CN111930360A - 一种动态交互建模工具的实现方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动态交互建模工具的实现方法及装置，该方法包括：获取综合航空电子系统软件领域的至少一个建模元素及其属性以及各建模元素之间的关系，建模元素包括子系统级建模元素和系统级建模元素；根据子系统级建模元素和系统级建模元素，分别在通用建模环境中构建时序图元模型和交互概要图元模型；对时序图元模型和交互概要图元模型进行解析，分别生成时序图建模环境和交互概要图建模环境。本发明生成的时序图建模环境和交互概要图建模环境，可使开发人员快速搭建综合航空电子系统的软件模型。该建模环境可以满足多个子系统之间的交互与协作建模的需求，搭建的软件模型可以进一步被转换为其他数学模型，支持设计时的验证。

Description

一种动态交互建模工具的实现方法及装置

技术领域

本发明涉及航空设备设计技术领域，具体涉及一种动态交互建模工具的实现方法及装置。

背景技术

综合航空电子系统，是指采用分布式计算机，通过多路传输数据总线把多种机载电子分系统交联在一起的综合体。该系统是一种典型的嵌入式实时系统，其特点是分系统、子系统数量多，交互关系复杂，设计和开发的工作量和难度较高。

传统的综合航空电子系统中软件的设计和开发方法，一般以代码为中心来进行软件设计和开发。然而，现今软件技术更新很快，传统的软件设计和开发方法效率低、可移植性差、可维护性差，且难以在设计和开发阶段对各种设计模型(如时序图、交互概要图等)进行验证，不能满足当前日益复杂的实时系统的设计和开发需求。因此，急需要设计一种专用于综合航空电子系统软件的建模工具，以提供一个简单易用的软件建模工具，来满足当前综合航空电子系统软件的设计和开发需求。

需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本公开的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

发明内容

本发明实施例提供一种动态交互建模工具的实现方法及装置，以解决现有技术中综合航空电子系统中软件的设计和开发方法效率低、可移植性差、可维护性差，且难以在设计和开发阶段对各种设计模型进行验证，从而不能满足当前综合航空电子系统软件设计时的验证需求的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种动态交互建模工具的实现方法，包括：

获取综合航空电子系统软件领域的至少一个建模元素及其属性以及各所述建模元素之间的关系，所述建模元素包括子系统级建模元素和系统级建模元素；

根据所述子系统级建模元素，在通用建模环境中构建时序图元模型；根据所述系统级建模元素以及所述时序图元模型，在通用建模环境中构建交互概要图元模型；

对所述时序图元模型和所述交互概要图元模型进行解析，在通用建模环境中生成适用于综合航空电子系统软件领域的时序图建模环境和交互概要图建模环境。

作为本发明第一方面的优选方式，所述子系统级建模元素包括对象、生命线、同步消息、异步消息、返回消息和简单消息。

作为本发明第一方面的优选方式，所述根据所述子系统级建模元素，在通用建模环境中构建时序图元模型包括：

根据所述子系统级建模元素，在通用建模环境中分别建立对应的子系统级建模元模型，所述子系统级建模元模型包括对象元模型、生命线元模型、同步消息元模型、异步消息元模型、返回消息元模型和简单消息元模型；

根据所述子系统级建模元模型之间的关联关系，在通用建模环境中分别进行关联，建立多个子系统级关联元模型；

根据所述子系统级建模元模型和所述子系统级关联元模型，构建时序图元模型。

作为本发明第一方面的优选方式，所述根据所述子系统级建模元模型之间的关联关系，在通用建模环境中分别进行关联，建立多个子系统级关联元模型包括：

以所述对象元模型为连接源且以所述生命线元模型为连接目标进行关联，在通用建模环境中建立一个子系统级关联元模型；

以所述生命线元模型为连接源且以所述同步消息元模型、所述异步消息元模型、所述返回消息元模型和所述简单消息元模型为连接目标分别进行关联，在通用建模环境中建立多个子系统级关联元模型；

以所述同步消息元模型、所述异步消息元模型、所述返回消息元模型和所述简单消息元模型为连接源且以所述生命线元模型为连接目标分别进行关联，在通用建模环境中建立多个子系统级关联元模型。

作为本发明第一方面的优选方式，所述系统级建模元素包括初始节点、终止节点、控制节点、交互活动节点和中断节点。

作为本发明第一方面的优选方式，所述根据所述系统级建模元素以及所述时序图元模型，在通用建模环境中构建交互概要图元模型包括：

根据所述系统级建模元素，在通用建模环境中分别建立对应的系统级建模元模型，所述系统级建模元模型包括初始节点元模型、终止节点元模型、控制节点元模型、交互活动元模型和中断元模型，其中所述交互活动元模型对应嵌套有多个时序图元模型；

