[发明专利]一种基于FACE架构的软件系统建模方法

摘要

本发明提出一种基于标准架构FACE的软件系统建模方法，包括系统组件化、数据建模、系统I/O服务建模及组件传输服务建模等方法。本发明提出的建模方法可以指导我国航空电子系统架构的建模，可以作为FACE架构下的系统建模相关工具链及平台的研制的理论依据进行实际应用。本发明有利于提高软件质量和开发效率，增强软件可移植性，节约开发成本，便于系统的快速集成，缩短系统的开发周期，推动国内航空领域统一的开放式软件架构标准的形成。本发明可运用于高可信、高可靠、高安全领域，例如，航空领域、航天领域等软件密集产业。

主权项

1.一种基于FACE架构的软件系统建模方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：系统功能分析：根据系统需求对系统功能进行迭代分析，将一个系统划分为若干子系统，单个子系统划分为若干子系统或功能，一个功能细化为多个子功能，使系统功能细化；将最终的系统功能分析结果用系统功能树表示；系统功能树包含两种类型的节点：系统节点和功能节点；其中系统节点分为根节点以及子系统节点；根节点能够包含若干个子系统节点；一个子系统节点能够包含子系统节点和功能节点；一个功能节点能够包含若干功能节点；步骤2：系统功能组件化：步骤2.1：将系统功能树中所有的功能节点均映射为系统组件，并根据是否直接与外部设备交换数据细化每一个系统组件；细化组件时，新增组件的个数与直接同该组件交换数据的外部设备的个数相关：(1)当组件不与外部设备直接进行数据交换时，不用新增组件；(2)当组件与一个外部设备直接进行数据交换时，不用新增组件；(3)当组件与n个外部设备直接进行数据交换时，新增n(n>1)个组件；步骤2.2：按照以下组件划分规则，对所有系统组件进行划分，划分为特定平台组件PSSS或者可移植组件PCS：(1)若组件直接或间接与外部设备相关，则组件为PSSS组件；(2)若组件用于提供系统级健康监控、集中式配置服务、流媒体服务或者日志服务，则组件为PSSS组件；(3)若组件用于提供图形相关服务，组件为PSSS组件；(4)其他独立于外部设备以及在各个平台之间可以直接复用的组件为PCS组件；步骤2.3：根据实际应用需求，确定系统中各组件之间交换的数据信息以及数据信息传输方向；步骤2.4：确定组件间的传输方式、组件与外部设备驱动之间的传输方式以及组件与操作系统之间的传输方式：组件、操作系统以及外部设备驱动之间的传输方式满足以下规则：(1)PSSS组件与外部设备驱动之间通过I/O服务接口IO传输；(2)PSSS组件之间通过传输服务接口TS传输；(3)PSSS组件与PCS组件之间通过TS接口传输；(4)PCS组件之间通过TS接口传输；(5)PSSS组件与操作系统之间通过操作系统接口OS、FACE语言运行时环境接口RT或FACE框架接口FW传输。步骤2.5：将系统功能的组件化建模结果用UML协作图表示；步骤3：概念数据模型建模：面向概念数据模型元素，参考FACE组件协作图中组件间的数据交互信息，建立概念数据模型，建模结果用UML类图表示：概念数据模型元素包括概念实体、概念联系、可观察量以及概念视图；步骤4：逻辑数据模型建模：面向逻辑数据模型元素，通过引入物理平台细节来细化概念数据模型，建模逻辑数据模型，建模结果使用UML类图表示；逻辑数据模型元素包括逻辑实体、逻辑关联、测量、以及逻辑视图；步骤5：平台数据模型建模：面向平台数据模型元素，通过引入具体计算平台相关的物理细节，细化逻辑数据模型，建模平台数据模型，建模结果使用UML类图表示；平台数据模型元素包括平台实体、平台关联、平台视图以及与平台相关物理数据类型；步骤6：可移植单元模型建模：面向系统组件、逻辑平台视图以及组件的输入输出端口，设计组件的消息类型与消息传输接口，构建可移植单元模型，建模结果使用UML类图表示；步骤7：I/O配置文件建模：面向PSSS组件与外部设备驱动的I/O连接，对I/O配置文件进行建模，建模结果用XML格式的文件表示；步骤8：组件间传输服务建模：结合FACE组件协作图，分析系统组件之间的消息传输特性，对传输服务层进行建模，建模结果用传输服务配置文件表示。