Phân tích thiết kế hệ thống thời gian thực theo cách tiếp cận hướng đối tượng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (440.83 KB, 16 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
- - - - - -
Đoàn Thị Thu Cúc
PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỜI GIAN
THỰC
THEO CÁCH TIẾP CẬN HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG
Ngành : Công nghệ thông tin
Chuyên ngành
: Công nghệ phần mềm
Mã số : 60.48.10
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS Đoàn Văn Ban
Hà Nội – 2007
-1-
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
- - - - - -
Đoàn Thị Thu Cúc
PHÂN TÍCH THIẾT KẾ
HỆ THỐNG THỜI GIAN THỰC
THEO CÁCH TIẾP CẬN HƯỚNG ĐỐI
TƯỢNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Hà Nội - 2007
-2-
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT
Ký hiệu/
Chữ viết tắt
Viết đầy đủ
Ý nghĩa
Hệ thống điều khiển không
lƣu
Kiến trúc môi giới yêu cầu
đối tƣợng chung
Hệ thống điều khiển thang
máy
1
ATC
Air Traffic Control
2
CORBA
Common Object Request
Broker Architecture
3
ECS
Elevator Control System
4
OOA
Object-Oriented Analysis
Phân tích hƣớng đối tƣợng
5
OOD
Object-Oriented Design
Thiết kế hƣớng đối tƣợng
6
OOAF
Object-Oriented
Application Framework
Khung ứng dụng hƣớng đối
tƣợng
7
QoS
Quality of Service
Chất lƣợng dịch vụ
8
RTOS
Hệ điều hành thời gian thực
9
RTS
Real Time Operating
System
Real Time System
10
RUP
11
RTJEG
12
UML
Hệ thống thời gian thực
Tiến trình phát
Rational Unified Process
mềm thống
Rational
Real-Time for Java Experts Thời gian thực
Group
chuyên gia Java
Unified Modeling
Ngôn ngữ mô
Language
thống nhất
-3-
triển phần
nhất của
của nhóm
hình hoá
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Hƣớng đối tƣợng nhấn mạnh sự trình bày các đối tƣợng..... Error! Bookmark
not defined.
Hình 2.1. Một biểu đồ lớp........................................................................ Error! Bookmark not defined.
Hình 2.2. Biểu đồ đối tƣợng tƣơng ứng với biểu đồ lớp ở hình 2.1..... Error! Bookmark
not defined.
Hình 2.3. Biểu đồ thành phần. .............................................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.4. Biểu đồ triển khai. .................................................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.5. Biểu đồ gói. .................................................................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.6. Biểu đồ cấu trúc đa hợp. ................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.7. Biểu đồ ca sử dụng................................................................ Error! Bookmark not defined.
Hình 2.8. Biểu đồ trình tự. ....................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.9. Biểu đồ truyền thông. .......................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.10. Biểu đồ máy trạng thái. .................................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.11. Biểu đồ hoạt động............................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.12. Biểu đồ bao quát tƣơng tác......................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.13. Biểu đồ thời khắc. ............................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.14. Biểu đồ ca sử dụng của hệ thống thang máy. .................... Error! Bookmark not
defined.
Hình 2.15. Biểu đồ lớp của ECS. ....................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.16. Biểu đồ lớp - khung nhìn kiến trúc phần mềm. ............... Error! Bookmark not
defined.
Hình 2.17. Kịch bản 1 và 2 – Yêu cầu đến tầng. ................. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.18. Kịch bản 1 và 2 – Yêu cầu buồng Thang máy. ................ Error! Bookmark not
defined.
Hình 2.19. Di chuyển thang máy từ trạng thái dừng. ....... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.20. Kịch bản 3 và 4 di chuyển thang máy cho đến khi dừng hẳn. ..................... Error!
Bookmark not defined.
Hình 2.21. Kịch bản 1 và 2 - Cho biết vị trí thang máy.Error! Bookmark not defined.
Hình 2.22. Kịch bản 1 và 2 - Cho biết hƣớng di chuyển..................... Error! Bookmark not
defined.
Hình 2.23. Kịch bản 1 và 2 - Mở/đóng cửa.............................. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.24. Kịch bản 3 - Đảo trạng thái cửa. ............................ Error! Bookmark not defined.
-4-
Hình 2.25. Kịch bản 1 Ngắt khẩn cấp - Thang máy không dừng tại tầng yêu cầu.
