Hệ thống thời gian thực và ứng dụng các mẫu trong thiết kế

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN THỊ THANH THOAN HỆ THỐNG THỜI GIAN THỰC VÀ ỨNG DỤNG CÁC MẪU TRONG THIẾT KẾ LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội - 2007 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ - - Nguyễn Thị Thanh Thoan HỆ THỐNG THỜI GIAN THỰC VÀ ỨNG DỤNG CÁC MẪU TRONG THIẾT KẾ Chuyên ngành : Công nghệ phần mềm Mã số : 68.40.10 LUẬN VĂN THẠC SỸ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Nguyễn Văn Vỵ Hà Nội - 2007 MỤC LỤC Các thuật ngữ từ viết tắt .4 Danh mục hình MỤC LỤC .7 MỞ ĐẦU .10 Chƣơng I : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỜI GIAN THỰC .11 1.1 Khái niệm hệ thời gian thực [1] .11 1.2 Phân loại hệ thời gian thực 12 1.2.1 Hệ thời gian thực cứng 13 1.2.2 Hệ thời gian thực mềm 13 1.3 Đặc điểm hệ thời gian thực [6] .14 1.4 Cấu trúc thành phần hệ thời gian thực 14 1.5 Xử lý thời gian thực 17 1.5.1 Xử lý ngắt .19 1.5.2 Quản lý tiến trình 21 1.6 Một số ứng dụng tiêu biểu hệ thời gian thực 22 1.6.1 Điều khiển tín hiệu số 23 1.6.2 Điều khiển mức cao .24 1.6.2.1 Các ví dụ phân cấp điều khiển 24 1.6.2.2 Hƣớng dẫn kiểm soát 26 1.6.3 Điều khiển lệnh 26 1.6.4 Xử lý tín hiệu 27 1.6.4.1 Hệ thống radar .27 1.7 Một số hệ thống thời gian thực điển hình 30 1.7.1 Hệ thống giám sát 31 1.7.2 Hệ thống điều khiển 32 1.7.3 Hệ thống thu nhận liệu 33 Chƣơng 2: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HƢỚNG MẪU 35 2.1 Mẫu thiết kế 35 2.1.1 Khái niệm mẫu 35 2.1.2 Vai trò mẫu phát triển phần mềm 36 2.1.3 Vòng đời mẫu 37 2.1.4 Một số mẫu cho hệ thời gian thực 38 2.1.4.1 Mẫu hành vi Observer 38 2.1.4.2 Mẫu chiến lƣợc 40 2.1.4.3 Mẫu ngắt 41 2.1.4.4 Mẫu luân chuyển Robin 43 2.2 Phân tích thiết kế hƣớng mẫu - POAD 45 2.3.1 Mục tiêu POAD .45 2.2.2 Những đề POAD .45 2.2.3 Phân tích hƣớng mẫu 46 2.3.3.1 Tổng quan 46 2.2.3.2 Mục đích việc phân tích hƣớng mẫu .48 2.2.3.3 Phân tích yêu cầu 48 2.2.3.4 Làm quen bƣớc đầu .49 2.2.3.5 Tìm lấy mẫu 49 2.2.3.6 Lựa chọn mẫu 50 2.2.4 Thiết kế hƣớng mẫu 51 2.2.4.1 Tổng quan 51 2.2.4.2 Mục đích việc thiết kế hƣớng mẫu 51 2.2.4.3 Cấu trúc mẫu 51 2.2.4.4 Cấu trúc mô hình mức mẫu chi tiết 53 2.4 UML trợ giúp mẫu thiết kế 54 Chƣơng 3: HỆ THỐNG GIÁM SÁT TRẠNG THÁI HOẠT ĐỘNG TRONG TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG 57 3.1 Tổng quan trƣờng Đại học Dân lập Hải phòng 57 3.2 Bài toán giám sát hoạt động khuôn viên nhà trƣờng 58 3.2.1 Mô tả Bài toán 58 3.2.2 Những vấn đề đặt .59 3.2.3 Đặc tả hệ thống .60 3.2.3.1 Hệ thống phần cứng .60 3.2.3.2 Hệ thống phần mềm 60 3.3 Phát triển hệ thống phần mềm theo POAD 61 3.3.1 Xác định mô hình nghiệp vụ 61 3.3.1.1 Các chức nghiệp vụ hệ thống 63 3.3.1.2 Các tác nhân nghiệp vụ 67 3.3.1.3 Các biểu đồ hoạt động tiến trình nghiệp vụ 67 3.3.1.4 Mô hình miền lĩnh vực 69 2.3.1.5 Từ diển giải thích 70 3.3.2 Biểu diễn mô hình hệ thống nghiệp vụ 71 3.3.2.1 Mô hình ca sử dụng mức cao 72 3.3.2.2 Các mô hình ca sử dụng chi tiết 73 3.3.4 Lựa chọn mẫu 80 3.4 Thiết kế “Hệ thống giám sát trạng thái hoạt động” 80 3.4.1 Thiết kế ca sử dụng “Quản trị hệ thống” 80 3.4.2 Thiết kế ca sử dụng “Kiểm soát vào ra” .82 3.4.3 Thiết kế ca