8、嵌入式控制系统设计中行为规范的模式驱动复用

嵌入式控制系统设计中行为规范的模式驱动复用

1. 引言

系统工程中的方法和途径常基于经验观察结果或个别成功案例。每个实际的嵌入式系统设计都源于基于应用领域知识的决策，其中包括一些先前设计实践的事实。这些决策与系统架构组件相关，本文将其称为应用模式，它不仅决定了所需的系统行为，还决定了一些预设的实现原则。应用模式应借鉴先前相关设计案例中的成功解决方案。

应用模式聚焦于涵盖软件组件之外的系统架构范围，在许多特性上与知名的软件面向对象设计概念（如可复用模式、设计模式和框架）相似。此外，还有用例、架构风格或模板等相关概念，可用于本文目的，而无需引入新的概念。应用模式能够构建行为规范，同时支持架构组件规范的复用。

如今，工业规模的可复用性通常需要基于知识的支持，基于案例的推理可以提供这种支持。该方法与其他依赖案例历史的传统人工智能程序不同，对于新问题，它会在案例库中寻找类似的旧解决方案。案例库是基于案例推理系统的知识库，系统从旧案例中获取知识，并通过积累新案例实现学习。解决新案例时，从案例库中检索最相似的旧案例，并根据该旧案例生成新案例的建议解决方案。本文不仅提出了如何将系统的形式规范表示为规范片段的应用模式结构，还探讨了如何测量形式规范的相似度以进行检索。

2. 技术现状

复用应用模式意味着复用其形式规范，因为开发形式规范成本高昂，所以复用很有价值。本文关注采用状态或定时状态序列的行为规范，以及用有限状态或定时自动机进行的封闭式描述。

软件设计复用是近20年来的热门话题。基于状态的规范匹配方法启发了本文对应用模式的处理。一个模式描述了要解决的问题、解决方案以及该解决方案适用的上下文。设计模式是框架的微观架构元素，框架是一组可