电子政务系统数据库的架构与设计

我国信息技术的快速发展,有力推动了我国信息化建设进程。电子政务系统建设是政府推进信息化建设必不可少的重要任务。但在电子政务系统数据库的架构与设计中,对系统建设要求相对较高,如若缺乏明确的规划方案和目标,则不能满足政府信息化建设的需要。基于此,主要介绍政府电子政务的内容,并深入分析电子政务系统数据库的架构与设计,有助于推进电子政务系统数据库的完善。

基于网络的教学评价系统架构分析与设计

本文通过对以往教学评价系统的研究结合实践教学经验,提出基于网络环境的教学评价系统的架构设计。

基于AADL的分布式综合模块化航电系统架构建模与分析

针对分布式综合模块化航空电子(DIMA)系统设计的早期验证问题,分析了架构分析与设计语言(AADL)和DIMA架构特征,以项目架构设计实例为输入,对DIMA系统进行了架构和模块间通信建模。在此基础上,对实例中的处理器资源利用率、分区/任务的可调度性进行了分析,对模块间通信进行了模拟,验证了架构设计实例的可行性。

AADL建模工具的设计

设计一种架构分析与设计语言(AADL)建模工具,便于用户建立AADL模型。基于模型驱动体系结构思想,在Eclipse插件开发平台上开发可扩展的插件集合AADL模型设计工具。用户根据该工具建立的嵌入式系统AADL架构模型,通过XML文档保存,分析与验证工具以第三方插件的形式集成到该工具中,提取系统的AADL架构模型。通过应用实例验证了该工具的有效性。

系统架构描述语言AADL的功能行为建模扩展

架构分析与设计语言(AADL)是一种用于描述复杂嵌入式系统体系架构的建模语言,被广泛用于安全关键系统建模与验证。AADL通过行为附件以状态机的形式对组件的内部行为建模。工业界中的复杂系统常使用层次自动机描述组件的功能行为,而行为附件中没有表达层次自动机的机制。针对这一问题,提出了AADL行为附件的层次化扩展——HBA。首先给出了HBA的形式语法,然后定义了HBA的操作语义。提出了HBA的元模型,并在OSATE环境中实现其文本和图形化编辑器。为了便于形式化验证,给出了HBA到时间自动机(TA)的转换规则,并基于模型检测工具UPPAAL进行形式化验证。最后,给出一个案例研究来验证所提方法的有效性。

基于智能家居的智慧照明控制系统的研究与设计

室内智慧照明控制系统是智能家居的重要组成部分,在物联网背景下发展迅速。文章对室内智慧照明控制系统做了需求分析并定义了设计原则,提出了该系统设计过程中的关键问题,分析和确定了技术路线和系统设计方案。

败血症MCPS建模与验证

败血症病理复杂,在公共医疗资源稀缺和分布不均的现状下,其发病率和死亡率居高不下,耗费了大量社会资源,社会关注度较高。随着现代医学的发展,败血症定义及诊断标准达成国际共识,有待临床推广和普及。作为时间敏感性疾病,尽早识别和早期干预可以有效改善败血症预后。面向医疗的信息物理融合系统(Medical Cyber Physical System, MCPS)改变了传统医疗场景下医生和病人的交互方式,通过传感器等硬件设备采集实时医疗数据,并根据构建好的医学知识模型处理采集到的信息,为医护人员提供辅助诊疗和操作引导,提升了医疗服务的效率和质量,节省了医疗资源并缩短了地域医疗水平差异。依据与败血症相关的医学知识抽象出败血症的信息化模型,并结合MCPS技术建立败血症MCPS模型,重点验证败血症MCPS模型的准确性和实时性等属性。败血症MCPS模型对于MCPS技术的发展和完善具有重要意义,对于败血症诊疗效率优化、预后改善的实现提供了理论研究。

一种AADL系统可靠性模型转换方法

在原有构件依赖关系的基础上,提出一种架构分析与设计语言(AADL)系统可靠性模型的转换方法。该方法对AADL嵌入式系统体系结构进行可靠性建模,实现AADL可靠性模型到广义随机Petri网(GSPN)可靠性计算模型的转换。研究表明,该方法使AADL可靠性模型向GSPN模型的转换规则更加完备,能对嵌入式系统的可靠性进行准确与全面的分析与评估。

基于AADL的综合模块化航空电子通信调度分析与建模

针对具有最终配置信息的综合模块化航空电子(Integtated modular avionics,IMA)系统的通信调度问题,分析了IMA系统网络中通信调度流的产生、特性以及表示方式,并通过实例分析通信调度的生成表示过程。在此基础上,基于架构分析与设计语言(Architecture analysis and design language,AADL),对实例中的通信流进行建模,并进行实例化,得到端口连接一致性检测报告,验证了文中通信流模型的可行性和有效性。