根据所述系统级建模元模型之间的关联关系，在通用建模环境中分别进行关联，建立多个系统级关联元模型；

根据所述系统级建模元模型和所述系统级关联元模型，构建交互概要图元模型。

作为本发明第一方面的优选方式，还包括：

根据所述时序图建模环境，搭建综合航空电子系统软件领域的时序图模型；根据所述交互概要图建模环境，搭建综合航空电子系统软件领域的交互概要图模型；

根据所述时序图模型和所述交互概要图模型，对所述时序图建模环境和交互概要图建模环境进行验证。

第二方面，本发明实施例提供一种动态交互建模工具的实现装置，包括：

建模元素获取单元，用于获取综合航空电子系统软件领域的至少一个建模元素及其属性以及各所述建模元素之间的关系，所述建模元素包括子系统级建模元素和系统级建模元素；

元模型构建单元，用于根据所述子系统级建模元素，在通用建模环境中构建时序图元模型；并根据所述系统级建模元素以及所述时序图元模型，在通用建模环境中构建交互概要图元模型；

建模环境生成单元，用于对所述时序图元模型和所述交互概要图元模型进行解析，在通用建模环境中生成适用于综合航空电子系统软件领域的时序图建模环境；并对所述交互概要图元模型进行解析，在通用建模环境中生成适用于综合航空电子系统软件领域的和交互概要图建模环境。

第三方面，本发明实施例提供一种计算设备，包括处理器和存储器，其中所述存储器内存储有执行指令，所述处理器读取所述存储器内的执行指令用于执行如上述动态交互建模工具的实现方法所述的步骤。

第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，包含计算机执行指令，所述计算机执行指令被用于执行如上述动态交互建模工具的实现方法所述的步骤。

本发明实施例提供的动态交互建模工具的实现方法及装置，使用通用建模环境建立综合航空电子系统软件的元模型，并使用这些元模型生成综合航空电子软件领域的建模环境，包括时序图建模环境和交互概要图建模环境，从而开发人员可使用这些建模环境快速搭建综合航空电子系统的软件模型。经测试，该建模环境可以满足综合航空电子系统的多个子系统之间的交互与协作建模的需求，并且搭建的软件模型可以进一步被转换为其他的数学模型，从而支持设计时的验证。

同时，本发明设计和开发效率高，可移植性和可维护性均较好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种动态交互建模工具的实现方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种动态交互建模工具的实现方法构建的时序图元模型的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种动态交互建模工具的实现方法建立的终止节点元模型的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种动态交互建模工具的实现方法建立的控制节点元模型的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种动态交互建模工具的实现方法建立的交互活动元模型的示意图；

图6为本发明实施例提供的一种动态交互建模工具的实现方法建立的中断元模型的示意图；

图7为本发明实施例提供的一种动态交互建模工具的实现方法构建的交互概要图元模型的示意图；

图8为本发明实施例提供的一种动态交互建模工具的实现方法生成的时序图建模环境的示意图；

图9为本发明实施例提供的一种动态交互建模工具的实现方法生成的交互概要图建模环境的示意图；

图10为本发明实施例提供的一种动态交互建模工具的实现方法搭建的交互概要图模型的示意图；

图11为图9中所示交互概要图模型中一个交互活动元模型对应的时序图的示意图；

图12为本发明实施例提供的一种动态交互建模工具的实现装置的示意图；

图13为本发明实施例提供的一种计算设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

参照图1所示，本发明实施例公开了一种动态交互建模工具的实现方法，该方法主要包括以下步骤：

101、获取综合航空电子系统软件领域的至少一个建模元素及其属性以及各建模元素之间的关系，建模元素包括子系统级建模元素和系统级建模元素；

102、根据子系统级建模元素，在通用建模环境中构建时序图元模型；根据系统级建模元素以及时序图元模型，在通用建模环境中构建交互概要图元模型；

103、对时序图元模型和交互概要图元模型进行解析，在通用建模环境中生成适用于综合航空电子系统软件领域的时序图建模环境和交互概要图建模环境。

本发明针对当前领域内缺乏可理解性好、学习成本低的综合航空电子系统软件设计工具的现状，结合模型驱动技术和领域元建模技术，使用基于特定领域建模语言(DomainSpecific Modeling Language，DSML)的通用建模环境(General Modeling Environment，GME)开发一套综合航空电子系统软件动态交互建模工具，为综合航空电子系统领域的开发人员提供了一个简单易用的软件建模工具，能够为综合航空电子系统软件的自动代码生成和设计时的验证提供支撑，开发人员可使用该建模工具快速建立综合航空电子系统软件模型。