Error! Bookmark not defined.
Hình 2.26. Kịch bản 2 Ngắt khẩn cấp - Buồng thang máy không di chuyển. ........... Error!
..............................................................................................................................
Bookmark not defined.
Hình 2.27. Kịch bản 3 Ngắt khẩn cấp Cửa không mở khi thang máy dừng tại tầng yêu cầu. Error! Bookmark not
defined.
Hình 2.28. Kịch bản 4 Ngắt khẩn cấp - Cửa mở khi thang máy đang di chuyển. .. Error!
Bookmark not defined.
Hình 2.29. Kịch bản 1 và 2 – Yêu cầu đến tầng. ................. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.30. Kịch bản 1 và 2 – Yêu cầu buồng Thang máy. ................ Error! Bookmark not
defined.
Hình 2.31. Di chuyển thang máy từ trạng thái dừng. ....... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.32. Kịch bản 3 và 4 di chuyển thang máy cho đến khi dừng hẳn. ..................... Error!
Bookmark not defined.
Hình 2.33. Kịch bản 1 và 2 - Cho biết vị trí thang máy.Error! Bookmark not defined.
Hình 2.34. Kịch bản 1 và 2 - Cho biết hƣớng di chuyển..................... Error! Bookmark not
defined.
Hình 2.35. Kịch bản 1 và 2 - Mở/đóng cửa.............................. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.36. Kịch bản 3 - Đảo trạng thái cửa. ............................ Error! Bookmark not defined.
Hình 2.37. Kịch bản 1 Ngắt khẩn cấp - Thang máy không dừng tại tầng yêu cầu.
Error! Bookmark not defined.
Hình 2.38. Kịch bản 2 Ngắt khẩn cấp - Buồng thang máy không di chuyển. ........... Error!
..............................................................................................................................
Bookmark not defined.
Hình 2.39. Kịch bản 3 Ngắt khẩn cấp Cửa không mở khi thang máy dừng tại tầng yêu cầu. Error! Bookmark not
defined.
Hình 2.40. Kịch bản 4 Ngắt khẩn cấp - Cửa mở khi thang máy đang di chuyển. .. Error!
Bookmark not defined.
Hình 2.41. Sơ đồ trạng thái cho điều khiển cửa. .................. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.42. Sơ đồ trạng thái của điều khiển di chuyển.... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.43. Sơ đồ trạng thái cho điều khiển đèn. .................. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.44. Sơ đồ trạng thái của điều khiển nút tầng. ....... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.45. Sơ đồ trạng thái của điều khiển nút thang máy. .............. Error! Bookmark not
defined.
Hình 2.46. Sơ đồ trạng thái cho Bộ gởi. ...................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.1. Biểu đồ lớp chi tiết hệ thống thang máy. ........... Error! Bookmark not defined.
-5-
Hình 3.2. Sự cộng tác trong hệ thống thang máy................ Error! Bookmark not defined.
Hình 3.3. Biểu đồ lớp thể hiện mối quan hệ tổng quát hóa giữa lớp Nut và phân lớp
NutTang và NutThangMay. ...................................................................................................................... 65
Hình 3.4. Biểu đồ lớp thể hiện mối quan hệ tổng quát hóa giữa lớp Cua và lớp
CuaThangMay.......................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.5. Biểu đồ lớp mô hình hóa mối quan hệ tổng quát hóa giữa lớp trừu tƣợng
ViTri và phân lớp ThangMay và lớp Tang. ............................................................................... 66
Hình 3.6. Biểu đồ lớp chi tiết những thuộc tính và thao tác (bao hàm sự kế thừa).
Error! Bookmark not defined.
Hình 3.7. Biểu đồ lớp đã cập nhật thay đổi. ............................. Error! Bookmark not defined.
Hình 3.8. Biểu đồ hoạt động của 1 đối tƣợng ngƣời. ....... Error! Bookmark not defined.
..............................................................................................................................
Hình 3.9. Biểu đồ hoạt của đối tƣợng thang máy. .............. Error! Bookmark not defined.