软硬件综合AADL可靠性建模及分析方法

目前嵌入式系统广泛应用于航空电子、远程医疗、汽车电子等具有高可靠性要求的系统中.随着嵌入式系统的复杂度越来越高,为了保障系统的高可靠性需求,需要在系统开发的早期设计阶段对系统的可靠性进行分析评估,以提高系统的开发效率.嵌入式系统中软硬件功能的失效都会对系统可靠性产生影响,而AADL的可靠性模型缺乏对硬件构件错误的影响及传播机制进行刻画分析的能力.综合考虑软硬件错误发生失效后对系统可靠性的影响,提出了一种面向系统架构级别的软硬件综合可靠性分析方法.该方法基于电子电路设计中事务级建模方法,扩展了AADL事务级错误模型的语法和语义,来支持AADL对硬件构件错误传播的硬件功能行为建模,在此基础上,利用AADL模型实例化机制实现对嵌入式系统可靠性建模,刻画了错误行为在硬件构件之间、软硬件构件之间的传播与影响.同时,定义了AADL硬件构件事务级错误模型到广义随机Petri网模型的映射规则,实现了系统软硬件综合的可靠性行为仿真计算模型组合,支持嵌入式系统的软硬件综合可靠性分析.开发了软硬件综合可靠性建模与分析工具原型,并以某型飞机空气增压系统为例,在航空电子系统架构设计中进行尝试,验证了该方法在复杂嵌入式系统设计中进行软硬件综合可靠性分析的可行性与优越性.

加强智能微系统与MEMS技术研究,为智能制造赋能——访中国工程院院士、清华大学副校长尤政

MEMS技术作为一门多学科高度交叉的前沿科学领域,在近些年来发展迅速,正成为推动信息技术发展的重要驱动力,广泛应用于航空、航天、生物技术等领域。随着MEMS技术、智能技术的发展,传感器技术的发展正体现出微型化、集成化与智能化的特征。《微纳电子与智能制造》有幸采访到中国工程院院士、清华大学副校长尤政,为读者讲述智能微系统与MEMS技术发展的重要历程和产业发展动态,主要的研究成果,技术发展的瓶颈和挑战,及其未来的发展趋势,并对技术和产业发展的产学研协同合作以及人才培养和评价等方面提出建议。

面向AADL模型的存储资源约束可调度性分析

嵌入式实时系统在安全关键领域变得越来越重要,其广泛应用于航空航天、汽车电子等具有严格时间约束的实时系统中.随着嵌入式系统的复杂度越来越高,在系统开发的早期设计阶段就需要对其可调度性进行分析评估.系统中的存储资源会对可调度性产生一定影响,在抢占式实时嵌入式系统引入缓存后,任务的最坏执行时间可能发生变化.因此,分析缓存相关抢占延迟对实时嵌入式系统的可调度性影响,一直以来是困扰大规模复杂系统架构设计的一个技术难题.提出一种面向软件架构级别、基于抢占调度序列的缓存相关抢占延迟计算方法,用来分析缓存相关抢占延迟约束下AADL(架构分析和设计语言)模型的可调度性.扩展了AADL关于存储资源架构设计的模型元素,来支持对缓存属性进行建模,提出一种基于模型构件进行抢占序列排序、缓存相关抢占延迟时间计算和被抢占任务最坏执行时间的估算方法,来对系统架构各功能构件在共享系统存储资源下系统的可调度性进行分析.还实现了分析缓存相关抢占延迟约束下的系统任务可调度性分析工具原型,并以某型飞机机载开放式智能信息系统为例,在航空电子系统架构设计中进行尝试,验证了该方法的在复杂系统设计中的对实时性分析的可行性.

基于形式化方法的DIMA动态重构仿真与验证

针对可重构分布式综合模块化航空电子(distributed integrated modular avionics,DIMA)系统在设计初期缺少仿真与验证手段的问题,首先分析了可重构DIMA软件体系的架构特征以及支持动态重构的层次化通用系统管理(generic system management,GSM)的组件功能划分。然后,使用架构分析与设计语言(architecture analysis and design language,AADL)及其相关附件对DIMA动态重构的架构基础、行为细节等要素进行建模。在此基础上,设计了一种基于形式化定义的模型转换规则,该规则将AADL动态重构模型转换成可执行的时间自动机模型。最后,利用模型验证工具UPPAAL验证了可重构DIMA系统逻辑及时序的正确性和不安全控制行为的可达性。结果表明,所提方法具有可行性和有效性,并且能够为后续DIMA动态重构的形式化安全性评估提供模型基础。

基于XML的UML模型向AADL模型的自动转换

UML已经成为复杂系统建模的工业标准,并可借助代码自动生成工具实现从分析到编码的开发过程自动化;AADL具有精确的语义和严格的语法规范,可用于描述嵌入式实时系统的软、硬件体系结构,并能分析系统的功能及非功能属性。UML和AADL模型的基本元对象有相互对应关系,并且两种模型的表示都能够采用标准的XML的交换格式。为充分发挥两种语言的优势,文中研究了UML模型向AADL模型的自动转换,以XML为媒介实现两种模型的元对象的对应转换,最终达到两种模型的转换,使用户在设计阶段能够结合运用AADL、UML工具的优点对系统进行分析。

基于AADL的IoP系统可靠性评估方法

人联网(IoP)系统的架构复杂且存在海量、实时变化的数据,使得基于IoP系统的可靠性分析变得十分困难,目前仍缺乏一种健全的基于IoP系统的可靠性建模及评估方法。提出一种新型的IoP系统可靠性评估方法,利用AADL及其附件语言对IoP系统进行可靠性建模,并基于该模型从定性角度评估系统故障的根本原因和风险。此外,结合Ocarina模型转换技术提出一种基于连续时间马尔科夫链(CTMC)的定量评估算法,将AADL可靠性模型转换为CTMC模型,实现对系统动态、实时等特性的评估。在此基础上,设计一个IoP系统通用模型,并以此为案例验证所提方法的可行性。实验结果表明,该方法不仅能对IoP系统建模,而且能自动、准确地对其进行可靠性分析,具有良好的应用价值。