sử dụng “Xử lý hỏa hoạn” .83 3.4.4 Thiết kế ca sử dụng “Quản trị vận hành” 84 3.5 Một số giao diện chƣơng trình 85 KẾT LUẬN 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO .90 Các thuật ngữ từ viết tắt Viết tắt Tên đầy đủ Ý nghĩa A/D Analog / Digital Bộ chuyển đổi tương tự - số ATC Air Traffic Control Điều khiển máy bay lên xuống CSDL Cơ sở liệu D/A Digital / Analog Bộ chuyển đổi số - tương tự HRT Hard Real Time Thời gian thực cứng I /O Input / Ouput Vào/ra PloP Patterns language of Program Chương trình ngôn ngữ mẫu PloPD Patterns language of Program Design Thiết kế chương trình ngôn ngữ mẫu POAD Pattern Oriented Analys and Design Phân tích thiết kế hướng mẫu RTS Real Time System Hệ thời gian thực RUP Rational Unified Process Tiến trình thống Rational SRT Soft Real Time Thời gian thực mềm UML Unified Modeling Language Ngôn ngữ mô hình hóa thống Danh mục hình Hình 1.1: Các mức đáp ứng kiện mặt thời gian .11 Hình 1.2 Đồ thị mô tả đặc trưng hai loại hệ thời gian thực 12 Hình 1.3: Các thành phần hoạt động thời gian thực 15 Hình 1.4: Các kiểu tác vụ theo chuẩn IEC 61131-3 17 Hình 1.5: Mô hình chung hệ thời gian thực .18 Hình 1.6 Mô hình xử lý ngắt .19 Hình 1.7 Ưu tiên ngắt 20 Hình 1.8: Hành động thực thi thời gian thực yêu cầu bắt đầu tiến trình 21 Hình 1.9 Một điều khiển số 23 Hình 1.10: Cấu trúc hệ thống điêu khiển máy bay 25 Hình 1.11 Xử lý tín hiệu radar hệ thống hiệu chỉnh 28 Hình 1.13: Kiến trúc tiến trình hệ thống báo động trộm 31 Hình 1.14: Kiến trúc tiến trình hệ thống điều khiển nhiệt độ .32 Hình 1.15: Kiến trúc luồng giám sát hệ thống 33 Hình 1.16: Bộ đệm tròn cho thu nhận liệu 34 Hình 2.1 Vòng đời mẫu 37 Hình 2.2 Cấu trúc mẫu Quan sát .39 Hình 2.3 Mô tả cấu trúc mẫu chiến lược 40 Hình 2.4 Cấu trúc mẫu ngắt .41 Hình 2.5 Phương thức điều khiển ngắt 42 Hình 2.7 Sự cấu thành thiết kế ứng dụng sử dụng mẫu 46 Hình 2.8 Pha phân tích POAD 47 Hình 2.9 Biểu đồ lớp (a) Biểu đồ tương tác (b) mẫu Observer 55 Hình 3.1 Sơ đồ cấu trúc hệ thống phần cứng 60 Bảng 3.1 Bảng phân quyền vào 62 Hình 3.2 Biểu đồ hoạt động tiến trình nghiệp vụ “Điều khiển đóng – mở cửa” .68 Hình 3.3 Biểu đồ hoạt động tiến trình nghiệp vụ “Cảnh báo nguy hỏa hoạn” 69 Hình 3.4 Biểu đồ miền lĩnh vực .70 Hình 3.5 Mô hình ca sử dụng mức tổng quát 72 Hình 3.6: Biểu đồ ca sử dụng gói “Quản trị hệ thống” 73 Hình 3.7: Biểu đồ ca sử dụng “Kiểm soát vào ra” 75 Hình 3.8: Mô hình gói ca sử dụng “Cảnh báo hỏa hoạn” 76 Hình 3.9: Biều đồ ca sử dụng gói “Quản lý vận hành” .78 Hình 3.10 Biểu đồ lớp lớp đối tượng .81 Hình 3.11 Biểu đồ lớp cập nhật bảng phân quyền sử dụng mẫu chiến lược 82 Hình 3.12 Biểu đồ lớp thiết kiểm soát vào theo mẫu quan sát 83 Hình 3.13 Biểu đồ lớp mức mẫu “Xử lý hỏa hoạn” 84 Hình 3.14 Biểu đồ lớp cho ca sử dụng giám sát truy nhập ghi nhật ký .85 Hình 3.15 Giao diện đăng nhập hệ thống 85 Hình 3.16 Giao diện vào hệ thống .86 Hình 3.17 Giao diện cảm ứng nhiệt độ .86 Hình 3.18 Giao diện quan sát nhiệt độ 87 Hình 3.19 Giao diện lựa chọn chiến lược cập nhật 87 Hình 3.20 Giao diện cập nhật trực tiếp .88 Hình 3.21 Giao diện cập nhật từ tệp 88 MỞ ĐẦU Ngày nay, hầu hết tương tác tính toán nhiều hệ thống máy tính tíến hành theo thời gian