MỞ ĐẦU
Hệ thống thời gian thực ngày càng trở nên quan trọng trong xã hội của chúng
ta, là một trong những lĩnh vực hấp dẫn thu hút sự đầu tƣ nghiên cứu của các
nhà khoa học trên thế giới vì những ứng dụng thiết thực của nó trong cuộc sống
và những ứng dụng này góp phần đáng kể cho sự phát triển xã hội. Những hệ
thống thời gian thực (RTS) đã phát triển rộng khắp từ những hệ thống yêu cầu
chất lƣợng cao nhƣ lò phản ứng hạt nhân, tàu vũ trụ, đến những hệ thống trong
cuộc sống hằng ngày nhƣ viễn thông, những hệ thống vận chuyển, những hệ
thống nhúng trong các thiết bị. Những RTS đã thực sự xâm nhập mọi lĩnh vực
ngay cả trong kỹ thuật mạng không dây nhƣ Bluetooth, cho phép ngƣời dùng có
thể thực hiện những sự kết nối không dây tức thời giữa những dạng thiết bị
truyền thông khác nhau mà không mấy khó khăn nhƣ là giữa các điện thoại di
động với nhau, giữa điện thoại di động, máy tính cá nhân và máy tính xách tay.
Những hệ thống này sử dụng sự truyền sóng vô tuyến, truyền cả giọng nói và dữ
-6-
liệu theo phƣơng thức thời gian thực. Những RTS cũng đang tồn tại và phát triển
ở cả những trƣờng học và ngành công nghiệp.
Bên cạnh đó, do sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ phần cứng, tốc độ của
máy tính tăng nhanh sau mỗi khoảng thời gian (theo định luật More: công suất
máy tính tăng gấp đôi sau 18 tháng). Vì vậy, thách thức đặt ra cho công nghệ
phần mềm trong 20 năm tới không phải là tốc độ thực hiện chƣơng trình hay kinh
phí mà là phải phát triển phần mềm nhƣ thế nào để tận dụng đƣợc các tiềm năng
to lớn của phần cứng. Điều tất yếu là xu hƣớng của phần mềm ngày càng lớn,
càng phức tạp hơn, và thực tế cho thấy nhu cầu về phần mềm tăng rất nhanh.
Cùng với sự phát triển những phần mềm có quy mô lớn với tính năng đa dạng,
yêu cầu bảo trì và bảo hành đối với các hệ thống lớn và phức tạp ngày càng trở
nên nghiêm trọng. Trƣớc những thách thức to lớn nhƣ vậy, công nghệ phát triển
phần mềm hƣớng đối tƣợng cùng với công cụ tự động hóa đi theo nó trở thành
một giải pháp công nghệ hữu hiệu cho các vấn đề đặt ra. Phân tích thiết kế hƣớng
đối tƣợng đang là xu thế tất yếu trong công nghệ phát triển phần mềm.
Nắm bắt đƣợc nhu cầu cần thiết của việc phát triển các RTS kết hợp công nghệ
phát triển phần mềm hƣớng đối tƣợng với sự hỗ trợ của UML. Tôi đã chọn đề tài
luận văn: “Phân tích thiết kế hệ thống thời gian thực theo cách tiếp cận hướng
đối tượng”. Bố cục của luận văn bao gồm phần mở đầu, kết luận và ba chƣơng.
Chƣơng I: Trình bày các khái niệm cơ bản cũng nhƣ các đặc trƣng của RTS.
Những ứng dụng phổ biến của RTS, phân biệt hệ thống thời gian thực và hệ
thống không phải thời gian thực, cùng với những vấn đề liên quan đến việc phân
tích thiết kế hệ thống thời gian thực.
Chƣơng II: Tập trung vào phân tích, thiết kế hƣớng đối tƣợng một bài toán cụ
thể: hệ thống điều khiển thang máy sử dụng UML và phần mềm Rational Rose.
Chƣơng III: Giới thiệu và cài đặt chƣơng trình mô phỏng các hoạt động cơ
bản của hệ thống thang máy với ngôn ngữ lập trình hƣớng đối tƣợng Java.
-7-
CHƢƠNG I
HỆ THỐNG THỜI GIAN THỰC
Với sự gia tăng mạnh mẽ việc sử dụng những hệ thống thông minh trong cuộc
sống hằng ngày nhƣ các thiết bị điện tử dân dụng, những dụng cụ cá nhân tự
động, và những thiết bị y học, càng tăng thêm tầm quan trọng của việc đầu tƣ
nghiên cứu hệ thống thời gian thực. Từ những hệ thống đòi hỏi sự an toàn và độ
chính xác cao nhƣ lò phản ứng hạt nhân, bộ điều khiển tự động, điều khiển không
lƣu, những hệ thống giám sát trực tuyến trong y học, những hệ thống phòng thủ,
khoa học điện tử áp dụng cho ngành hàng không, hệ thống tàu ngầm, sản xuất
Robot đến những phần mềm giải trí nhƣ game, phim hoạt hình, từ những máy dân
dụng đơn giản tới những thiết bị sản xuất hoàn chỉnh. Những ứng dụng này có
mặt ở khắp mọi nơi, trong các lĩnh vực thƣơng mại, chính phủ, quân sự, y học,
giáo dục, v.v ... và đang phát triển nhanh cả về số lƣợng và chất lƣợng.