本发明提供的一种动态交互建模工具的实现方法，其总体思想是：通过对综合航空电子系统软件的领域特性的分析，抽取出综合航空电子系统软件建模元素及其属性以及建模元素间的关系；其次，使用通用建模环境构建综合航空电子系统软件领域的元模型，这些元模型描述了综合航空电子系统软件中的建模元素及其属性以及建模元素间的关系；最后，使用通用建模环境生成综合航空电子系统软件领域的建模工具。

本发明中所述的通用建模环境是一个可配置的工具集，是一个可视化的建模环境，用于创建特定领域的建模和程序合成环境，稳定性较高。用户可以自定义元模型内容，通过模型解释器，将元模型转换为可配置的建模环境。在通用建模环境中把高性能计算集群软、硬件组件建模成独立的模型，以实现集群模型在不同操作平台上的重用。

通用建模环境中有基本的模型元素，下表是通用建模环境中的一些基本模型元素的描述。

表1

步骤101中，综合航空电子系统是一种典型的嵌入式实时系统，实时系统是指系统能及时响应外部事件的请求，需要在事先规定或确定的时间内完成系统功能和对外部或内部，同步或异步事件做出响应的系统，包括有多个子系统。

对实时系统而言，时间扮演着很重要的角色，实时系统的时间特性散布在整个系统的功能部件里，通常会使用时序图来强调对象之间传递消息的时间顺序。同时，一个实时系统的主要作用和功能就是可以实现信息的交互与共享，实时系统除对时间有极高的要求以外，它还具有与外部环境或系统自身及时交互作用的能力。实时系统通过交互获取信息时，不仅要保证交互的正确性，当多个任务同时执行时，系统还需做出正确的并发处理；当外部有中断反应时，还应及时响应中断的发生。因此，实时系统的交互特性和时间特性一样，不容忽视，通常会使用交互概要图来表达系统的动态交互行为。交互概要图既可以清楚的看到活动的流程次序，也清楚的掌握内部的时间次序，符合实时系统严格的时间需求和交互需求。

针对综合航空电子系统，时序图可用于建模子系统内部的各组件或者对象之间的交互行为，交互概要图可用于建模系统的多个子系统的并发行为，因此，该建模工具最终需要构建时序图建模环境和交互概要图建模环境。

该步骤中，根据综合航空电子系统软件所处的应用环境，分析该领域中的主要建模元素，，并分析这些建模元素对应的属性以及之间的关系，主要分为对子系统级建模元素的抽取和系统级建模元素的抽取。

对子系统级建模元素进行抽取时，主要抽取综合航空电子系统中子系统级的建模元素，如类、对象、组件、模块、参与者、消息等领域实体，并分析、总结这些建模元素应具备的属性以及它们之间的连接关系，如继承关系、实现关系、调用关系、聚合关系等。

优选地，本实施例中，所述子系统级建模元素包括对象、生命线、同步消息、异步消息、返回消息和简单消息。

经过分析，这些建模元素是时序图中包括的基本元素。其中，对象(Object)的符号是使用矩形将对象名称包含起来，并且在对象名称下有下划线。生命线(LifeLine)是一条垂直的虚线，它代表了一个对象的一条时间线，从时序图的顶部一直到底部结束，其对象所用的时间取决于消息发送后，所完成消息内容的时间。消息(Message)是用于概括对象与对象之间的一种通信交互方式，它包含简单消息、同步消息、异步消息和返回消息。简单消息是一个普通箭头，表示对象间的通信关系；同步消息指的是表示一个操作调用，其箭头为一个实心的三角形；而异步消息指的是发送者完成消息的发送后，不用等待接收方在接收到此消息后所做的回应，可以直接进行下一条消息或者进入空闲状态，异步消息用一个只有半边的箭头来表示；返回消息表示被调用对象给调用者发挥的返回值，用虚线箭头来表示。

对系统级建模元素进行抽取时，主要抽取综合航空电子系统中系统级的建模元素，如子系统、活动、端口、中断、初始节点、终止节点、汇聚节点等领域实体，并分析这些建模元素的属性以及它们之间的关联关系，如触发关系、调用关系等。

优选地，本实施例中，所述系统级建模元素包括初始节点、终止节点、控制节点、交互活动节点和中断节点。

经过分析，这些建模元素是交互概要图中包括的基本元素。其中，初始节点(Initial Node)表示活动的开始，初始节点没有输入流，只有一个或多个输出流；终止节点包括活动终止节点和流程终止节点，流程终止节点(Flow Final Node)表示子流程的结束，没有输出流，有一个或多个输入流；活动终止节点(Activity Final Node)表示整个活动的结束，和流程终止节点类似，没有输出流，有一个或多个输入流。