thực hệ thống điều khiển phản hồi, hệ thống giám sát, hệ thống điều khiển tự động Các hệ thống thường phải đáp ứng kiện giới thực mặt thời gian tương tác với môi trường bên Có nhiều phương pháp dùng để phân tích thiết kế phần mềm như: phương pháp “biểu đồ trạng thái”, hay máy trạng thái hữu hạn [11], phương pháp phân tích thiết kế hướng đối tượng, Trong phương pháp thiết kế trên, phương pháp phân tích hướng đối tượng sử dụng mẫu thiết kế hướng nghiên cứu ứng dụng phát triển mạnh Nó mang đặc trưng công nghệ sử dụng lại cho việc phát triển hệ thống phần mềm mức thiết kế Vì vậy, đề tài “Hệ thống thời gian thực ứng dụng mẫu thiết kế” chọn làm luận văn tốt nghiệp Trong luận văn này, sau trình bày tổng quan hệ thống thời gian thực trình bày phương pháp phát triển hệ thống phần mềm sở phương pháp phân tích hướng đối tượng định hướng mẫu Nó vận dụng để phân tích thiết kế hệ thống giám sát trạng thái hoạt động khuôn viên Trường đại học dân lập Hải Phòng - hệ thống thời gian thực Nội dung luận văn gồm ba chương Chương 1: Tổng quan Hệ thời gian thực Trong chương này, trình bày khái niệm hệ thống thời gian thực, ứng dụng điển hình hệ thống Chương 2: Phương pháp phân tích thiết kế hướng mẫu Trong chương này, trình bày tổng quan mẫu thiết kế phương pháp phân tích thiết kế hệ thống phần mềm hướng mẫu Ngoài trình bày số mẫu sử dụng cho thiết kế cho ứng dụng đề xuất mẫu Quan sát (Observer), mẫu chiến lược (Trategy), mẫu ngắt (Interruptt), mẫu luân chuyển Robin (Round Robin) Chương 3: Hệ thống giám sát trạng thái hoạt động khuôn viên Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Đây phần xây dựng ứng dụng dựa sở lý thuyết trình bày Sử dụng phương pháp phân tích hướng đối tượng mẫu để tiến hành phân tích thiết kế ứng dụng tiến hành số cài đặt thử nghiệm Cuối phần kết luận hướng phát triển đề tài Chƣơng I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỜI GIAN THỰC 1.1 Khái niệm hệ thời gian thực [1] Hầu hết xử lý dùng để điều khiển máy tính cá nhân đơn giản toàn hệ thống máy móc nhà máy Những hệ thống tương tác trực tiếp với thiết bị phần cứng Phần mềm hệ thống gọi hệ thời gian thực nhúng (Embedded Real Time System) Nó thực xử lý để đáp ứng lại với kiện phát sinh từ phần cứng cách tạo tín hiệu điều khiển gửi đến thiết bị phần cứng nhằm đáp ứng kiện môi trường Những phần mềm nhúng vào hệ thống phần cứng hay hệ thống lớn phải sản tín hiệu điều khiển khoảng thời gian thực xác định để đáp ứng kiện phát sinh từ môi trường hệ thống Như vậy, hệ thời gian thực hệ thống mà hoạt động hiệu không phụ thuộc vào xác kết tạo mà phụ thuộc vào thời điểm đưa kết Hệ thống thất bại yêu cầu thời gian mức độ đáp ứng không thoả mãn Hình 1.1 [5] mô tả mức độ đáp ứng kịp thời hệ thống theo bốn yêu cầu khác Sự kiện Sự kiện Phản ứng T T ts Thời gian ts tp-1 Phản ứng Sự kiện T ts tp-2 Thời gian b) Trong khoảng tp-1 ≤ t ≤ tp-2 a) Chính xác t = Sự kiện Phản ứng Phản ứng T Thời gian c) Chậm t ≤ ts Thời gian d) Sớm t ≥ Hình 1.1: Các mức đáp ứng kiện mặt thời gian 78 Hình 3.9: Biều đồ ca sử dụng gói “Quản lý vận hành” c2 Mô tả chi tiết ca sử dụng Ca sử dụng “Xác nhận truy nhập” Tên ca sử dụng: Xác nhận truy nhập Tác nhân: Người bảo vệ, người quản