CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH MÔ HÌNH THỦY ĐỘNG LỰC HỌC VÀ CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN CỦA AUV
3.2. QUY TRÌNH PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾT TRONG PHÁT TRIỂN AUV –
3.2.2. Mô hình thiết kế của AUV - HDS công nghiệp
Nếu chuyển trực tiếp từ mô hình cộng tác đối tượng trên đây tới môi trường thực thi thì các mô hình cấu trúc và ứng xử chi tiếtphải đƣợc bổ sung them, nhằm thực thi chính xác hệ thống điều khiển công nghiệp. Ví dụ, sự cộng tác của một hệ thống điều khiển không thích ứng hoàn toàn để trực quan hóa các kiểu liên kết mô hình giữa các đối tượng hoặc với hệ thống tương tác với các tham số điều khiển cụ
85
thể. Trong giai đoạn thiết kế chi tiết một AUV - HDS công nghiệp, các cộng tác đối tƣợng hoặc gói đối tƣợng đã xác định ở mô hình phân tíchđƣợc chuyển đổi thành các gói thiết kế với RealTime UML (trong mô hình thiết kế), nhằm thực thi một hệ thống AUV - HDS hoàn chỉnh và tái sử dụng chung các gói trong các ứng dụng khác nhau. Các bước để xây dựng nên sơ đồ hợp tác những gói chính với RealTime UML tuân theo các quy tắc sau:
- Mỗi một hợp tác đối tƣợng hoặc gói đối tƣợng đã xác định ở trên thì cần ít nhất một gói với RealTime UML, ví dụ nhƣ là: gói của AUV - HDS công nghiệp toàn cục, gói của phần liên tục, gói của phần rời rạc, gói của giao diện bên trong, gói của giao diện bên ngoài, gói của IGCB,
- Các lớp chủ động trong cộng tác đối tƣợng hoặc gói đối tƣợng thì sẽ trở thành các gói tương ứng,
- Các lớp bị động trong cộng tác đối tƣợng hoặc gói đối tƣợng hợp tác thì sẽ trở thành các lớp thực thể tương ứng,
- Các cổng và giao thức được xác định bởi sự tương tác giữa các cộng tác đối tƣợng hoặc gói đối tƣợng có kèm theo các thông điệp cụ thể.
- Các sơ đồ diễn tiến và máy trạng thái tổng quan của những gói này đƣợc xác định dựa trên Automate lai và sơ đồ khối chức năng mở rộng.
3.2.2.1. Cấu trúc kết nối toàn cục
Theo quy tắc mô tả trên đây, 5 gói chính đƣợc áp dụng để thi hành Automate lai của hệ thống điều khiển: gói phần liên tục, gói phần rời rạc, gói giao diện bên trong, gói giao diện bên ngoài và gói ứng xử liên tục toàn cục hiện thời (IGCB). Kết nối truyền đạt giữa các gói chính bởi các cổng và giao thức, đƣợc mô tả trong sơ đồ cấu trúc gói (Hình 3.4).
86
Hình 3.4. Sơ đồ cấu trúc kết nối các gói chính của AUV - HDS công nghiệp Gói phần rời rạc: gói phần rời rạc bao gồm tập hợp vị trí Q và tập dịch chuyển trạng thái A của Automate lai. Những gói này cũng bao gồm máy trạng thái để nó tự tạo ra sự tiến trình với các gói khác nhƣ là các gói giao diện bên trong và các gói IGCB và để xử lý sự kiện phát sinh bên trong.
Gói phần liên tục: gói phần liên tục đặc tả các thực thi bởi các phần tử liên tục của AUV - HDS. Tiến trình của phần tử liên tục đƣợc thực hiện bởi các mẫu đồng bộ [22], [23]. Gói phần liên tục cũng có một máy trạng thái để tạo nên tiến trình riêng với các gói nhƣ là gói IGCB và gói giao diện bên trong.
Gói IGCB: gói IGCB bao gồm dòng liên tục cụ thể của hệ thống điều khiển phát triển tại mọi thời điểm đƣa ra trong Automate lai, ký hiệu là F. Mỗi dòng tương ứng với một trạng thái của Automate lai này. Gói IGCB có một máy trạng thái để tạo nên tiến trình riêng với các gói khác nhƣ là gói các phần rời rạc và gói giao diện bên ngoài. Trong tiến trình này, IGCB thay đổi các tín hiệu theo chu kỳ.
Gói giao diện bên trong: gói giao diện bên trong sinh ra các sự kiện bên trong của AUV - HDS, từ đó gói phần rời rạc đó có thể tạo nên tiến trình riêng theo
87
những sự kiện đó. Nó có một máy trạng thái để tạo nên tiến trình riêng với các gói khác nhƣ là gói phần liên tục và gói phần rời rạc.
Gói giao diện bên ngoài: gói giao diện bên ngoài là gói trung gian dùng để nhận và gửi các sự kiện rời rạc và tín hiệu tuần hoàn giữa hệ thống phát triển và các hệ thống tương tác giữa chúng. Gói giao diện bên ngoài có một máy trạng thái để tạo nên tiến trình riêng với các gói khác nhƣ là gói phần rời rạc và gói IGCB.
Hình 3.5 mô tả chi tiết các gói chính, cổng và giao thức của AUV - HDS công nghiệp thông qua việc sử dụng sơ đồ lớp của RealTime UML.
Hình 3.5. Sơ đồ lớp chi tiết về các gói chính, cổng và giao thức của AUV
88 3.2.2.2. Kiểm tra mô hình thiết kế
Hiện tại có tại các công cụ chuẩn dùng cho quá trình kiểm tra trực tiếp sự cộng tác các gói nhƣ là phần mềm kiểm tra “IBMRational Real-Time Test”[35]; nó có thể kiểm tra một tập hợp chuỗi đầu vào, các đối tƣợng tham gia và kịch bản truyền đạt đã xác định để đảm bảo sự hoạt động của AUV - HDS.
Ngoài ra, các công cụ IBMRational Rose RealTime hoặc IBMRationalSoftware Architect RealTime” [35]bao hàm các thƣ viện đối tƣợng có thể dùng để hỗ trợ tính tái sử dụng và để áp dụng cho việc kiểm tra các yêu cầu của các hệ thống đƣợc phát triển. Cũng có các công cụ nhƣ là HyTech, CheckMate, PHAver và HSolver[17]để kiểm tra mô hình phân tích với Automate lai của AUV - HDS.
Hơn nữa, trong mô hình phân tích và hình thiết, tính tái sử dụng đƣợc đề cập tới để phát triển các ứng dụng mới cho các hệ thống điều khiển AUV - HDS khác nhau nhằm giảm về mặt thời gian và giá thành của sản phẩm. Các khung nhìn tái sử dụng khác nhau trong công nghệ hướng đối tượng, bao gồm: khung nhìn tái sử dụng dựa trên cơ chế của các đối tƣợng và lớp phân cấp; khung nhìn tái sử dụng dựa trên cộng tác đối tƣợng, ví dụ: các cộng tác đối tƣợng, các gói điều khiển chính kèm theo cổng và giao thức của chúng với RealTime UML có thể tái sử dụng cho các loại AUV – HDS khác nhau.