-8-
1.1. Khái niệm hệ thống thời gian thực
1.1.1. Những hệ thống thời gian thực (Real Time System - RTS)
Những hệ thống điều khiển nhƣ những hệ thống sản xuất linh hoạt thực hiện
tuần tự những nhiệm vụ dựa vào những sự kiện bên ngoài, nhƣ khi ta nhấn nút
hay một sự tác động nào đó. Kết quả thực hiện của hệ thống phụ thuộc vào sự
thực hiện tuần tự chứ không phụ thuộc vào thời gian. Vì vậy đó không phải là
RTS. Mặc dù những hệ thống này không phụ thuộc thời gian khi thực hiện
nhiệm vụ nhƣng việc thực hiện tổng thể của nó vẫn có liên quan đến thời gian.
Ví dụ một tiêu chuẩn lập lịch cho một hệ thống sản xuất linh hoạt không phải
RTS, tổng thời gian thực hiện là tối thiểu hay lƣợng vật liệu đƣa vào sản xuất là
tối đa. Thƣờng thì tác động của những ràng buộc thời gian trong những hệ thống
này không làm ảnh hƣởng đến sự ổn định của hệ thống. Do vậy những hệ thống
này không phải là RTS.
Những hệ thống thời gian thực là những hệ thống điều khiển có ràng buộc
chính xác thời gian thực hiện nhiệm vụ và xem nhƣ là những ràng buộc thời gian
thực [14].
Từ đây, có thể đƣa ra một khái niệm hệ thống thời gian thực (RTS), đƣợc
trình bày ở phần sau.
1.1.2. Khái niệm
Một hệ thống thời gian thực (RTS) là một hệ thống phần mềm mà sự thực
hiện đúng đắn của hệ thống không chỉ phụ thuộc vào kết quả sinh ra mà còn phụ
thuộc vào thời gian phát sinh kết quả [11].
Những hệ thống thời gian thực là những hệ thống máy tính giám sát, trả lời
hay điều khiển môi trƣờng ngoài. Môi trƣờng này đƣợc kết nối tới hệ thống máy
tính thông qua những bộ cảm biến, bộ kích hoạt và những giao diện vào ra khác.
Những thiết bị này là những đối tƣợng vật lý hay sinh học. Thông thƣờng con
ngƣời là phần liên kết với thế giới bên ngoài nhƣng có thể hiểu một cách tổng
quát những đối tƣợng tự nhiên nhƣ những con vật hay đối tƣợng nhân tạo cũng
có thể liên kết với môi trƣờng ngoài.
Hệ thống máy tính phải đáp ứng đƣợc những ràng buộc thời gian và những
ràng buộc khác theo hành vi thời gian thực đƣợc cài trong hệ thống. Mục đích
chính của hệ thống là đáp lại hay phản ứng lại những tín hiệu từ môi trƣờng
-9-
ngoài. Một hệ thống máy tính thời gian thực có thể là một phần đƣợc gắn vào hệ
thống lớn gọi là một hệ thống nhúng.
Có thể nhìn nhận hệ thống thời gian thực nhƣ là một hệ thống kích hoạt/ trả
lời. Khi nhận một sự kích hoạt, hệ thống phải sinh ra hành động đáp trả tƣơng
ứng. Vì vậy, hành vi của hệ thống thời gian thực có thể định nghĩa là danh sách
những tác nhân kích hoạt mà hệ thống nhận đƣợc, có sự liên hệ giữa hồi đáp và
thời gian hồi đáp.
Tác nhân kích hoạt gồm có:
1. Sự kích hoạt liên tục, đều đặn (chu kỳ): xảy ra tại những khoảng thời gian
có thể báo trƣớc.
2. Sự kích hoạt rời rạc: xảy ra thất thƣờng, thƣờng đƣợc báo hiệu nhƣ là cơ
chế ngắt của máy tính.
