构件化嵌入式软件的服务质量研究

发布时间：2020-08-18 19:06

【摘要】： 随着嵌入式技术的飞速发展,嵌入式系统的应用范围变的更加广泛,同时也带动了嵌入式软件需求的日益增加。由于嵌入式系统具有严格的实时性和资源受限等要求,致使传统的以手工编写代码的软件开发技术明显不能满足这种要求。为了提高嵌入式软件的开发效率,降低开发的复杂度、成本和周期,将基于构件的软件开发技术(CBSD)应用于嵌入式系统的开发中是非常合适的。构件技术是当前软件开发的主流形式,具有可复用、可封装和可组装等特点,能显著提高软件质量和开发的专业化程度。具体研究了基于QoS的嵌入式构件的组装和演化两个方面,并且扩展了Lw CCM构件模型和构件容器,提出一个ELw CCM构件模型。结合软构件开发技术的特点,从用户对嵌入式软件的实际需求出发进行研究,研究的主要内容包括以下几个方面： (1)分析了当前Lw CCM构件模型及其应用于嵌入式系统中存在的问题,并对其进行了扩展。首先,根据用户需求,给出一个QoS元模型,并用XML。对部分QoS属性进行描述。其次对Lw CCM构件模型和构件容器进行了扩展,提出一个ELw CCM嵌入式构件模型。增加了QoS反射机制模块,实时QoS策略模块,QoS元模型,QoS评估机制,QoS替换机制,QoS Observer和QoS适应机制模块。最后分析了ELw CCM构件模型的特点。ELw CCM构件模型有效地支持了实时性和资源受限的嵌入式系统,并为基于QoS的构件组装和演化操作奠定了理论基础。 (2)对基于QoS嵌入式构件组装进行了研究。分析了目前构件提供者给出的QoS属性值不真实情况,用信任度对QoS值进行修正,并给出用户需求的QoS属性的定义和量化方法。接着分析了蚁群优化算法在组合优化问题中的研究现状和不足,采用多种群并行蚁群优化算法实现构件组装。结合多种群并行搜索的特点,实现种群之间信息的自适应交换,计算出当前搜索到的最短路径的权重,对局部信息素和全局信息素进行更新,同时给出了算法的实现。通过该方法能有效的查找一条组装构件值最优的路径。 (3)讨论了QoS驱动的嵌入式构件演化。首先,结合模糊逻辑推理出组装构件的综合服务能力,判断出需要演化的构件。其次,分析了构件演化的原因和运行时构件状态迁移的变化。最后,采用构件替换操作实现了具体的软件演化过程,并给出了一个详细的构件替换策略,分析了替换后状态的一致性保证。 (4)以嵌入式音乐点播系统为例,通过通信、编码、分割、合成和解码5类功能不同的构件集验证了基于多种群并行蚁群算法的构件组装,并且对比了单种群算法。以通信功能的新构件选择为例,替换的成功实现,验证了给出的构件替换策略的可行性。
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP368.1

【相似文献】