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第Ⅰ部分 概 念3

第1章 总述3

1.1 广泛的应用程序3

1.2 并发系统3

目录3

1.3 实时系统5

1.4 分布式应用程序6

第2章 并发与实时系统的软件生命周期问题8

2.1 概述8

2.2 瀑布生命周期模型8

2.3 瀑布模型的限制11

2.5 使用增量式开发的演化原型法12

2.4 抛弃式原型法12

2.6 将抛弃式原型法与增量式开发结合起来13

2.7 螺旋模型13

2.8 设计确认和验证14

第3章 软件设计概念15

3.1 并发处理15

3.2 并发处理的环境18

3.3 并发处理的运行时支持20

3.4 信息隐藏23

3.5 面向对象的概念25

3.6 有限状态机28

4.1 概述33

4.2 软件设计术语33

第4章 软件设计方法概述33

第Ⅱ部分 软件设计方法的研究33

4.3 软件设计方法的演化34

4.4 需求与设计之间的界限36

4.5 选择软件设计方法的标准37

4.6 选择方法的基本原理37

4.7 并发与实时系统的软件设计策略38

4.8 行驶监控系统的问题描述39

第5章 实时系统的结构化分析与设计42

5.1 概述42

5.2 基本概念43

5.3 表示法43

5.4 使用方法的步骤44

5.6 行驶监控系统案例研究47

5.5 设计过程的成果47

5.7 方法评估63

5.8 扩展与变化64

第6章 实时系统设计方法65

6.1 概述65

6.2 基本概念65

6.3 表示法66

6.4 使用方法的步骤67

6.5 设计过程的成果68

6.6 行驶监控系统案例研究68

6.7 方法评估73

6.8 扩展与变化73

第7章 Jackson系统开发75

7.1 概述75

7.2 基本概念75

7.3 表示法76

7.4 使用方法的步骤77

7.5 设计过程的成果78

7.6 行驶监控系统案例研究78

7.7 方法评估85

7.8 扩展与变化86

第8章 海军研究实验室软件成本降低方法87

8.1 概述87

8.2 基本概念87

8.3 表示法88

8.4 使用方法的步骤88

8.5 设计过程的成果90

8.6 行驶监控系统案例研究90

8.7 方法评估98

第9章 面向对象设计100

9.1 概述100

9.2 基本概念100

9.3 表示法101

9.4 使用方法的步骤101

9.5 设计过程的成果103

9.6 行驶监控系统案例研究103

9.7 方法评估109

9.8 扩展与变化110

第10章 并发和实时软件设计方法的比较111

10.1 概述111

10.2 并发任务比较111

10.3 信息隐藏和对象比较113

10.4 有限状态机比较114

10.5 时间约束115

第11章 并发与实时系统软件设计性能分析117

11.1 概述117

11.2 性能模型117

11.3 Petri网120

11.4 实时调度理论121

11.5 使用事件序列分析进行性能分析133

11.6 使用实时调度理论和事件序列分析进行性能分析133

第Ⅲ部分 ADARTS和CODARTS137

第12章 ADARTS和CODARTS的概览137

12.1 概述137

12.2 ADARTS和CODARTS的起源137

12.3 ADARTS和CODARTS的特性138

12.4 ADARTS和CODARTS的概念基础139

12.5 概念的集成141

12.6 使用ADARTS的步骤142

12.7 使用CODARTS的步骤142

12.8 ADARTS和CODARTS表示法143

第13章 并发与实时系统的分析与建模149

13.1 概述149

13.2 开发环境模型150

13.3 系统分解为子系统152

13.4 行为模型的表示法159

13.5 问题域中的建模对象164

13.6 问题域中的建模功能168

13.7 行为分析172

13.8 状态依赖行为分析的例子174

13.10 非状态依赖行为分析的例子180

13.9 非状态依赖行为分析180

13.11 与其他方法的比较182

第14章 任务结构化184

14.1 概述184

14.2 并发任务结构问题185

14.3 任务结构分类185

