ỨNG DỤNG MÔ HÌNH THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG NHÚNG

Từ quá trình nghiên cứu về mô hình hệ thống dựa trên thành phần và mô hình thời gian thực ta có thể xây dựng một mô hình thành phần trên hệ thống nhúng. Hiện nay, hầu hết các công việc của con người đã được áp dụng công nghệ, tự động hóa nhằm mục đích nâng cao hiệu quả công việc, đảm bảo an toàn cho con người. Cùng với mục đích đó, hệ thống hướng dẫn xe (Car Navigation System – viết tắt là CNS) được xây dựng nhằm dẫn đường cho các lái xe đi qua một khu vực. Để tương tác với lái xe, hệ thống phải có một thiết bị hiển thị để thể hiện bản đồ của khu vực xung quanh xe, một bàn phím để thực hiện các lệnh cơ bản như hiển thị bản đồ, phóng to/thu nhỏ và tìm đường đi tới đích.

Một thành phần đặt cơ sở thiết kế cho CNS mà được thể hiện trong hình 6, gồm có những thành phần chính sau đây, trong đó quan hệ Dep giữa những thành phần được đại diện cho bởi những mũi tên trong hình.

Hình 6: Sơđồ thành phần cho Hệ thống hướng dẫn xe

• Thành phần GPS:

Thành phần này có một phương thức

get_pos(out : src)

f

{src}, true ⊢ src = current_position,0 < l′ ≤1 . Mặc dù mã chương trình không được trình bày ởđây nhưng ta giảđịnh rằng mã chương trình không chứa bất kì lời gọi nào đến một phương thức của thành phần khác. Thành phần khác duy nhất có thể sử dụng thành phần này là

Controller

get_pos(out : src)

• Thành phần RouteDB:

Khai báo tài nguyên của thành phần này bao gồm bộ nhớ các biến tài nguyên (khởi tạo 4 MB) và bộ xử lí 75 MHz (khởi tạo là 1). Thành phần có 2 phương thức:

_ ( : , , : )

{src dstn map true, , }, ⊢_f map′ =map_ for the area_ _ ,0< ≤l 1 và

find_route in src in dstn out route( : , : , : )

{ , , },

_ _ ,

75 es 1 4

src dstn route true route

route to the_destination

MHz proc or memory n,0 l 11

′ =

= ∧ = < ≤

⊢

⊢

Thành phần khác duy nhất có thể sử dụng thành phần này là

Controller

find_route in src in dstn out route( : , : , : )

get_map(src,dstn,map);

compute(src,dstn,map,route);

Giảđịnh rằng compute(src,dstn,map,route) cần 10 giây để một bộ xử lí 75MHz sử dụng 4MB để thực hiện. Do đó đoạn mã này là một bản làm mịn đặc tả của

find_route in src in dstn out route( : , : , : )

• Thành phần chủđộng

Controller

Thành phần này có một biến cố

find_route command_ _arrival

find_route handle_

75MHz_processor

: _ ;

( ( , ) || . _ os( ));

( ( , ) ||

. _ ( , , ));

_ ( );

dstn read dstn

Schedule Controller GPS GPS get p src

Schedule Controller RouteDB

RouteDB find route src dstn route

display route dstn

=

Đặc tả thời gian của phương thức này là

0< ≤l 14

: _

dstn =read dstn

display route dstn_ ( )

Schedule Controller RouteDB( , )

và

Schedule Controller RouteDB( , )

l =d

làm mịn của đặc tả của nó. Một luồng của thành phần này là

always _ _

after _ _ _

find route handle

find route command arrival

Vậy trong mô hình này của hệ thống dựa trên thành phần ta có thể sử dụng UTP và các luật bổ sung cho đặc tả thời gian thực cho các thiết kếđể kiểm chứng nếu một phương thức được cài đặt đúng hay không. Tuy nhiên, để mô hình này hỗ trợ chứng thực thuộc tính phụ thuộc thời gian và theo thời gian thực. Ta phải đưa ra một nghĩa hình thức cho các luồng và một đặc tả hình thức cho các thuộc tính thời gian thực.

