons Learned from the use of these common components and corresponding technology rolls across various platforms     

管路系统敷设的并行工程模型研究

提出了一种应用于并行工程模型转换研究的标号法,该法是将现行串行设计过程（Ａｓ－ｉｓ）转换为并行设计过程（Ｔｏ－ｂｅ）。本文应用该法将发动机外部管路系统敷设过程模型进行了串并行转换,应用并行工程过程重构的手段,得到了管路敷设并行过程模型,文中对该模型进行了详细分析。最后对转换前后的模型进行了时间效益分析,得到了对敷管工程有指导意义的结论。     

从DO-178C的新变化透视软件适航关注点

深刻理解DO-178C标准对于提升机载软件开发能力具有重要意义。分别从软件生存周期过程活动和过程目标两个维度对比和分析DO-178C与DO-178B的差异,按照计划过程、开发过程、验证过程、配置管理过程、质量保证过程和合格审定联络过程分类,列举了每个过程新增的或变更的考虑内容,并详细分析了过程目标的变化。根据差异分析,从强调以目标为中心、源代码到目标码的映射、参数数据、双向追踪、基于需求的鲁棒性测试和耦合性验证6个方面解析了DO-178C强调的思想,并总结了一些可行的实践。     

液体火箭发动机一种通用模块化仿真方法

为了研制一种较为通用的液体火箭发动机工作过程的仿真软件，依据模块化建模思想，建立发动机各组件的Simulink仿真模块。根据发动机系统中各组件之间的参数信号传递关系，连接各模块的相应输入输出端口即形成整个发动机系统的仿真模型。对某型发动机的起动过程进行仿真计算，结果表明这种模块化的建模仿真方法易操作，较通用。     

导航计算机测试软件的架构设计

为解决多种型号被测产品、在不同测试设备上的测试软件开发的问题，尽可能地缩短开发和调试时间，并确保软件的开发质量，提出了一种针对导航计算机测试这一特定领域，以提高扩展性和重用性为目标的软件架构。该架构提供了统一的测试软件设计和开发方法，规范了软件的实现过程，为测试软件的开发提供了一致性的解决方案。采用组件化的开发方法，将具有复用价值的内容封装为组件，为测试软件开发和运行提供了共享的基础平台；提供了开放式的体系结构，规定了内部的组织结构、组件类别与职责、接口规范、交互方式、组件开发方法，便于软件的扩展和修改。经过工程项目的验证，该架构满足在各种专用测试设备上、针对不同型号被测产品的测试软件快速、高质量开发的需要。     

基于Eclipse平台的嵌入式软件集成开发环境目标机通信管理

基于Eclipse平台的嵌入式软件集成开发环境已经成为嵌入式软件集成开发环境的主流。嵌入式软件集成开发环境中的各种交叉开发工具依赖于目标机服务器提供的目标机通信管理功能。提出了一种目标机通信管理系统结构,描述了其各功能部件的功能和接口及其主要的工作流程,介绍了其软件架构及其主要的难点技术与解决方法。     

基于工作流的协同编辑系统(ZOFFICE)的设计

介绍了ZOFFICE系统各个模块,讨论了计算机支持的协同工作(CSCW)的主要技术,其中重点讨论协同编辑系统设计中的并发控制技术,工作流技术以及IFS技术,根据CSCW的基本原理设计出了一个基于工作流的实时协同编辑系统的系统模型。     

带推力矢量的涡扇发动机实时数学模型研究

利用流场计算结果建立了轴对称矢量喷管的实是数学模型。将发动机部件热力参数间的关系用显式的解析式关系表示，从而去掉部件计算机的迭代过程，以此方法建立了涡扇发动机实时数学模型。在以上两个模型的基础上建立了带轴对称矢量喷管的涡扇发动机数学模型。利用此模型研究了矢量喷管对涡扇发动机工作参数的影响。结果表明，该模型可完成带推力矢量的涡扇发动机静态及动态计算，并可用于推力矢量控制研究。矢量喷管的偏转对涡扇发动机工作具有一定影响。