嵌入式软件系统程序的开发方法技术方案

本发明专利技术涉及一种嵌入式软件系统程序的开发方法，包括根据嵌入式软件系统程序的需求分析建立待开发嵌入式系统程序的需求模型；对需求模型进行分析和检测，同时生成目标软件系统程序所需要的源代码，进而生成目标软件系统程序；对目标软件系统程序进行程序分析得出程序模型，将程序模型和需求模型进行比较分析以发现差异性，如发现差异性则对生成的目标软件系统程序或需求模型进行修复步骤。本发明专利技术针对嵌入式软件系统程序的特点，提供适合于嵌入式软件系统程序的需求建模技术方案，将用户使用自然语言表达的需求转化为场景及行为表达式，为自动检测软件系统的需求是否正确和完整奠定了良好的基础。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种，包括根据嵌入式软件系统程序的需求分析建立待开发嵌入式系统程序的需求模型；对需求模型进行分析和检测，同时生成目标软件系统程序所需要的源代码，进而生成目标软件系统程序；对目标软件系统程序进行程序分析得出程序模型，将程序模型和需求模型进行比较分析以发现差异性，如发现差异性则对生成的目标软件系统程序或需求模型进行修复步骤。本专利技术针对嵌入式软件系统程序的特点，提供适合于嵌入式软件系统程序的需求建模技术方案，将用户使用自然语言表达的需求转化为场景及行为表达式，为自动检测软件系统的需求是否正确和完整奠定了良好的基础。【专利说明】
本本专利技术属于软件开发技术和工具领域，特别是涉及一种嵌入式软件系统程序的 开发方法。
技术介绍
传统的嵌入式软件系统程序开发工作存在许多不足之处，主要表现在如下几个方 面： (1)高层次的系统需求分析阶段易与软件实现阶段之间脱节。通常，根据用户需求 建立的需求规格说明和需求模型是软件实现的依据和规范，但在实际的软件实现过程中由 于用户需求的易变性和频繁的程序改动，使得最终的源程序与最初的需求规格说明和需求 模型会产生不一致或矛盾，如果不及时修改最初的的需求规格说明和需求模型，这将导致 系统文档间的不一致，使得花费了许多精力和成本建立的需求规格说明和需求模型不能发 挥应有的作用。 (2)由于上述的脱节，也导致在系统需求分析阶段对需求模型的检测与软件实现 阶段对源程序的测试工作脱节，导致需花费很多精力和成本来重复设计测试用例。 (3)缺乏完善的指导面向嵌入式软件系统开发的框架和有效的支持从需求到源程 序的嵌入式软件开发的方法和技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于为克服现有技术的缺陷，而提供一种嵌入式软件系统程序的开 发方法。 为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种嵌入式软件系统程序的开发方 法，包括以下步骤： S1根据嵌入式软件系统程序的需求分析建立待开发嵌入式系统程序的需求模 型； S2对步骤S1所述需求模型进行分析和检测，同时生成目标软件系统程序所需要 的源代码，进而生成目标软件系统程序； S3对目标软件系统程序进行程序分析得出程序模型，将程序模型和需求模型进行 比较分析以发现差异性，如发现差异性则对生成的目标软件系统程序或需求模型进行修 复； 其中步骤S1所述需求模型的建立包括如下步骤： S11划分子问题域、标识视点，根据自然语言描述的需求，建立相应的场景信息； S12根据场景信息抽取与行为相关的信息，并利用行为描述语言描述行为相关的 信息，建立行为表达式； S13建立行为描述语言模型，作为检验需求模型的各种特性的基础； S14利用模型检验方法检测需求模型的一致性及需求模型所对应的系统需要检测 的可信特性，如发现差异对需求模型进行修复。 进一步，步骤S14所述对需求模型的分析和检测包括如下步骤： S141视点建模，生成视点行为模型； S142检查视点行为模型内的行为表达合法性、输入/输出行为的一致性和行为连 续性； S143修改视点行为模型，直到每个视点都满足行为表达合法性、输入/输出行为 的一致性和行为连续性要求； S144根据视点的相关关系检测视点行为模型间的一致性； S145修改视点行为模型，直到所有相关视点行为模型间一致； S146合并视点行为模型，得到系统行为模型； S147检测系统行为模型的行为有效性； S148检测系统行为模型的系统安全特性。 进一步，步骤S2所述生成目标软件系统程序所需要的源代码包括如下步骤； S21确定场景之间的关系； S22依据场景内的输入/输出行为，得出功能模块； S23对视点内的参数池的参数进行定义； S24编码、调试和生成所需要的源代码。 