trị Mục đích: Xác nhận yêu cầu đăng nhập đối tượng Mô tả khái quát: Khi có người trruy nhập hệ thống Hệ thống kiểm tra xác nhận quyền truy nhập cho phép truy nhập hay không Tham chiếu: R4.1 Luồng kiện chính: Tác nhân Yêu cầu đăng nhập Hệ thống Hiển thị mẫu đăng nhập Dữ liệu liên quan mẫu đăng nhập 79 Vào mật Kiểm tra, hợp lệ hiển thị hệ thống Đối tượng Luồng kiện phụ: Bước 4: Nếu vào mật sai, hệ thống yêu cầu vào lại Nếu vào ba lần hệ thống tự động đóng lại Ca sử dụng “Ghi nhật ký kiện” Tên ca sử dụng: Ghi nhận kiện Tác nhân: Người bảo vệ, bảo vệ, người qua cửa, kiện hỏa hoạn Mục đích: Theo dõi kiện diễn hàng ngày Mô tả khái quát: Hàng ngày có nhiều kiện xảy ra: cửa mở cho người qua, cảm biến cảnh báo, Tất kiện cần hệ thống tự động ghi lại Tham chiếu: R4.2 Ca sử dụng “Chuyển trạng thái thiết bị” Tên ca sử dụng: Chuyển trạng thái thết bị Tác nhân: Người bảo vệ Mục đích: Thiết lập lại trạng thái thết bị theo yêu cầu quản lý, điều khiển việc mở-đóng cửa, còi báo động cần thiết Mô tả khái quát: Sau quyền truy nhập vào hệ thống, người bảo vệ thực : Đặt lại trạng thái thiết bị (cảm biến nhiệt, máy đọc thẻ, thiết bị mở đóng của, còi báo động) theo yêu cầu quản lý Điều khiển việc mở - đóng số cửa khoảng thời gian yêu cầu công việc nghiệp vụ Điều khiển còi báo động cần thiết Tham chiếu: R 4.3 80 3.3.4 Lựa chọn mẫu Từ phân tích nghiệp vụ ta nhận biết rằng, số mẫu sau chọn để giải vấn đề nghiệp vụ đặt ra:  Mẫu Trategy (chiến lược): cần chọn để giải vấn đề nhập bảng phân định quyền truy nhập yêu cầu có nhiều cách nhập liệu khác  Mẫu Observer (quan sát): cần chọn để nhận biết tượng hỏa hoạn từ cảm ứng nhiệt nhận biết việc người có thẻ đến cửa  Mẫu Round Robin (quay vòng): cần chọn để kiểm soát định kỳ cảm biến nhiệt sau khoảng thời gian xác định  Mẫu Interrupt (ngắt) để điều khiển việc cảnh báo hỏa hoạn mở cửa cho kịp thời 3.4 Thiết kế “Hệ thống giám sát trạng thái hoạt động” 3.4.1 Thiết kế ca sử dụng “Quản trị hệ thống” a Biểu đồ mức mẫu lớp cấu hình hệ thống Để cập nhật đối tượng (người), phận, cửa, cảm biến nhiệt, khu vực bảng cấp quyền ta tiến hành cập nhập trực tiếp, thân đối tượng thay đổi nhiều thuộc tính Ở đây, cửa gắn cảm biến, nên cửa cảm biến xác định lớp Mỗi đối tượng xác định lớp không cần đến mẫu đặc biệt Biểu đồ lớp mẫu cho hình 3.10 81 SensorDoor Area IDarea: string nameArea: string nemberDoor:number nemberSenstemp:number state:boolean Create() Update() Destory() GetIDarea() IDdoor:number place: string IDarea: string state:boolean Create() Update() Destory() GetIDdoor() GetIDarea() SensorTemp IDtemp:number place: string IDarea: string temp:number state:boolean Create() Update() Destory() Persons Grouprights Persongroup IDright: string startday: date endday: date IDgroup: string namegroup: string note:string Create() Update() Destory() Create() Update() Destory() GetIDgroup() Ggrouparea Idgouparea: number IDgroup: string IDarea:string Create() Update() Destory() IDperson: string namePerson: string birthday: date IDgroup: string IDdepart:string Create() Update() Destory() GetperIDgroup() GetName() Departments IDdepart: string nameDepart: string totalmember:number Create() Update() Destory() GetIDdepart() Hình 