14.4 I/O任务结构标准186

14.5 内部任务结构标准190

14.6 任务内聚标准194

14.7 任务优先级标准202

14.8 开发任务构架203

14.9 任务通信与同步205

14.10 使用任务反向进行设计重构214

14.11 任务行为规范217

第15章 信息隐藏模块结构化221

15.1 概述221

15.2 信息隐藏模块结构分类221

15.3 设备接口模块222

15.4 行为隐藏模块224

15.5 软件决策模块228

15.6 信息隐藏模块聚合层次228

15.7 设计中的继承230

15.8 信息隐藏模块的非正式规范231

第16章 任务和信息隐藏模块视图的集成234

16.1 概述234

16.2 异步设备I/O234

16.3 轮询I/O236

16.4 内部任务和模块237

16.6 对模块同步访问的例子239

16.5 对模块的并发访问239

16.7 资源监视任务和设备接口模块的例子243

16.8 软件构架图的任务行为规范244

第17章 基于Ada的构架设计246

17.1 将设计映射到目标系统环境246

17.2 Ada支持任务246

17.3 对数据存储的同步访问247

17.4 消息通信248

17.5 事件缓冲任务251

17.6 其他支持任务251

17.8 包装任务252

17.9 Ada构架图的任务行为规范252

17.7 定义任务入口252

第18章 ADARTS和CODARTS中软件开发的后期阶段255

18.1 定义组件接口255

18.2 增量式开发256

第19章 ADARTS和CODARTS设计的性能分析258

19.1 概述258

19.2 使用事件序列分析进行性能分析的例子258

19.3 模拟建模261

19.4 使用RTST进行性能分析的例子262

19.5 使用RTST和事件序列分析进行性能分析的例子264

19.6 设计重构270

第20章 分布式应用程序的设计271

20.1 概述271

20.2 分布式处理的概念271

20.3 设计分布式应用程序的步骤274

20.4 系统分解275

20.5 定义子系统接口278

20.6 子系统分解为任务281

20.7 服务器子系统的设计281

20.8 系统配置285

第21章 软件设计方法的发展趋势287

21.1 折衷的设计方法287

21.2 域分析和设计方法287

21.3 CASE工具和软件开发环境288

21.4 可执行规范与设计288

21.5 实时设计的性能分析288

21.6 基于知识技术的应用289

21.7 正规方法的应用289

22.1 开发环境和行为模型293

第Ⅳ部分 案例研究293

第22章 行驶监控系统案例研究293

22.2 将系统构造成多个任务305

22.3 将系统构造成多个模块315

22.4 集成任务与模块视图324

22.5 开发基于Ada的构架设计328

22.6 定义系统子集329

第23章 机器人控制器案例研究332

23.1 概述332

23.2 开发RTSA规范334

23.3 将系统构造成多个任务336

23.4 将系统构造成多个模块342

23.5 集成任务与模块视图343

23.7 机器人控制器系统中的实时调度345

23.6 开发基于Ada的构架设计345

第24章 电梯控制系统案例研究351

24.1 概述351

24.2 开发环境和行为模型351

24.3 将系统构造成多个任务358

24.4 将系统构造成多个模块364

24.5 集成任务与模块视图366

24.6 开发基于Ada的构架设计366

24.7 分布式电梯控制系统370

24.8 非分布式电梯控制系统的性能分析376

24.9 分布式电梯控制系统的性能分析382

第25章 分布式工厂自动化系统案例研究387

25.1 工厂自动化系统问题描述387

25.2 系统分解388

25.3 系统构架391

25.4 装配线工作站控制器子系统设计394

25.5 警报处理子系统设计398

25.6 系统配置399

25.7 实时调度400

附录 教学问题402

A.1 先决条件402

A.2 推荐作为理论课程402

A.3 推荐作为进修课程403

A.4 使用实例403

A.5 设计练习404

术语表405

参考文献417