控制节点包括决策节点、合并节点、分支节点和汇合节点，决策节点(DecisionNode)用于分支不同的动作流，其中可以用布尔表达式的条件作为不同分支的动作流的判定，决策节点允许一个输入流，两个或多个输出流；合并节点(Merge Node)用于将一个或多个分支节点中分支出来的多个动作流重新联合起来，合并节点允许两个或多个输入流，一个输出流；分支节点(Fork Node)用于将动作流分为两个或多个并发运行的分支，分支节点允许单个输入流，两个或多个输出流；汇合节点(Join Node)用于同步这些动作流并发分支，以达到共同完成一项事务的目的，汇合节点允许多个输入流，一个输出流。

交互活动节点(Interactionuse Node)用于表达综合航空电子系统的某个子系统的活动(activity)，其作用是作为一个时序图的容器，用其所包含的一个或多个时序图来表达子系统的设计细节。从外部特性来看，交互活动节点能够接收外部中断，从而终止子系统的行为，或者在系统的运行过程中向其它子系统发出一个中断。

中断节点(Interrupt Node)用于表达综合航空电子系统可能收到或者发出的各种事件。可以分为输入中断和输出中断。一个中断可以指向一个交互活动节点，表示该中断能够终止某个子系统的执行；中断也可以起源于交互活动节点，表示该子系统在执行过程中能够向其它子系统发送的事件。

步骤102中，由于综合航空电子系统包括多个子系统，在任意一个子系统中都会对应抽取出相应的多个子系统级建模元素，因此根据步骤101中获取到的子系统级建模元素，最终可以在通用建模环境中构建与各个子系统对应的多个时序图元模型。然后，再根据步骤101中获取到的系统级建模元素及前述构建的多个时序图元模型，在通用建模环境中构建交互概要图元模型。

时序图元模型用于描述子系统级建模元素及其属性以及各子系统级建模元素之间的关系，而交互概要图元模型用于描述系统级建模元素及其属性以及各系统级建模元素之间的关系。

优选地，在一种可能的实现方式中，根据子系统级建模元素，在通用建模环境中构建时序图元模型按照如下步骤实现：

1021-1、根据子系统级建模元素，在通用建模环境中分别建立对应的子系统级建模元模型，子系统级建模元模型包括对象元模型、生命线元模型、同步消息元模型、异步消息元模型、返回消息元模型和简单消息元模型。

根据建模需求分析，在通用建模环境中构建时序图元模型时，先根据子系统级建模元素在通用建模环境中分别建立了对应的子系统级建模元模型。该过程共建立了六种基本元素的元模型，分别为对象元模型、生命线元模型、同步消息元模型、异步消息元模型、返回消息元模型和简单消息元模型。

在通用建模环境中使用原子表示这六种基本元素，生命线位于对象的正下方，通过连接对象和连接器使对象和生命线之间建立连接；消息表示对象间的交互行为，主要表现在生命线上面。

1021-2、根据子系统级建模元模型之间的关联关系，在通用建模环境中分别进行关联，建立多个子系统级关联元模型。

时序图元模型中，建模元素之间的关联关系包括对象和生命线的关联，以及生命线和各类消息之间的关联。

具体地，以对象元模型为连接源且以生命线元模型为连接目标进行关联，在通用建模环境中建立一个子系统级关联元模型；以生命线元模型为连接源且以同步消息元模型、异步消息元模型、返回消息元模型和简单消息元模型为连接目标分别进行关联，在通用建模环境中建立多个子系统级关联元模型；以同步消息元模型、异步消息元模型、返回消息元模型和简单消息元模型为连接源且以生命线元模型为连接目标分别进行关联，在通用建模环境中建立多个子系统级关联元模型。

对象和生命线之间的关联元模型，主要通过连接对象和连接器，建立对象和生命线的关联关系。此子系统级关联元模型中，让对象元模型作为连接源，以生命线元模型为连接目标通过Object_to_LifeLine来进行关联。

生命线和消息之间的子系统级关联元模型中，建立了四种消息元素，这四种元素分别和生命线进行关联。具体地，分别通过8种连接对象进行两两相关联，可建立以生命线元模型为连接源，以其余4种消息元模型为连接目标的关联方式。也可建立以4种消息元模型为连接源，以生命线为连接目标的关联方式。这8种关联方式分别为：生命线到同步消息的关联LifeLine_to_SyMessage、同步消息到生命线的关联SyMessage_to_LifeLine、生命线到异步消息的关联LifeLine_to_AsyMessage、异步消息到生命线的关联AsyMessage_to_LifeLine、生命线到返回式消息的关联LifeLine_to_ReMessage、返回式消息到生命线的关联ReMessage_to_LifeLine、生命线到简单消息的关联LifeLine_to_EaMessage以及简单消息到生命线的关联EaMessage_to_LifeLine。

