10、结构契约与实时系统定时分析：提升系统可靠性的关键技术

结构契约与实时系统定时分析：提升系统可靠性的关键技术

在当今科技飞速发展的时代，系统的可靠性和实时性变得愈发重要。尤其是在安全关键领域，如汽车应用和航空交通管理，系统必须及时准确地运行，以提供正确的服务。本文将介绍结构契约和实时系统定时分析的相关内容，以及如何通过这些技术提升系统的可靠性。

结构契约：挖掘组件的结构特性

传统的基于契约的设计（Contract Based Design）主要关注组件的外部可观察行为特性，即仅涉及组件明确声明端口的行为。然而，组件的内在结构特性，如可用端口、实例化的子组件以及结构分解的互连方式等，却难以通过这种方式进行规范和验证。为了解决这个问题，我们引入了结构契约的概念。

结构契约的实现步骤

为了实现结构契约，我们遵循以下六个步骤：
1. 提取结构信息 ：从组件模型中获取组件的结构信息，包括组件类型、接口、规范、分解和实现等，以构建组件的数据结构。
2. 构建结构数据类型 ：为避免完全的字符串分析，我们生成两种结构数据类型：
- dt cId ：所有组件标识符的集合，包括组件类型和子组件标识符，再加上一个额外的 “open” 符号，用于表示未连接的端口。
- dt pId ：所有端口标识符的集合，包括组件和子组件的端口标识符，同样加上 “open” 符号。
3. 插入自省端口 ：对于分解结构中每个子组件的每个端口，添加两个额外的输入端口，类型分别为 dt cId 和