3.10 Biểu đồ lớp lớp đối tượng b Biểu đồ mức mẫu cho cập nhật bảng phân quyền Riêng ma trận phân quyền xác định theo ngày, tuần, cho nhóm đối tương theo khu vực nên phức tạp Do cần sử dụng mẫu chiến lược để cập nhật cho ma trận phân quyền Với mẫu chiến lược, ta có nhiều cách cập nhật khác nhau: cập nhật tệp (thuộc loại đó) hay cập nhật trực tiếp Mô hình mẫu hình 3.11 82 Context ScheduleStrategy Contextinterface() Updatefile() Rightschedule1 Rightschedule2 IDschedulefile: string namfile: string typefile: string IDschedule: string startday: date endday: date Create() Updatefile1() Destory() Create() Updatefile0() Update1(file) Update2(file) Destory() Getdeadline() PartRightschedule IDschedgroup: string IDgroup: string IDarea:string Mon: boolean Tue: boolean Wed: boolean Thur: boolean Fri: boolean Sad: boolean Sun: boolean Create() Update() Destory() Verify() Hình 3.11 Biểu đồ lớp cập nhật bảng phân quyền sử dụng mẫu chiến lược 3.4.2 Thiết kế ca sử dụng “Kiểm soát vào ra” Mỗi có người đến cửa, cảm biến đọc định danh người đến gửi giám sát với định danh khu vực có cửa Tại kiểm tra hợp lệ người quyền qua vùng Nếu quyền kích hoạt mở sau đóng cửa Biểu đồ mức mẫu cho hình 83 MonitorSubject Rightschedule2 IDschedule: string startday: date endday: date Create() Updatefile0() Update1(file) Update2(file) Destory() Getdeadline() PartRightschedule IDschedgroup: string IDgroup: string IDarea:string Mon: boolean Tue: boolean Wed: boolean Thur: boolean Fri: boolean Sad: boolean Sun: boolean Create() Update() Destory() Verify() RegisterObserver () MonitorDoor RegisterObserver() GetDate() Control() Persons IDperson: string namePerson: string birthday: date IDgroup: string IDdepart:string SensordoorObserver SendNotify() SensorDoor IDdoor:number place: string IDarea: string state:boolean Create() Update() Destory() GetIDdoor() GetIDarea() SendNotify() Opendoor() Closodoor() Note() Create() Update() Destory() GetIperDgroup() GetName() Hình 3.12 Biểu đồ lớp thiết kiểm soát vào theo mẫu quan sát 3.4.3 Thiết kế ca sử dụng “Xử lý hỏa hoạn” Để theo dõi nhiệt độ cảm biến sau không phút, với số cảm biến 100, sau chu kỳ 1/2 giây hệ thống cần lấy nhiệt độ cảm biến Mẫu quan sát mẫu quay vòng robin với chu kỳ ½ sử dụng theo dõi nhiệt độ cảm biến nhiệt Biểu đồ mức mẫu cho hình 3.13 84 Timer MonitorSubject RegisterObserver () SensorTempObbserver Switch() SendNotify() ReceiveNotify() MonitorFire RegisterObserver() Analysis() Control() SensorTemp IDtemp:number place: string IDarea: string temp:number state:boolean Create() Update() Destory() SendNotify() ReceiveNotify() Note() Hình 3.13 Biểu đồ lớp mức mẫu “Xử lý hỏa hoạn” 3.4.4 Thiết kế ca sử dụng “Quản trị vận hành” Việc thiết lập lại trạng thái thiết bi (cảm biến cửa, cảm biến nhiệt) thực chất cập nhật giá trị trạng thái đối tượng xét Vì thêm mặt thiết kế lớp Ở thiết kế lớp nhật ký để ghi kiện 85 SensorDoor IDdoor:number place: string IDarea: string state:boolean Create() Update() Destory() GetIDdoor() GetIDarea() SendNotify() Opendoor() Closedoor() Note() Eventnote IDate:date IDobject: string Objectname: string Event: string Place: string Starttime:time Entime:time Note() Report() SensorTemp