1021-3、根据子系统级建模元模型和子系统级关联元模型，构建时序图元模型。

根据上述步骤得到的子系统级建模元模型和子系统级关联元模型，构建时序图元模型。参照图2所示，图2示例性地示出了一种构建出的时序图元模型。

优选地，在一种可能的实现方式中，根据系统级建模元素以及时序图元模型，在通用建模环境中构建交互概要图元模型按照如下步骤实现：

1022-1、根据系统级建模元素，在通用建模环境中分别建立对应的系统级建模元模型，系统级建模元模型包括初始节点元模型、终止节点元模型、控制节点元模型、交互活动元模型和中断元模型，其中交互活动元模型对应嵌套有多个时序图元模型。

根据建模需求分析，在通用建模环境中构建交互概要图元模型时，分别根据初始节点建立初始节点元模型、根据流程终止节点和活动终止节点建立终止节点元模型以及根据决策节点、合并节点、分支节点和汇合节点建立控制节点元模型，同时还根据交互活动节点建立了交互活动元模型，根据中断节点建立了中断元模型，其中交互活动元模型对应嵌套有多个时序图元模型。

交互概要图中包含了活动的流程次序和交互的时间顺序。将交互概要图看作一个整体模块(IOD)，一个整体模块下包含了初始节点、终止节点、控制节点、交互活动和中断。

根据初始节点建立初始节点元模型时，将初始节点设置为初始节点原子(Init)，一个初始节点可以有一个或多个输出流，流向其他对象或模型。建立初始节点与其他元素间的关联关系，关系Init_To_Final、Init_To_inter、Init_To_Contr分别代表初始节点与终止节点、交互活动和控制节点之间的关系。

交互概要图中有两个终止节点，分别是流程终止节点和活动终止节点。流程终止节点代表子流程的结束，活动终止节点代表整个活动的结束。这两个节点虽然在功能上不同，但其用法相同。根据流程终止节点和活动终止节点建立终止节点元模型时，可将这两个节点设置为两个不同的原子，并且使用一级类对象(FCO)将终止节点(Final)看作抽象类，再使用继承对象(Inheritance)将流程终止节点和活动终止节点相连接。终止节点(Final)继承了流程终止节点和活动中终止节点，对终止节点的操作就是对其子类的操作，简化了其连接关系。参照图3所示，图3示例性地示出了终止节点元模型。

交互概要图中的控制节点包括决策、分叉、合并和汇合四个节点，和终止节点元模型的设计相似，虽然控制的动作流不同，但其用法相同。因此，可将这四个节点设置为四个不同的原子，并且使用一级类对象(FCO)将控制节点(Control)看作抽象类，再使用继承对象(Inheritance)将决策节点、分支节点、合并节点、汇合节点相连接。控制节点(Control)继承了决策节点、分支节点、合并节点和汇合节点，对控制节点的操作就是对其子类的操作，简化了其连接关系。参照图4所示，图4示例性地示出了控制节点元模型。

交互活动节点实则是一个交互的时间顺序，其中嵌套着时序图的发生，将交互活动设置为一个模型(interactionuse)，方便对其内的状态进行单独配置。参照图5所示，图5示例性地示出了交互活动元模型。

中断是CPU对系统发生的某个事件做出的一种反应，它是一个可能在系统生存期中发生的特定类型的事件。当中断(Interrupt)发生在系统中的任何位置时，所有会被这个中断影响的可中断的段立即被停止，然后所有的中断处理程序就会开始其中断操作。中断分为两种，从某个区域向外的箭头表示这个区域会被特定的中断影响，而指向一个区域的箭头则表明这是中断处理程序。因此，设置区域原子表示某个特定区域，建立中断与区域原子间的关系，关系Interrupt_To_area表示指向区域关系，area_To_interrupt表示特定区域向外关系，模块内关系和原子必须指向中断模块。参照图6所示，图6示例性地示出了中断元模型。

1022-3、根据系统级建模元模型之间的关联关系，在通用建模环境中分别进行关联，建立多个系统级关联元模型。

终止节点元模型包含流程终止节点元模型和活动终止节点元模型，将终止节点元模型作为一个引用，直接引用已经设置好的元模型。在交互概要图中，终止节点元模型可以接受从其他对象和模型流入发一个或多个输入流。使用connection和connector建立终止节点元模型与其他元模型间的关联关系，关系Init_To_Final，Inter_To_Final，Contr_To_Final分别代表初始节点元模型、交互活动元模型、控制节点元模型与终止节点元模型之间的关系。

