基于ADL的物理信息系统的建模与分析

当前分析和设计物理信息系统的模型和方法通常是线性分离的,且由不同的数学形式化方法和工程与计算机科学中的不同方法定义。为便于处理,对关注点分离是必要的,但这种分析方式由于在系统设计时过早地将系统信息特征与物理特征分离,导致很难评估直接与这两个领域进行交互的可替换元素的影响和协调性。文中对围绕组成CPS系统的所有范围的元素的架构描述进行扩展,最终目的是能够建立一个可扩展的框架,包括一套可被创建的综合设计工具。由此文中提出这种物理信息系统建模方法并通过一个简单应用实例对方法进行说明。     

虚拟物体间碰撞检测系统的设计

X3D是开放式的基于WEB的虚拟现实3D标准,是XML和VRML集成应用技术。首先介绍了X3D的碰撞检测的模型;其次描述了碰撞检测算法;通过X3D规范中提供的可扩展的插件机制,提出了一种用于X3D的碰撞检测系统的结构,通过测试该系统,它能够在具有大量的运动物体的环境中进行较为准确的碰撞检测,实时性和健壮性也基本上达到应用的要求。     

基于软件定义的移动信息物理融合系统

在汽车和飞机等交通工具上安装传感器等设备,导致了新一代移动信息物理融合系统MCPS（Mobile Cyber-Physical System）的出现.针对MCPS主要以硬件资源为核心,自动化水平不高的问题,本文提出了一种基于软件定义的MCPS建模方法.通过结构分析与设计语言AADL（Architectural Analysis and Design Language）对硬件资源虚拟化,然后使用软件定义的方法对硬件资源进行分析和处理,可以有效提高MCPS系统的自动化水平.以移动车辆自主处理分析传感器数据并控制车辆的驾驶为案例,详细介绍系统的组成和建模过程.并通过添加安全附件对该模型的安全性进行分析验证,证实了基于软件定义建模的可行性与有效性.     

基于Spatially-Variant数学形态学的二值图像边缘检测

结合二值图像边缘检测的需要,提出一种基于Spatially-Variant数学形态学的图像边缘检测算法。该算法使用了依像素位置而变化的Spatially-Variant (SV)结构元,使其能够依据图像细节而变化,达到自适应的效果并能有效检测图像边缘和保持边缘的平滑性。与传统边缘检测算子进行的对比实验结果表明,该算法有以下明显优点:抗噪声性能好,实时性好,非常容易实现,具有一定的实用性和可行性。     

信息物理融合系统数据中心能量消耗模型研究

从信息物理融合系统的角度考察数据中心,对包含信息技术系统和冷却系统的数据中心的能量消耗进行建模。给出信息技术系统中的服务延时约束模型、工作负载约束模型、服务质量约束模型及最终的能量消耗约束模型和冷却系统中的能量消耗模型。模型的建立为研究如何在保证服务质量的同时最大程度地降低能量消耗提供了依据。     

AspectC#——在C#中应用AOP

当前,AspectJ是用得最普遍的AOP工具,它是基于Java平台的。着重讨论了一种基于.NET平台的AOP技术,AspectC#。用户可以通过AspectC#在C#中应用AOP。目前,AspectC#只支持C#语言,但是.NET平台的多语言性使得跨语言的AOP应用成为可能。     

面向方面组件工程的研究与开发

本文主要研究面向方面的组件工程及一个基于．NET平台的面向方面的组件工程。     

基于对象时空Petri网的CPS建模与仿真

信息物理融合系统（CPS）是一个融合了计算、控制、通信和物理元素的分布式实时反馈系统,但传统的建模方法无法满足CPS对时空性能要求较高的情况。为此,提出结合对象特征的对象时空Petri网（DS-OPN）建模方法。首先,将面向对象封装技术、时空元素融入Petri网中,设计空间和时间描述规则,将相同对象下的场景元素封装到同一对象子网系统模型中。其次,定义聚合规则,聚合各个子网模型,使这些模型能够描述CPS物理拓扑环境中的对象变化过程。最后,以交通CPS为例,建模和仿真分析自主控制超车系统的动态行为;同时,建立模型的可覆盖性树和关联矩阵分析验证模型的可达性、安全性等性质。实验结果显示,DS-OPN建模方法建立的模型对系统流程的逻辑结构表现清晰,对时空因素的计算准确,在实时性和安全性上能满足CPS的要求,验证了该建模方法的有效性和安全性。     

面向方面的分布式实时软件性能分析

性能是横切分布式实时系统的关注点,面向方面技术可以将性能关注点模块化,为性能分析提供了优越的实现条件。该文提出一个面向方面的性能工程框架,利用面向方面扩展的多种视图并结合规格化的参数描述,针对面向方面软件进行性能建模与测量。分析了一个分布式Web应用的例子及其性能瓶颈所在,结果表明该框架是可行有效的。     

分布式实时系统面向方面的QoS监控模型

分布式实时系统是一个非常重要且资源有限的系统,系统资源的调配策略很大程度上决定了系统是否能满足实时性要求。要制定资源调配策略,首先要标识出实时系统中的各种资源,建立起资源模型。面向方面是一种全新的编程思想,它和面向对象方法结合解决了传统软件开发方法中的一些问题。文章结合面向方面技术,把QoS监控作为一个关注点,通过UML的扩展机制描述了分布式实时系统中资源模型的面向方面的QoS监控模型。