Sự kích hoạt theo chu kỳ trong hệ thống thời gian thực thƣờng đƣợc phát
sinh bởi những bộ cảm biến liên kết với hệ thống. Những thông tin này cho biết
trạng thái của môi trƣờng hệ thống. Sự trả lời đƣợc gởi tới những bộ kích hoạt
điều khiển đơn vị phần cứng có tác động tới môi trƣờng hệ thống.
Sự kích hoạt rời rạc có thể đƣợc phát sinh từ những bộ kích hoạt hay bộ cảm
biến. Chúng thƣờng chỉ ra một vài những tình trạng khác thƣờng nhƣ lỗi phần
cứng mà lỗi này chỉ có thể khắc phục bằng tay.
Một hệ thống thời gian thực phải trả lời lại sự kích hoạt tại những khoảng thời
gian khác nhau. Vì vậy kiến trúc của hệ thống phải đƣợc tổ chức để truyền sự
điều khiển tới bộ điều khiển thích hợp ngay khi nhận đƣợc sự kích hoạt. Trong
những chƣơng trình tuần tự, điều này là không thực tế, vì vậy RTS thƣờng đƣợc
thiết kế nhƣ là một tập các tiến trình đồng thời và tiến trình cộng tác.
Một cách tổng quát, mô hình kích hoạt/trả lời của RTS dẫn đến mô hình kiến
trúc gồm ba loại tiến trình: tiến trình quản lý bộ cảm biến; tiến trình tính toán
yêu cầu trả lời khi hệ thống nhận đƣợc sự kích hoạt; tiến trình điều khiển kích
hoạt quản lý hoạt động của tác nhân kích hoạt.
1.1.3. Những ràng buộc thời gian thực [14]
Một ràng buộc thời gian thực đƣợc định nghĩa nhƣ là một điều kiện kiểu
boolean trong những giá trị của biến đồng hồ. Biến đồng hồ là biến có giá trị
- 10 -
tăng theo thời gian. Các biến đồng hồ có thể là biến cục bộ hay biến chung. Giá
trị của những đồng hồ chung là có thể thấy đƣợc cho tất cả các tiến trình của hệ
thống còn những đồng hồ cục bộ có thể thấy đƣợc chỉ cho những tiến trình của
nó. Những đồng hồ có thể là tuyệt đối hay tƣơng đối. Những đồng hồ tuyệt đối
(Absolute clock) lấy giá trị từ một thiết bị bấm giờ chung, và sẽ không bao giờ
đặt lại giờ sau khi đã khởi tạo. Những đồng hồ tƣơng đối cũng lấy giá trị từ một
thiết bị bấm giờ, nhƣng có thể là hai giá trị đồng hồ khác nhau cho hai đồng hồ.
Những đồng hồ có giá trị có thể là rời rạc hay liên tục. Những đồng hồ rời rạc có
giá trị tăng theo số nguyên, còn những đồng hồ liên tục gia tăng theo những định
lƣợng thời gian thực. Trong một hệ thống thời gian thực đơn, tất cả các đồng hồ
hoặc là rời rạc hoặc là liên tục, nhƣng đồng hồ tuyệt đối chỉ khi là đồng hồ
chung và đồng hồ tƣơng đối khi là đồng hồ cục bộ và có thể cùng tồn tại trong
một hệ thống. Từ những mô hình khác nhau đề xuất những cú pháp khác nhau
cho việc đặc tả ràng buộc thời gian thực. Cú pháp chính xác của một điều kiện
boolean trong những biến đồng hồ là phụ thuộc vào mô hình hệ thống.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] Nguyễn Văn Ba (2005), Phát triển hệ thống hướng đối tượng với UML 2.0
và C++, NXB Đại học Quốc Gia Hà nội.
[2] Đoàn Văn Ban (2005), Lập trình huớng đối tượng với Java, NXB Khoa
học và Kỹ thuật, Hà nội.
[3] Đặng Văn Đức (2002), Phân tích thiết kế hướng đối tượng bằng UML,
NXB Giáo Dục, Hà nội.
[4] Nguyễn Văn Vỵ (2004), Phân tích thiết kế hệ thống phần mềm theo hướng
đối tượng, Đại học Công nghệ, Hà nội.