一个交互活动元模型实则是一个交互的时间顺序，其中嵌套着时序图的发生。中断发生在交互活动元模型里，将中断设置为交互活动元模型的一个端口并指向交互活动元模型，交互活动元模型通过触发端口执行中断；将时序图设置为一个引用，指向交互活动元模型，表明时序图与交互活动元模型的嵌套关系。设置关系inter_To_inter表明交互活动元模型的自调用关系。

控制节点元模型作为引用直接引用已经设置好的元模型。控制节点元模型的控制流控制着整个交互概要图的交互顺序，关系Init_To_Contr，contr_To_Final分别代表初始节点元模型到控制节点元模型和控制节点元模型到终止节点元模型的关系。交互活动元模型和控制节点元模型产生双向关系即控制节点元模型可流向交互活动元模型，交互活动元模型也可流向控制节点元模型，分别用关系contr_To_intera和intera_To_contr表示。其中关系contr_To_contr定义了控制节点元模型内部元素之间的相互关系。

根据上述关联方式，依次建立多个系统级关联元模型。

一个交互概要模块(IOD)包含了图中所有对象、模块、对象与模块、对象与对象、模块与模块之间的关系。因此，元模型中所设置的原子、模块以及之间的关联关系(connection)都必须指向交互概要模块，以表明之间的附属关系。

1022-3、根据系统级建模元模型和系统级关联元模型，构建交互概要图元模型。

根据上述步骤得到的系统级建模元模型和系统级关联元模型，构建交互概要图元模型。参照图7所示，图7示例性地示出了一种构建出的交互概要图元模型。

步骤103中，在通用建模环境中，使用模型解释器解析时序图元模型，生成XMP格式的文件，重新创建一个工程，选择添加这个生成的XMP格式的文件，之后再选择创建新文件，然后添加此元模型的模块，最终生成适用于综合航空电子系统软件领域的时序图建模环境。参照图8所示，图8示例性地示出了一种时序图建模环境。

在通用建模环境中，使用模型解释器解析交互概要图元模型，生成XMP格式的文件，重新创建一个工程，选择添加这个生成的XMP格式的文件，之后再选择创建新文件，然后添加此元模型的模块，最终生成适用于综合航空电子系统软件领域的交互概要图建模环境。参照图9所示，图9示例性地示出了一种交互概要图建模环境。

时序图建模环境提供了综合航空电子系统的子系统内部的组件交互建模的各种元素，而交互概要图建模环境给出了综合航空电子系统的子系统之间的交互建模元素。

进一步优选地，该方法还包括如下步骤：

104、根据时序图建模环境，搭建综合航空电子系统软件领域的时序图模型；根据交互概要图建模环境，搭建综合航空电子系统软件领域的交互概要图模型；

105、根据时序图模型和交互概要图模型，对时序图建模环境和交互概要图建模环境进行验证。

为验证本发明构建的建模环境的实用性，分别使用所构建的建模环境搭建一个典型的航空电子系统应用软件的时序图模型和交互概要图模型，并分别对时序图建模环境和交互概要图建模环境进行验证。

参照图10和图11所示，图10示例性地示出了搭建的一种交互概要图模型，而图11则示出了图10中的一个交互活动元模型所对应的时序图模型。

综上所述，本发明实施例提供的动态交互建模工具的实现方法，使用通用建模环境建立综合航空电子系统软件的元模型，并使用这些元模型生成综合航空电子软件领域的建模环境，包括时序图建模环境和交互概要图建模环境，从而开发人员可使用这些建模环境快速搭建综合航空电子系统的软件模型。经测试，该建模环境可以满足综合航空电子系统的多个子系统之间的交互与协作建模的需求，并且搭建的软件模型可以进一步被转换为其他的数学模型，从而支持设计时的验证。

同时，本发明设计和开发效率高，可移植性和可维护性均较好。

需要说明的是，对于上述方法的实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明所必须的。

参照图12所示，基于同一发明构思，本发明实施例提供一种动态交互建模工具的实现装置，该装置主要包括：

建模元素获取单元1201，用于获取综合航空电子系统软件领域的至少一个建模元素及其属性以及各所述建模元素之间的关系，所述建模元素包括子系统级建模元素和系统级建模元素；

元模型构建单元1202，用于根据所述子系统级建模元素，在通用建模环境中构建时序图元模型；并根据所述系统级建模元素以及所述时序图元模型，在通用建模环境中构建交互概要图元模型；

建模环境生成单元1203，用于对所述时序图元模型和所述交互概要图元模型进行解析，在通用建模环境中生成适用于综合航空电子系统软件领域的时序图建模环境和交互概要图建模环境。

