浅谈基于UML的实时系统开发

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  [摘要]我们看一下挑战VoIP及其向开发商提供的应用服务,我们开发用例工具用来建模和VoIP应用的设计验证。除非它能够提供一个强于传统电话的音频质量VoIP应用将不会被市场接受,然而目前对语音模块的应用分析并没有符合上述要求,我们将探讨如何改变设计和实施以满足这些要求。虽然UML其目前的规格不适合实时应用的设计,但CASE工具存在提出了用于这一目的一种UML扩展。我们将介绍Rational Rose RT和Telelogic Tau重新设计应用程序的用处以用于支持我们的需求,介绍最新UML的概念,将有助于解决我们的任务,进一步证明了重要新概念的UML2.0。
  [关键词]UML 实时系统 建模
  中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2008)1120119-01
  
  一、ChattaBox介绍
  
  在本节中所描述的是这个系统的ChattaBox艺术状态。我们建立一个目录概述了当前存在的不足,以及如何改进整体素质和有吸引力的应用,从这个目录我们要建立这一项目的目标。
  正在审核中的VoIP应用ChattaBox,是开普敦大学计算机科学系的学生设计和实施的。这是一个研究探讨使用UML和的规范和描述语言软件工程并行系统的案例,其目的是作为一个包括三个组成部分的客户机服务器应用程序。该ChattaBox客户端提供界面给用户,它主要是让两个同龄人通过语音沟通。那个编排服务器主要负责注册新用户,和其他编排服务器一起使用户的数据持久继电保护和用户之间的通话。为了平衡负载的用户数据,它可以存储在一个或多个集装箱的服务器。部分信号中的应用,实现利用会话发起协议(SIP),一旦要求已成功建立,实时协议(RTP)负责传输语音数据到两端。
  
  二、IP语音
  
  互联网电话或IP语音(VoIP)是一个迅速崛起的技术,不同于公共电话交换网(PSTN),这是用来进行通话的电路交换网络,VoIP使用互联网协议(IP)连接两个来电。
  IP网络通过分组交换共享网络带宽给所有用户。随着带宽有限及用户增长,单一网络连接的质量将下降。除非引进一种机制--分组交换网络,使用户能够获得为保证规定的最低限度的网络。连接质量仍将是VoIP的一个主要问题。VoIP应用需要及时提供数据包,这个就要求必须有一定的带宽。在同一环境中,最初是没有为此目的,如因特网或IP的内联网,这使最低限度的带宽有时无法使用,这个问题以及如何处理这个问题值得研究。
  
  三、UML和时间
  
  在前面我们分析了VoIP和环境问题,寻找设计参数的声音组成部分,是为了发展。我们现在探讨如何设计实时应用程序,我们可以使用统一建模语言(UML)模型的结构和行为的组成部分。
  近年来,实时应用程序设计已成为软件系统工程的一个越来越重要的要求。随着爆炸的计算能力,这些系统变得越来越复杂。这种复杂性需要软件设计风格来管理这一复杂性和工具,使设计者测试系统是否符合(及时)的要求。
  实时系统是以及时方式响应和实施的系统。因而,“时间”是一种资源的基本关注,活动必须如期执行以满足他们的及时需求。及时要求(和系统)常常分为硬实时,如果未能满足的最后期限将被视为严重的系统失败;软实时,如果偶尔错过了最后期限也可能会容忍。 实时系统往往面临着需要共同执行活动完成这些制约因素。此外,这些并行的活动可能需要运行于多个加工单位。
  成功的软件工程模式--面向对象(对象)的设计已被证明是一个成功的办法以应付系统的复杂性。也许来实现这一目标最重要的特性之一是一个抽象的模型的问题域名可以直接对应的软件。封装和继承进一步便利故障分析和维修,这些优势再加上越来越多的工具支持了面向对象的方法,我们会很快发现,UML正事实上的标准面向对象建模。
  针对业界的需要,一些公司释放的一种工具用自己的实时框架出现了广泛的研究在这地区以应对上述挑战。举例来说,Rational Rose RT,I-Logix和Telelogic公司的TAU 2提出的UML工具框架实时方面的问题。
  
  四、应用开发的UML用例工具
  
  各公司提供UML的案例工具专为实时发展。在本节中我们要仔细看看RationalRoseRT,并尝试符合他们是如何轻易的根据要求为我们实时应用建模。基于UML的Rational Rose RT(RRT)引入更多的架构体系,模型执行和可视化调试,并完成C 、C + +语言和Java的代码生成。它是基于实时的面向对象建模的语言开发。更多准确地说,他们来自更广泛的UML的概念,使用UML的可扩展性机制。
  
  五、建模语言
  
  有关实时UML的扩展最明显的延长是封装、接口协议、连接器以及一个新框架图和结构图。所有这些概念是语义上非常相似他们的亲属的UML2.0。封装是一个积极的对象,通过其接口传达其环境完全通过邮件。有效邮件是指相关同一个接口的一个协议。基于沟通渠道的两个接口的沟通联系是通过一个连接器的信号模型。迫使封装沟通仅仅通过接口,有可能完全取消其内部实现从任何直接的知识环境,这个使他们高度可重复使用的。
  
  六、设计
  
  ChattaBox声音组成部分有两种第一模型是如下基于基础设计方法使用封装的一个组成部分。第二种模式是标准的UML ,我们注释的UML活动图表示时间限制。
  在第一循环我们试图以模型组成的声音后的RoseRT设计哲学,即利用封装及架构图。该计划的目标是获得现实的
  可执行模型进行评估RoseRT的分析能力。图表使用的是我们目前选定的部分模式:类图、封装图和状态图。
  
  七、解决方案验证
  
  这个项目的工程目标是以减少应用价值小于的200ms ChattaBox端到端的通信延迟,并保证高音质的期限要求,是要达到的背景扩展局域网络为基础的计算机科学系。 ChattaBox已提交的DNA组和其他潜在用户,改善了清楚的认识和用户接受度很高,建议几个测试部署应用的网络。因此,这个项目的工程目标已经实现。
  
  八、未来工作
  
  一体化的新解码器的主要的目标应该是建立一个未来发展的迭代。编解码器家族应进行调查用于这一目的,它配备自己的VAD方案和纠错算法,所以它可以是有利的。另一种是在已经实施的良好设备上使用编解码器。这个可以节省大量计算时间。实施RTCP协议的议定书是另一个重要的改进。进阶服务,如电话会议依靠信息分发了这一协议。一旦应用被用来在网络上,不同的网络吞吐量和拖延如因特网,因此一体化自适应抖动缓冲器应该被改进。
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