[5] Nguyễn Văn Vỵ (2004), Phân tích thiết kế hệ thống quản lý đào tạo Khoa
Công nghệ theo công nghệ hướng đối tượng, Đề tài NCKH đặc biệt cấp
ĐHQG 2002-2004 - Mã số:QG.02.03.
- 11 -
Tiếng Anh
[6] Alan C.SHAW (2001), Real Time Systems and Software, John Wiley &
Sons, Inc, USA.
[7] Abdelouahed Gherbi and Ferhat Khendek (May–June 2006), “UML
Profiles for Real-Time Systems and their Applications”, Journal of Object
Technology, vol. 5, no. 4, pages 149–169, Electrical and Computer
Engineering Department, Concordia University, Montreal, Canada.
[8] Bruce Power Douglass (1998), Real-Time UML Second Edition Devoloping
efficient Objects for embedded system, Addison - Wesley.
[9] Craig Larman (2004), Applying UML and Patterns: An Introduction to
Object-Oriented Analysis and Design and Iterative Development, Third
Edition, Addison - Wesley.
[10] Grady Booch, James Rumbaugh, and Ivar Jacobson (2005), The Unified
Modeling Language User Guide, Second Edition, Addison - Wesley.
[11] Ian Sommerville (2001), Software Engineering, 6th Edition, Addison Wesley.
[12] J.A. Stankovic, K. Ramamritham, D. Niehaus, M. Humphrey, G. Wallace
(August 1998), “The Spring System: Integrated support for complex realtime systems,” Technical Report CS-98-18, University of Virginia.
[13] M. Potkonjak and W. Wolf (October 1999), A methodology and algorithms
for the design of hard real-time multi-tasking ASICs, ACM Transactions on
Design Automation of Electronic Systems, Vol. 4, No. 4, pp. 430-459.
[14] Pao-Ann Hsiung (2001), Real-Time Constraints, Institute of Information
Science, Academia Sinica, Taipei, Taiwan, ROC.
[15] R.J.Wieringa (2003), Design Methods for Reactive Systems Yourdon,
Statemate, and the UML, Morgan Kaufmann Publishers.
Trang Web
[16] />[17] .
[18] .
- 12 -
[19] .
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................... 1
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .......................................................................................................................................... 4
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................................................................................... 6
CHƯƠNG I HỆ THỐNG THỜI GIAN THỰC ........................................................................................ 8
1.1. Khái niệm hệ thống thời gian thực ......................................................................................................... 8
1.1.1. Những hệ thống thời gian thực (Real Time System - RTS) ....................................... 8
1.1.2. Khái niệm ................................................................................................................................................................. 9
1.1.3. Những ràng buộc thời gian thực ..................................................................................................... 10
1.1.4. Đặc điểm của hệ thống thời gian thực ........... Error! Bookmark not defined.
1.1.5. Mô hình hóa hệ thống thời gian thực ............... Error! Bookmark not defined.
1.1.6. Thực hiện thời gian thực ............................................. Error! Bookmark not defined.
1.2. Vấn đề thời gian trong hệ thống thời gian thực ................ Error! Bookmark not
defined.
1.2.1. Đồng hồ hệ thống ............................................................. Error! Bookmark not defined.
1.2.2. Các loại đồng hồ hệ thống ......................................... Error! Bookmark not defined.
1.2.3. Quan niệm về sự rời rạc thời gian ....................... Error! Bookmark not defined.
- 13 -
1.2.4. Ràng buộc thời gian ......................................................... Error! Bookmark not defined.
1.3. Các lớp chính của hệ thống thời gian thực ...... Error! Bookmark not defined.
1.3.1. Hệ thống thời gian thực cứng .................................. Error! Bookmark not defined.
1.3.2. Hệ thống thời gian thực mềm.................................. Error! Bookmark not defined.
1.4. Ứng dụng hệ thống thời gian thực ............................ Error! Bookmark not defined.
1.4.1. Các lớp ứng dụng ............................................................... Error! Bookmark not defined.
1.4.2. Các ứng dụng hệ thống thời gian thực ............ Error! Bookmark not defined.
1.5. Ngôn ngữ lập trình.................................................................... Error! Bookmark not defined.
1.6. Hệ điều hành thời gian thực............................................ Error! Bookmark not defined.
1.6.1. Khái niệm hệ điều hành ................................................ Error! Bookmark not defined.
1.6.2. Hệ điều hành thời gian thực ..................................... Error! Bookmark not defined.
1.7. Phân tích thiết kế hệ thống hướng đối tượng với UML ....... Error! Bookmark
not defined.