优选地，所述子系统级建模元素包括对象、生命线、同步消息、异步消息、返回消息和简单消息。

优选地，所述元模型构建单元1202具体用于：

根据所述子系统级建模元素，在通用建模环境中分别建立对应的子系统级建模元模型，所述子系统级建模元模型包括对象元模型、生命线元模型、同步消息元模型、异步消息元模型、返回消息元模型和简单消息元模型；

根据所述子系统级建模元模型之间的关联关系，在通用建模环境中分别进行关联，建立多个子系统级关联元模型；

根据所述子系统级建模元模型和所述子系统级关联元模型，构建时序图元模型。

优选地，所述元模型构建单元1202还具体用于：

以所述对象元模型为连接源且以所述生命线元模型为连接目标进行关联，在通用建模环境中建立一个子系统级关联元模型；

以所述生命线元模型为连接源且以所述同步消息元模型、所述异步消息元模型、所述返回消息元模型和所述简单消息元模型为连接目标分别进行关联，在通用建模环境中建立多个子系统级关联元模型；

以所述同步消息元模型、所述异步消息元模型、所述返回消息元模型和所述简单消息元模型为连接源且以所述生命线元模型为连接目标分别进行关联，在通用建模环境中建立多个子系统级关联元模型。

优选地，所述系统级建模元素包括初始节点、终止节点、控制节点、交互活动节点和中断节点。

优选地，所述元模型构建单元1202还具体用于：

根据所述系统级建模元素，在通用建模环境中分别建立对应的系统级建模元模型，所述系统级建模元模型包括初始节点元模型、终止节点元模型、控制节点元模型、交互活动元模型和中断元模型，其中所述交互活动元模型对应嵌套有多个时序图元模型；

根据所述系统级建模元模型之间的关联关系，在通用建模环境中分别进行关联，建立多个系统级关联元模型；

根据所述系统级建模元模型和所述系统级关联元模型，构建交互概要图元模型。

优选地，还包括建模环境验证单元1204，具体用于：

根据所述时序图建模环境，搭建综合航空电子系统软件领域的时序图模型；根据所述交互概要图建模环境，搭建综合航空电子系统软件领域的交互概要图模型；

根据所述时序图模型和所述交互概要图模型，对所述时序图建模环境和所述交互概要图建模环境进行验证。

综上所述，本发明实施例提供的动态交互建模工具的实现装置，使用通用建模环境建立综合航空电子系统软件的元模型，并使用这些元模型生成综合航空电子软件领域的建模环境，包括时序图建模环境和交互概要图建模环境，从而开发人员可使用这些建模环境快速搭建综合航空电子系统的软件模型。经测试，该建模环境可以满足综合航空电子系统的多个子系统之间的交互与协作建模的需求，并且搭建的软件模型可以进一步被转换为其他的数学模型，从而支持设计时的验证。

同时，本发明设计和开发效率高，可移植性和可维护性均较好。

需要说明的是，本发明实施例提供的动态交互建模工具的实现装置与前述实施例所述的动态交互建模工具的实现方法属于相同的技术构思，其具体实施过程可参照前述实施例中对方法步骤的说明，在此不再赘述。

应当理解，以上一种动态交互建模工具的实现装置包括的单元仅为根据该装置实现的功能进行的逻辑划分，实际应用中，可以进行上述单元的叠加或拆分。并且该实施例提供的一种动态交互建模工具的实现装置所实现的功能与上述实施例提供的一种动态交互建模工具的实现方法一一对应，对于该装置所实现的更为详细的处理流程，在上述方法实施例中已做详细描述，此处不再详细描述。

参照图13所示，基于同一发明构思，本发明实施例提供一种计算设备，该计算设备主要包括处理器1301和存储器1302，其中存储器1302内存储有执行指令。该处理器1301读取存储器1302内的执行指令用于执行上述动态交互建模工具的实现方法任一个实施例中所述的步骤。或者，该处理器1301读取存储器1302内的执行指令用于实现上述动态交互建模工具的实现装置任一个实施例中各单元的功能。

图13为本发明实施例提供的计算设备的一种结构示意图，如图13所示，该计算设备包括处理器1301、存储器1302和收发器1303；其中，处理器1301、存储器1302和收发器1303通过总线1304相互连接。

存储器1302用于存储程序；具体地，程序可以包括程序代码，程序代码包括计算机操作指令。存储器1302可以包括易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(random-access memory，简称RAM)；存储器1302也可以包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如快闪存储器(flash memory)，硬盘(hard disk drive，简称HDD)或固态硬盘(solid-state drive，简称SSD)；存储器1302还可以包括上述种类的存储器的组合。

存储器1302存储了如下的元素，可执行模块或者数据结构，或者它们的子集，或者它们的扩展集：

操作指令：包括各种操作指令，用于实现各种操作。

操作系统：包括各种系统程序，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。

总线1304可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图13中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