进一步，步骤S3包括如下步骤： S31编译行为描述语言文本和目标软件系统程序，建立行为描述语言文本和目标 软件系统程序的元素表，为元素对应做准备； S32对行为描述语言文本元素表中的行为和操作数据与目标软件系统程序元素表 中的符号，包括函数、常量和变量进行人工对应； S33参照建立的对应关系从目标软件系统程序对应的中间语言中提取程序模型， 而行为描述语言模型由行为描述语言直接生成。 S34将行为描述语言模型和程序模型输入到模型比较检测工具中进行检测，得到 检测结果； S35对检测结果进行分析并查找可能存在的问题及其原因； S36如果存在问题，则对行为描述语言或目标软件系统程序进行修改以修复问 题； S37 重复步骤 S31 至 S36。 本专利技术与现有技术相比的有益效果是：1)针对嵌入式软件系统程序的特点，本方 法使用场景和视点技术，提供适合于嵌入式软件系统程序的需求建模技术方案，并且通过 划分子问题域，进一步降低嵌入式系统需求建模难度。将用户使用自然语言表达的需求转 化为场景及行为表达式，从而能实现从自然语言到半形式化，最终到形式化的需求描述，为 自动检测软件系统的需求是否正确和完整奠定了良好的基础。 2)通过形式化的模型验证，从语法正确性证明开始对整个需求模型进行验证，同 时软件系统的特性如可信特性也是通过软件行为来验证的。 3)需求模型到源代码的转换可以自动化的完成，极大的提高了效率，并通过对生 成的目标软件系统和需求模型进行比较分析所发现的差异性进行修复步骤最终得到目标 程序代码。 4)本方法所提供的面向代码的逆向分析过程从源代码自动出发，跟需求模型进行 比较，最终得到目标源代码是否和需求模型一致的结论，来判断目标软件系统程序的正确 性。 5)本方法有利于从形式化的角度建立和检测软件需求模型，进而转换得到目标软 件系统程序的源代码，提高软件的生产效率和正确性。 下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术的流程图； 图2为本专利技术的需求建模和对其分析检测的流程图； 图3为本专利技术验证行为有效性的原理图； 图4为本专利技术需求模型当中参数池定义的转换对应图； 图5为本专利技术源代码的编码、调试和源码生成步骤图； 图6为本专利技术程序模型和需求模型比较检测的流程图； 图7为本专利技术无线传感器仿真工作流程图。 【具体实施方式】 为了更充分理解本专利技术的
技术实现思路
，下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案进 一步介绍和说明。 如图1所示，为本专利技术的流程图，一种嵌入式软件系统的开发方法，具体实施时可 以采用计算机实现以下流程的自动运行： 步骤S1根据嵌入式软件系统程序的需求分析建立待开发嵌入式系统程序的需求 模型； 步骤S2对步骤S1所述需求模型进行分析和检测，同时生成目标软件系统程序所 需要的源代码，进而生成目标软件系统程序； 步骤S3将目标软件系统程序进行程序分析得出程序模型，将程序模型和需求模 型进行比较分析以发现差异性，如发现差异性则对生成的目标软件系统程序或需求模型进 行修复； 步骤S1中需求模型的建立包括如下步骤： 步骤S11划分子问题域、标识视点，根据自然语言描述的需求，建立相应的场景信 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入式软件系统程序的开发方法，其特征在于包括以下步骤：S1根据嵌入式软件系统程序的需求分析建立待开发嵌入式系统程序的需求模型；S2对步骤S1所述需求模型进行分析和检测，同时生成目标软件系统程序所需要的源代码，进而生成目标软件系统程序；S3对目标软件系统程序进行程序分析得出程序模型，将程序模型和需求模型进行比较分析以发现差异性，如发现差异性则对生成的目标软件系统程序或需求模型进行修复；其中步骤S1所述需求模型的建立包括如下步骤：S11划分子问题域、标识视点，根据自然语言描述的需求，建立相应的场景信息；S12根据场景信息抽取与行为相关的信息，并利用行为描述语言描述行为相关的信息，建立行为表达式；S13建立行为描述语言模型，作为检验需求模型的各种特性的基础；S14利用模型检验方法检测需求模型的一致性及需求模型所对应的系统需要检测的可信特性，如发现差异对需求模型进行修复。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毋国庆，黄勃，
申请(专利权)人：武汉大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44