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AADL在模型驱动中的应用研究
1.引言
AADL(ArchitectureAnalysisandDesignLanguage)是一种面向架构分析与设计的建模语言，已经被广泛地应用于实时嵌入式系统领域，如航空航天、汽车、铁路、医疗设备等；它可以描述系统整体结构和各个组件之间的关系，为系统建模提供了一种全新的方法。
模型驱动开发(Model-DrivenDevelopment,MDD)是近年来软件开发领域蓬勃发展的一种方法，它以模型作为软件开发的基本元素，通过自动化工具链将模型转化成代码，并将代码部署到目标系统上。MDD的本质是把系统的设计、实现、验证、维护等工作都到模型层面进行，从而提高软件开发的效率和质量。
AADL作为一种特殊的建模语言，与MDD结合起来能够提供全面的建模支持、快速的自动生成代码等优点。本文将重点介绍AADL在模型驱动开发中的应用研究。
2.AADL简介和特点
AADL是一种面向实时嵌入式系统的建模语言，最初由美国空军研究实验室(AFRL)开发。它的主要特点包括以下4点：
2.1结构描述
AADL的结构描述包括两个层次的部件和连接，即组件（Component）和连接（Connection）；其中组件包括部件（Part）、端口（Port）、特征（Feature）和数据类型（DataType）等元素，连接包括端点（Endpoint）和连接路径（ConnectionPath）等元素。AADL的部件和连接是单独定义的，因此可以重复使用，以便更好地进行概念开发和应用模板。
2.2视图描述
AADL的视图描述包括系统结构、任务分配、性能、安全等方面的视图，其中系统结构描述包括了组件集成、组件间的通信和处理等方面的信息。
2.3实时特性
AADL具有用来描述实时特性的属性，例如执行时间、响应时间、任务切换时间、延迟时间等，以实现对系统实时性能的描述。
2.4分析和验证功能
AADL提供分析和验证功能，包括空间一致性（SpatialConsistency）、状态等价性（StateEquivalence）、时序特性（TemporalProperties）等检查和分析方法，以帮助开发者尽早检测和修复系统的缺陷。
3.MDD简介
MDD（Model-DrivenDevelopment）是一种通过模型为基础的开发方法，它以建模为中心，将系统模型作为软件组件的设计规范和开发文档，完成软件开发过程中的需求分析、系统设计、实现、测试等一系列操作。主要特点包括：
3.1面向模型
软件开发者不再直接处理代码，而是根据模型指导软件开发，并通过模型实现对系统的各个层面进行抽象和设计。
3.2自动化代码生成
通过自动化代码生成技术，MDD可以将模型直接转化为可执行代码，提高了开发效率和质量，避免了手写代码过程中的低级错误。
3.3泛化能力强
通过模型的抽象化，MDD可以为不同领域的应用提供可重复使用的组件和模板，从而实现领域知识、组件和模板的可泛化性。
4.AADL在MDD中的应用
AADL在MDD中的应用主要包括：
4.1AADL模型的构建
通过AADL描述模型优点在于构建模型效率高，灵活性强，可重用性高等，因此可以轻松构建各类实时嵌入式系统的描述模型，从而为MDD的后续工作提供保障。
4.2系统状态机的自动生成
AADL模型可以生成与之对应的状态机，这可以使得系统的行为模型能够极为精确地对系统体现。而这只需通过自动化代码生成器完成，并将AADL模型作为输入参数，生成的状态机是完全与AADL模型一致的，并且具有高度可读性。
4.3AADL模型检查
AADL模型在MDD的实现过程中，也可以使用检查工具对其进行检查，例如空间一致性、状态等价性等检查和分析。这些检查和分析可以最大程度的保证系统的质量和安全。
5.结论
AADL作为一种架构建模语言，不仅可以很好地描述嵌入式系统的架构，而且其丰富的控制流、数据流和时序特性，使得它能够很好地与MDD相结合，为实时嵌入式系统的自动化开发提供了强大的支持和保障。精准的模型描述和自动生成系统状态机，使得系统的行为变得清晰可见，同时也大大降低了系统开发的时间成本和维护成本。总之，AADL在MDD的应用为嵌入式系统的建模和开发提供了一种全新的思路和方法，有望成为未来嵌入式系统开发的主流方向之一。