处理器1301可以是中央处理器(central processing unit，简称CPU)，网络处理器(network processor，简称NP)或者CPU和NP的组合。还可以是硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application-specific integrated circuit，简称ASIC)，可编程逻辑器件(programmable logic device，简称PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device，简称CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(fieldprogrammable gate array，简称FPGA)，通用阵列逻辑(generic array logic，简称GAL)或其任意组合。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，包含计算机执行指令，所述计算机执行指令被用于执行上述动态交互建模工具的实现方法任一个实施例中所述的步骤。或者，所述计算机执行指令被用于执行上述动态交互建模工具的实现装置实施例中各单元的功能。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动态交互建模工具的实现方法，其特征在于，包括：

获取综合航空电子系统软件领域的至少一个建模元素及其属性以及各所述建模元素之间的关系，所述建模元素包括子系统级建模元素和系统级建模元素；

根据所述子系统级建模元素，在通用建模环境中构建时序图元模型；根据所述系统级建模元素以及所述时序图元模型，在通用建模环境中构建交互概要图元模型；

对所述时序图元模型和所述交互概要图元模型进行解析，在通用建模环境中生成适用于综合航空电子系统软件领域的时序图建模环境和交互概要图建模环境。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述子系统级建模元素包括对象、生命线、同步消息、异步消息、返回消息和简单消息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述子系统级建模元素，在通用建模环境中构建时序图元模型包括：

根据所述子系统级建模元素，在通用建模环境中分别建立对应的子系统级建模元模型，所述子系统级建模元模型包括对象元模型、生命线元模型、同步消息元模型、异步消息元模型、返回消息元模型和简单消息元模型；

根据所述子系统级建模元模型之间的关联关系，在通用建模环境中分别进行关联，建立多个子系统级关联元模型；

根据所述子系统级建模元模型和所述子系统级关联元模型，构建时序图元模型。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述子系统级建模元模型之间的关联关系，在通用建模环境中分别进行关联，建立多个子系统级关联元模型包括：

以所述对象元模型为连接源且以所述生命线元模型为连接目标进行关联，在通用建模环境中建立一个子系统级关联元模型；

以所述生命线元模型为连接源且以所述同步消息元模型、所述异步消息元模型、所述返回消息元模型和所述简单消息元模型为连接目标分别进行关联，在通用建模环境中建立多个子系统级关联元模型；

以所述同步消息元模型、所述异步消息元模型、所述返回消息元模型和所述简单消息元模型为连接源且以所述生命线元模型为连接目标分别进行关联，在通用建模环境中建立多个子系统级关联元模型。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统级建模元素包括初始节点、终止节点、控制节点、交互活动节点和中断节点。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述系统级建模元素以及所述时序图元模型，在通用建模环境中构建交互概要图元模型包括：

根据所述系统级建模元素，在通用建模环境中分别建立对应的系统级建模元模型，所述系统级建模元模型包括初始节点元模型、终止节点元模型、控制节点元模型、交互活动元模型和中断元模型，其中所述交互活动元模型对应嵌套有多个时序图元模型；

根据所述系统级建模元模型之间的关联关系，在通用建模环境中分别进行关联，建立多个系统级关联元模型；

根据所述系统级建模元模型和所述系统级关联元模型，构建交互概要图元模型。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

根据所述时序图建模环境，搭建综合航空电子系统软件领域的时序图模型；根据所述交互概要图建模环境，搭建综合航空电子系统软件领域的交互概要图模型；

根据所述时序图模型和所述交互概要图模型，对所述时序图建模环境和所述交互概要图建模环境进行验证。

8.一种动态交互建模工具的实现装置，其特征在于，包括：

建模元素获取单元，用于获取综合航空电子系统软件领域的至少一个建模元素及其属性以及各所述建模元素之间的关系，所述建模元素包括子系统级建模元素和系统级建模元素；

元模型构建单元，用于根据所述子系统级建模元素，在通用建模环境中构建时序图元模型；并根据所述系统级建模元素以及所述时序图元模型，在通用建模环境中构建交互概要图元模型；

建模环境生成单元，用于对所述时序图元模型和所述交互概要图元模型进行解析，在通用建模环境中生成适用于综合航空电子系统软件领域的时序图建模环境和交互概要图建模环境。

9.一种计算设备，其特征在于，包括处理器和存储器，其中存储器内存储有执行指令，处理器读取存储器内的执行指令用于执行如权利要求1～7中任一项所述的动态交互建模工具的实现方法中的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包含计算机执行指令，所述计算机执行指令被用于执行如权利要求1～7中任一项所述的动态交互建模工具的实现方法中的步骤。

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