1.7.1. Phân tích, thiết kế hƣớng đối tƣợng ................. Error! Bookmark not defined.
1.7.2. Cơ chế của cách tiếp cận hƣớng đối tƣợng . Error! Bookmark not defined.
1.7.3. Các ƣu điểm của lập trình hƣớng đối tƣợng .................... Error! Bookmark not
defined.
1.7.4. Quá trình phát triển phần mềm .............................. Error! Bookmark not defined.
1.8. Thiết kế hệ thống thời gian thực ................................ Error! Bookmark not defined.
1.8.1. Thiết kế hệ thống thời gian thực........................... Error! Bookmark not defined.
1.8.2. Phƣơng pháp hƣớng đối tƣợng trong RTS với UML Error! Bookmark not
defined.
1.9. Kết luận ................................................................................................ Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG II PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THANG
MÁY THEO CÁCH TIẾP CẬN HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG VỚI UML .................... Error!
Bookmark not defined.
2.1. Giới thiệu UML - Unified Modeling Language ................. Error! Bookmark not
defined.
2.1.1. Giới thiệu ................................................................................... Error! Bookmark not defined.
2.1.2. Các biểu đồ trong UML 2.0 ...................................... Error! Bookmark not defined.
2.2. Hệ thống điều khiển thang máy (ECS) ................ Error! Bookmark not defined.
2.2.1. Mô tả hệ thống ...................................................................... Error! Bookmark not defined.
2.2.2. Các chức năng chính của hệ thống ..................... Error! Bookmark not defined.
2.2.3. Mục tiêu của hệ thống.................................................... Error! Bookmark not defined.
2.3. Phân tích thiết kế hệ thống ECS qua các biểu đồ của UML ......................... Error!
Bookmark not defined.
2.3.1. Biểu đồ ca sử dụng ........................................................... Error! Bookmark not defined.
- 14 -
2.3.2. Biểu đồ lớp............................................................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.3. Biểu đồ tuần tự ..................................................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.4. Biểu đồ truyền thông....................................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.5. Biểu đồ máy trạng thái .................................................. Error! Bookmark not defined.
2.4. Kết luận ................................................................................................ Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG III CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
THANG MÁY................................................................................................... Error! Bookmark not defined.
3.1. Mô phỏng chƣơng trình ........................................................... Error! Bookmark not defined.
3.2. Chi tiết các lớp chính ................................................................. Error! Bookmark not defined.
3.3. Một số sửa đổi trong các lớp ............................................... Error! Bookmark not defined.
3.4. Giao diện của chƣơng trình .................................................. Error! Bookmark not defined.
3.5. Mô tả hoạt động của một số đối tƣợng ...................... Error! Bookmark not defined.
3.6. Chuyển đổi từ thiết kế sang phát sinh mã ............... Error! Bookmark not defined.
KẾT LUẬN .......................................................................................................... Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................................................................ 11
LỜI CÁM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy PGS.TS Đoàn Văn Ban,
ngƣòi đã cho tôi nhiều ý kiến đóng góp quý báu, cũng nhƣ tận tình giúp đỡ
tôi về mặt kiến thức và tài liệu. Dƣới sự hƣớng dẫn nhiệt tình, chu đáo của
thầy, tôi đã hoàn thành luận văn của mình.
Tôi cũng xin gửi lời cám ơn đến trƣờng Đại học Quy Nhơn đã tạo điều
kiện tốt nhất trong suốt 2 năm tôi đi học xa; cám ơn các thầy eô, các cán bộ
của trƣờng Đại học Công Nghệ đã cho tôi những kiến thức quý báu và tạo
- 15 -
điều kiện thuận lợi trong suốt 2 năm tôi học tại trƣờng; cám ơn các bạn
cùng lớp vì luôn mang đến sự ủng hộ kịp thời trong thời gian thực hiện
luận văn này.
Cuối cùng, vì những gì đạt đƣợc hôm nay, tôi muốn đƣợc nói lời cám
ơn sâu sắc đến những tình cảm quý báu của ngƣời thân, những ngƣời luôn
động viên tôi vƣợt qua những thời điểm khó khăn trong suốt quá trình học
tập và thực hiện luận văn.
Hà Nội, ngày 02 tháng 11 năm 2007
Đoàn Thị Thu Cúc
- 16 -
