本文關(guān)鍵詞：信息物理融合系統(tǒng)中軟件需求的分析方法研究

  更多相關(guān)文章： 信息物理融合系統(tǒng) 軟件需求 面向目標(biāo)的方法 問題框架方法 Alloy

【摘要】：信息物理融合系統(tǒng)(CPS)是一種既包含物理實(shí)體又包含軟件實(shí)體、融合物理過程與計(jì)算過程的混合系統(tǒng),它已經(jīng)成為當(dāng)今工業(yè)信息化發(fā)展的新趨勢(shì),并將最終改變?nèi)伺c物理世界交互的方式。在信息物理融合系統(tǒng)的運(yùn)行過程中,軟件實(shí)體監(jiān)控物理實(shí)體的運(yùn)行過程,感知物理過程的變化,進(jìn)而影響物理過程,最終形成一個(gè)計(jì)算過程和物理過程相互影響的反饋循環(huán)。軟件實(shí)體在該過程中起著感知、分析、控制等作用,是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的中樞。因此,分析信息物理融合系統(tǒng)的軟件需求,明確構(gòu)成信息物理融合系統(tǒng)的軟件實(shí)體及其應(yīng)承擔(dān)的任務(wù),對(duì)于信息物理融合系統(tǒng)的開發(fā)具有重要意義。然而,目前針對(duì)信息物理融合系統(tǒng)的軟件需求分析仍然缺乏有效的方法。計(jì)算過程與物理過程的融合使得信息物理融合系統(tǒng)的軟件需求分析成為一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。一方面,CPS的軟件需求需要從用戶所期望實(shí)現(xiàn)的物理實(shí)體變化出發(fā),基于對(duì)物理實(shí)體的性質(zhì)的認(rèn)識(shí)來進(jìn)行推理才能得到;另一方面,CPS的軟件需求分析已不能將CPS中的軟件看成一個(gè)整體去描述它的外部行為,而是需要分析CPS應(yīng)該包含哪些軟件實(shí)體和物理實(shí)體,為什么需要這些實(shí)體,它們之間的關(guān)系是什么以及每個(gè)物理實(shí)體所具有的性質(zhì)和軟件實(shí)體應(yīng)具有的行為。此外,物理過程與計(jì)算過程的融合使得如何采取一種統(tǒng)一的方式來描述物理實(shí)體的性質(zhì)和軟件實(shí)體的行為以方便用戶需求的滿足性驗(yàn)證,也成為必須要考慮的問題。為了解決此問題,提出了一種信息物理融合系統(tǒng)中軟件需求的分析方法。本文的主要工作如下:(1)本文結(jié)合問題框架方法和面向目標(biāo)的需求分析方法的優(yōu)勢(shì),提出了一種適合信息物理融合系統(tǒng)的軟件需求的分析方法,該方法從用戶對(duì)信息物理融合系統(tǒng)的需求出發(fā),分析滿足用戶需求所需要的物理實(shí)體、軟件實(shí)體以及物理實(shí)體的性質(zhì)和軟件實(shí)體的需求。(2)本文提出基于Alloy來對(duì)所建立的信息物理融合系統(tǒng)的模型進(jìn)行有效性驗(yàn)證,以檢測(cè)這些實(shí)體所構(gòu)成的信息物理融合系統(tǒng)是否能夠滿足用戶的需求。(3)本文以一個(gè)自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的實(shí)際案例來應(yīng)用此方法,展示方法的應(yīng)用過程。
【關(guān)鍵詞】：信息物理融合系統(tǒng) 軟件需求 面向目標(biāo)的方法 問題框架方法 Alloy
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP311.52;TP202
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 選題背景及意義10-12
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文研究工作13-14
• 1.4 全文的組織結(jié)構(gòu)14-15
• 1.5 本章小結(jié)15-16
• 2 問題框架和面向目標(biāo)方法的介紹16-24
• 2.1 問題框架方法16-18
• 2.1.1 問題框架方法概述16
• 2.1.2 上下文圖16-17
• 2.1.3 問題圖17-18
• 2.2 面向目標(biāo)的方法18-21
• 2.2.1 面向目標(biāo)的方法概述18-19
• 2.2.2 目標(biāo)19
• 2.2.3 目標(biāo)模型圖19-21
• 2.3 問題框架和面向目標(biāo)方法的結(jié)合21
• 2.4 本章小結(jié)21-24
• 3 形式化建模語言Alloy24-30
• 3.1 Alloy概述24
• 3.2 Logic24-26
• 3.3 Language26-27
• 3.4 Analysis27-28
• 3.5 實(shí)例說明28-29
• 3.6 本章小結(jié)29-30
• 4 CPS中軟件需求的分析方法30-40
• 4.1 方法概述30-31
• 4.2 概念框架31-33
• 4.3 具體過程33-38
• 4.4 本章小結(jié)38-40
• 5 案例研究40-54
• 5.1 案例介紹40
• 5.2 案例分析40-53
• 5.2.1 明確用戶需求41
• 5.2.2 推理軟件需求41-49
• 5.2.3 驗(yàn)證用戶需求的可滿足性49-53
• 5.3 本章小結(jié)53-54
• 6 總結(jié)與展望54-56
• 6.1 全文總結(jié)54
• 6.2 未來工作展望54-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 致謝59-60
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文及參加的項(xiàng)目60-61

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本文編號(hào)：701484