6讲(下)+电梯控制系统案例研究.ppt

第六讲 案例分析（下） 主讲: 黎忠文 目 录 6.2 电梯控制系统案例研究 6.2.1 概述 6.2.2 开发环境和行为模型 6.2.3 将系统构造成多个任务 6.2.4 将系统构造成多个模块 6.2.5 集成任务与模块视图 6.2.6 开发基于Ada的构架设计 6.2.7 分布式电梯控制系统 6.2.8 非分布式电梯控制系统的性能分析 6.2.9 分布式电梯控制系统的性能分析 6.2.1 概述 这个案例由一个可以控制多部电梯的电梯控制系统组成。系统需要对电梯进行调度，以便对不同楼层的乘客所发出的请求做出响应，并控制楼层之间电梯的运动。案例中提供了两种设计方案，并对他们的性能进行分析。 6.2.2 开发环境和行为模型 6.2.2.1 开发系统环境图 图6-36显示为系统环境图，并显示出了与系统连接的外部实体。 6.2.2 开发环境和行为模型 I/O设备的硬件特征是：电梯按钮、楼层按钮和楼层到达传感器都是异步的；也就是说，当从其中任意一个设备中接受到输入时，就会出现一个中断。其他的I/O设备都是被动的。 6.2.2 开发环境和行为模型 6.2.2.2 将系统分解为多个子系统 将系统分解为子系统要依据子系统所提供服务的特点而定。在对问题进行分析之后表明，系统可以分解为3个相对的独立的松散耦合子系统。这些子系统分别为【电梯】子系统，【楼层】子系统和【调度器】子系统。电梯子系统是一种实时控制子系统，而楼层子系统是一个数据采集子系统。这两个子系统都是集中对象。 6.2.2 开发环境和行为模型 电梯系统分解为3个子系统的过程，显示在图6-37中的顶级数据流/控制流图中。有3个数据转换与这3个主要的子系统相对应。 6.2.2 开发环境和行为模型 6.2.2.3 电梯子系统的分解 状态转换图——每个电梯都对应一个状态转换图，图中显示出该电梯的所有状态和转换（图6-38）。状态转换图要由一个控制对象来执行，即【电梯控制】对象。 6.2.2 开发环境和行为模型 电梯集中对象——电梯子系统是一个集中对象。每个电梯集中对象是由多个设备I/O对象组成。在图6-39中的数据流/控制流图中对电梯子系统进行了分解。 6.2.2 开发环境和行为模型 在图6-39中现实的对象中有一个集中对象——【电梯控制和管理】对象，这个对象在图6-40中进行了进一步的分解。 6.2.2 开发环境和行为模型 行为分析——现在考虑这个子系统的行为方面；尤其是要考虑【电梯控制】对象交互问题，以及在状态转换图中所定义的与该对象交互的对象和功能。 6.2.2.4 楼层子系统的分解 楼层子系统是一个集中对象。在图6-41中的数据流/控制流图中显示了对楼层子系统的分解过程。 6.2.3 将系统构造成多个任务 首先来考虑将电梯控制系统映射到单CPU或者紧密耦合多处理器环境中的情况（具有共享内存）。 这种方案的关键方面是电梯状态和计划数据存储可以由所有的电梯和调度器来访问，因此就需要使用集中式的数据区。他不适用于松散耦合的分布式系统，因为这种系统中没有共享内存。 如果需要将系统构造成多个任务，则必须分析数据流/控制流图上所有的叶级数据和控制转换，并应用任务结构化标准。这样就会依次对每个数据流/控制流图进行分析。 考虑单电梯控制系统和多电梯控制系统两种情况。 6.2.3 将系统构造成多个任务 6.2.3.1 确定电梯子系统设备I/O任务 我们来看图6-37中数据流/控制流图。首先从设备I/O对象开始。根据异步设备输入任务结构化标准，电梯按钮要构造成一个单独的任务即监视电梯按钮（图6-42） 6.2.3 将系统构造成多个任务 6.2.3.2 确定电梯子系统内部任务 我们来看图6-39中的电梯控制状态转换图。这也是一种控制对象的情况 ，它是使用状态转换图来表示的。在分析和建模的过程中，实际电梯实体的控制方面要对应于一个控制对象，即【电梯控制】对象。 对于单电梯的情况，电梯子系统要构成4个任务，即【监视电梯按钮】、【监视到达传感器】、【电梯管理器】和【电梯控制器】任务。如图6-42中的任务构架图所示。图6-43中的任务构架图显示了使用多个电梯的情况。 6.2.3 将系统构造成多个任务 6.2.3 将系统构造成多个任务 6.2.3.3 确定楼层子系统任务 楼层子系统要进行如下构造。根据异步设备I/O和任务反向任务结构化标准，楼层按钮要构造成一个单独的任务，即监视楼层按钮任务。该任务要由一个中断来激活，并对中断进行处理，然后发送服务请求，这样就可以处理