IDtemp:number place: string IDarea: string temp:number state:boolean Create() Update() Destory() SendNotify() ReceiveNotify() Note() Authorization IDuser: strring Nameuser: strring Pasword: string Shortword:string RegisterDate: date Create() Update() Destory() Authorize() Note() Hình 3.14 Biểu đồ lớp cho ca sử dụng giám sát truy nhập ghi nhật ký 3.5 Một số giao diện chƣơng trình Hình 3.15 Giao diện đăng nhập hệ thống 86 Hình 3.16 Giao diện vào hệ thống Hình 3.16 Giao diện quan sát nhiệt độ Hình 3.17 Giao diện cảm ứng nhiệt độ 87 Hình 3.18 Giao diện quan sát nhiệt độ Hình 3.19 Giao diện lựa chọn chiến lược cập nhật 88 Hình 3.20 Giao diện cập nhật trực tiếp Hình 3.21 Giao diện cập nhật từ tệp 89 KẾT LUẬN Luận văn trình bày tổng quan Hệ thống thời gian thực, phương pháp phân tích thiết kế phần mềm hướng mẫu trình bày số mẫu chuyên dụng để thiết kế hệ thống thời gian thực Áp dụng lý thuyết để phân tích, thiết kế hướng đối tượng hướng mẫu sử dụng mẫu thiết kế thời gian thực để thiết kế hệ thống kiểm soát vào trường Đại học Dân lập Hải Phòng Bài toán đặt phân tích thiết kế hệ thống theo tiến trình trình: xác định mô hình nghiệp vụ hệ thống, phát triển thành mô hình ca sử dụng, biểu đồ mức mẫu, phân tích thiết kế lớp phần mềm hệ thống Với thiết kế nhận tiến hành thử nghiệm cài đặt công nghệ C#, sử dụng hệ quản trị sở liệu SQL với số mô đun quan trọng Hệ thống thời gian thực hệ thống bao gồm phần cứng lẫn phần mềm gắn chặt chẽ với Việc triển khai đòi hỏi có thiết bị tương ứng có hiểu biết sâu sắc phần cứng kỹ để lắp đặt Ngoài cần có thời gian môi trường kỹ thuật đầy đủ để thử nghiệm Do điều kiện thời gian không cho phép triển khai, nên luận văn tập trung vào việc phân tích thiết kế hệ thống phân mềm theo phương pháp tiên tiến hướng đối tượng xây dựng chương trình mô cho số mô đun chủ yếu Hướng phát triển đề tài hoàn thiện phân tích thiết kế hệ thống áp dụng thử nghiệm để triển khai ứng dụng cho hệ đơn giản hơn: hệ thống chấm công tự động cho cán công nhân viên Trường quản lý vào lớp cho sinh viên trình học tập 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo tiếng Việt [1] Nguyễn Văn Vỵ (2002), Phân tích thiết kế hệ thống thông tin đại, hướng cấu trúc - hướng đối tượng, NXB Thống kê, Hà Nội [2] Đặng Văn Đức (2002), Phân tích thiết kế hướng đối tượng UML, NXB Giáo dục, Hà nội [3] Đoàn Văn Ban (2003), Phân tích thiết kế hướng đối tượng UML, NXB Thống kê [5] Nguyễn Văn Trường (2004), Hệ thống thời gian thực ứng dụng kỹ thuật mô phỏng, Trung tâm Công nghệ Mô – HVKTQS [6] TS Hoàng Minh Sơn , Hệ Thời gian thực điều khiển thời gian thực, Tạp chí TĐHNN (tạp chí điện tử), ngày 13/10/2007 [7] Nguyễn Văn Ba (2005), Phát triển hệ thống hướng đối tượng với UML2.0 C++ , Nhà xuất Thống kê – 2005 [8] Nguyễn Văn Vỵ (2004), Phân tích thiết kế hệ thống phần mềm – Bài giảng cho cao học, Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội [10] Ngô Trung Việt (bản dịch- 2001), Kĩ nghệ phần mềm, Nhà xuất giáo dục Tài liệu tham khảo tiếng Anh [10] Jame W.S.Liu, Real time system, Prentice Hall, 2000, ISBN: 130996513 [11] Ian sommerville, Softwware Engineering, Sixth Edition, Addison- Wesley, 2001 [12] Sharif M.Yacoub and