KẾT LUẬN

Sau khi nghiên cứu các khái niệm về hệ thống dựa trên thành phần, mô hình thành phần, các khái niệm về hệ thống dựa trên thành phần thời gian thực, tôi đã nắm rõ được các khái niệm. Tôi đã trình bày về mô hình thành phần, kiến trúc của mô hình thành phần. Với mô hình được trình bày ở trên thì nó có thểđược mở rộng một cách dễ dàng điều khiển các thuộc tính phi chức năng của thành phần như chất lượng dịch vụ. Đặc tính chính của mô hình thành phần được trình bày ở trên nằm ở ngữ nghĩa hình thức của nó trong UTP. Nó đóng vai rò như là một nền tẳng xho việc phát triển mẫu ngôn nhữ cho lập trình dựa trên thành phần. Mẫu ngôn ngữ này được áp cho các ngôn ngữ lập trình khác để thiết kế, lập trình dựa trên thành phẫn dễ dàng hơn. Cũng trong mô hình đó, các thành phần được xác định tính đúng đắn bằng thiết kế. điều đó cũng có nghĩa là cài đặt dịch vụ thỏa mãn các yêu cầu của nó. Điều đó được đẳm bảo chắc chắn bằng cả kiểm chứng mô hình hoặc chứng minh định lý. Ngoài ra, tôi cũng trình bày về mô hình thành phần thời gian thực. Mô hình này hỗ trợ đặ tả, làm mịn thành phần và kiểm chứng một vài thuộc tính thời gian thực, điều mà mô hình trước không có. Mô hình cũng hỗ trợ sự tách biệt giữa đặc tả chức năng từđặc tả phi chức năng của các thành phần, mà có thểđơn giản hóa kiểm chứng yêu cầu chức năng, và trong nhiều rường hợp có thể đơn giản hóa cả các kiểm chứng yêu cầu phi chức năng nữa. Dựa trên các kiến thức thu được tôi đã phân tích và trình bày một ví dụ về áp dụng mô hình dựa trên thành phần. Việc nghiên cứu cá khái niệm, định nghĩa trong mô hình thành phần và hệ thống dựa trên thành phần giúp cho thiết kế, phân tích và bảo trì các hệ thống lớn một cách dễ dàng hơn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] R. Alur and D.L. Dill. A Theory of Timed Automata. Theoretical Computer Science, pages 183–235, 1994.

[2] E. Asarin, P. Caspi, and O. Maler. A Kleene Theorem for Timed Automata. LICS’97, pages 160–171. IEEE computer Society Press, 1997.

[3] C.A.R. Hoare and He Jifeng. Unifying Theories of Programming. Prentice Hall, 1998.

[4] Dang Van Hung. Toward a formal model for component interfaces for real- time systems. In FMICS ’05,pages 106–114, New York, 2005. ACM Press.

[5] Dang Van Hung. Toward a Formal Model for Component Interfaces for Real- time Systems. FMICS’05, September 5–6, 2005, Lisbon, Portugal.

[6] Pham Hong Thai, Dang Van Hung, Towards a Template Language for Component-based Programming. WORLDCOMP’07 Conference, June 25-28, 2007, USA.

[7] Hung Le Dang, Dang Van Hung. Timing and Concurrency Specification in Component-based Real-Time Embedded Systems development. Proceedings of TASE’07, June 6-8, 2007, Shanghai, China.

[8] Kurt Wallnau, Scott Hissam, and Robert Seacord, Component-Based Software Engineering (series), 2000

[9] Ananda Basu, Marius Bozga, and Joseph Sifakis. Modeling Heterogeneous Real-time Components in BIP. Proceedings of SEFM’06, pages 3–12, September 2006. IEEE Computer Society.

[10] He Jifeng, Zhiming Liu, and Xiaoshan Li. A Theories of Contracts. Electronic Notes of Theoretical Computer Science, Volume 160 , pp. 173-195, 2006.

[11] Barbora Zimmerová, Component-Based Systems (CBSs) (slide bài giảng), 2005