Hany H Ammar, Pattern Orientated Analysis and Design: Composing Patterns to Design Software System, Addison – Wesley Proffessional, 2003 [13] Grindei Manuela - Lidia, UML-Modeling of Real - Time software System, Software- Entwicklungsmethoden [14] Bruce Powel Douglass, Real Time Design Patterns Robust Architecture for Real Time Systems, Addison Wessley 9/2002 [15] OMG Unified Modeling Language Specification Version 1.4, Needham, MA: Object Management Group, 2001 91 [16] Douglass, Bruce Powel Real-Time UML, 2nd Edition: Developing Efficient Objects for Embedded Systems, Boston, MA: Addison-Wesley, 2000 [17] Douglass, Bruce Powel Doing Hard Time: Developing Real-Time Systems with UML, Objects, Frameworks and Patterns, Reading, MA: Addison-Wesley, 1999 [18] Buschmann, F., R Meunier, H Rohnert, P Sommerlad, and M Stal A System of Patterns: Pattern - Oriented Software Architecture, New York, NY: John Wiley and Sons, 1996 [19] Gamma, E., R Helm, R Johnson, and J Vlissides Design Patterns: Elements of Reusable Object - Oriented Software, Reading, MA: Addison-Wesley, 1995 [20] David E Simon, An Embedded Sofware Primer, Copyright by Pearson Education, Inc-1999 [21] Jason Price, Mastering C# Database Programming, Sybex © 2003 [22] Bruce Powel Douglass, Real Time Design Patterns, Robust Architecture for Real Time Systems, Addison Wessley 9/2002 Thank you for evaluating AnyBizSoft PDF Merger! To remove this page, please register your program! Go to Purchase Now>> AnyBizSoft PDF Merger  Merge multiple PDF files into one  Select page range of PDF to merge  Select specific page(s) to merge  Extract page(s) from different PDF files and merge into one [...]... vị trí của con tàu 1.2.2 Hệ thời gian thực mềm Ngược lại với hệ thời gian thực cứng là hệ thời gian thực mềm Kết quả đưa ra của một hệ thống cho phép một sai số nhất định cả về giá trị và thời gian so với khoảng thời gian dự kiến Tuy nhiên, nếu sự sai lệch này không được đảm bảo nó cũng không gây ra điều gì nghiêm trọng Đối với hệ thời gian thực mềm, thời gian đáp ứng của hệ thống với yếu tố kích thích... gian thực Hệ thời gian thực được chia thành hai loại, hệ thời gian thực cứng (Hardware real time system) và hệ thời gian thực mềm (Sofware real time system) Hình 1.2 [5] dưới đây minh họa cho sự khác biệt giữa hai loại hệ thống đó Giá trị kết quả xử lý đưa ra đồ thị hệ mềm đồ thị hệ cứng - + thời điểm đáp ứng (deadline) thời gian Hình 1.2 Đồ thị mô tả đặc trưng hai loại hệ thời gian thực 13 Trong đó:...12 Các hệ thời gian thực khác với các phần mềm khác là những chức năng đáp ứng của hệ thống đối với các sự kiện của môi trường trong một khoảng thời gian nhất định (thường là khoảng thời gian ngắn) Do vậy người ta định nghĩa hệ thời gian thực (Real Time System - RTS) như sau: Một hệ thời gian thực là một hệ thống mà trong đó tính đúng đắn của nó không chỉ phụ thuộc vào các kết quả logic... phụ thuộc vào thời điểm mà tại đó các kết quả được đưa ra.[10] Nhiều thay đổi của các sự kiện trong thế giới thực thường xảy ra rất nhanh, mỗi hệ thống thời gian thực giám sát các sự kiện này phải thực hiện việc xử lý và đưa ra kết quả trong một khoảng thời gian bắt buộc gọi là một hạn định hay thời điểm kết thúc (deadline) Khoảng thời gian này được xác định từ thời gian bắt đầu và thời gian hoàn tất... việc Trong thực tế, nhiều yếu tố kích thích xảy ra trong khoảng thời gian rất ngắn, ví dụ vào khoảng vài mili giây, và khi đó thời gian mà hệ thống cần đáp ứng lại các yếu tố kích thích thường vào khoảng dưới 1 giây mới đảm bảo được yêu cầu mong muốn Khoảng thời gian này bao gồm: thời gian tiếp nhận kích thích, thời gian xử lý thông tin và thời gian hồi đáp kích thích.[10] 1.2 Phân loại hệ thời gian thực. .. đề này, và thảo luận tóm tắt về sản phẩm hoạt động thời gian thực thương mại Các yêu cầu riêng cho hệ thời gian thực thường là yêu cầu phần thực thi cần được thiết kế như là một phần của hệ thống 15 Các thành phần của một RTS [11] (hình 1.3) phụ thuộc vào kích cỡ và sự phức tạp của hệ thời gian thực được xây dựng Thông thường, với mọi hệ thời gian thực (trừ những hệ thống đơn giản) đều có các thành... này trong hệ thời gian thực nhúng, được minh họa trong hình 1.5 1.5.1 Xử lý ngắt Một đặc trưng hay dùng để phân biệt các hệ thống thời gian thực với các kiểu hệ thống khác là việc xử lý ngắt Hệ thống thời gian thực phải đáp ứng với các kích thích bên ngoài (hay thường gọi là các ngắt) trong một khuôn khổ thời gian do thế giới bên ngoài ấn định Bởi vì nhiều kích thích (ngắt) thường xuất hiện nên phải thiết. .. điều khiển kịp thời sau một thời gian nhận được tín hiệu đo để đưa quá trình kỹ thuật về trạng thái mong muốn Một mạng truyền thông trong một hệ thống điều khiển có tính năng thời gian thực phải có khả năng truyền tin một cách tin cậy và kịp thời đối với các yêu cầu của các bộ điều khiển, các thiết bị vào/ra, các thiết bị đo và thiết bị chấp hành Tính năng thời gian thực của một hệ thống điều khiển... Trong các trường hợp cụ thể, sự giám sát sẽ cân nhắc kỹ trước khi bỏ qua quĩ đạo này Hình 1.12 Tiến trình cho qua cửa 1.7 Một số hệ thống thời gian thực điển hình Có một số lớp hệ thống chuẩn đáng tin cậy của hệ thời gian thực như: hệ thống giám sát, hệ thống thu nhận dữ liệu, hệ thống điều khiển và thực hiện lệnh, v.v Mỗi kiểu hệ thống này đều có đặc trưng kiến trúc xử lý riêng Khi một hệ thống thời. .. thống thời gian thực được phát triển, kiến trúc của nó sẽ thuộc một trong ba hệ thống chuẩn đó Vì vậy, khi thiết kế hệ thời gian thực người ta thường sử dụng các mô hình chung này 31 1.7.1 Hệ thống giám sát Hệ thống giám sát (monitoring system) là một lớp quan trọng của hệ thời gian thực Chúng kiểm tra các bộ cảm biến, cung cấp thông tin về môi trường của hệ thống và đưa ra hành động dựa vào việc đọc ... dụng sử dụng mẫu thiết kế? Kiểu mẫu sử dụng? Chúng ta phát triển cách có hệ thống ứng dụng sử dụng mẫu thiết kế? Đã có quy trình thiết kế xác định tốt để phát triển ứng dụng sử dụng mẫu khối... thời gian xử lý thông tin thời gian hồi đáp kích thích.[10] 1.2 Phân loại hệ thời gian thực Hệ thời gian thực chia thành hai loại, hệ thời gian thực cứng (Hardware real time system) hệ thời gian. .. phần thiết kế mẫu chọn đủ điều kiện để dùng lại thành phần thiết kế 2.1.4 Một số mẫu cho hệ thời gian thực Trong khuôn khổ luận văn này, trình bày số mẫu thường sử dụng thiết kế hệ thời gian thực