Llenguage de Sistemes Universal

Universal Systems Language ( USL ) és un llenguage de modelació i método formal per a l'especificació i disseny de software i atres sistemes complexos. Va ser dissenyat per Margaret Hamilton basat en les seues experiències escrivint software de vol per al programa Apolo. El llenguage és implementat a través del software 001 Tool Suite per Hamilton Technologies, Inc. USL va evolucionar de 001AXES, que a la seua volta va evolucionar de AXES, tots els quals es basen en els axioma de control d'Hamilton. El software 001 Tool Suite utilisa el concepte preventiu de "Development Before The Fact" (DBTF Desenroll abans del fet) per al seu procés de desenroll del cicle de vida. DBTF elimina els errors lo abans possible durant el procés de desenroll, eliminant la necessitat de buscar errors despuix del fet.

Filosofia

USL va ser inspirat per en el reconeiximent de patrons o categories d'errors d'Hamilton, durant desenroll de software de l'Apolo. Errors en els interfaços i llímits de subsistema que varen ser contats entre la majoria d'errors i era a sovint el més sotil i més difícil de trobar. Cada error d'interfaç es va colocar a una categoria identificant el seu significat per a ser previngut a manera de definició de sistema. Este procés va dirigir a un conjunt de sis axioma, formant la base per a una teoria llògica constructiva matemàtica de control per a dissenyar sistemes que eliminaria classes sanceres d'errors just de la manera que un sistema és definit.

Certes garanties d'exactitut estan introduïdes en la gramàtica de USL. En contrast a aproximacions reactives per a programar verificació, provant per a errors tarde al cicle de vida, el desenroll de la filosofia de USL desenroll-abans del-fet és preventiva, no deixant errors al principi. Una definició USL modela tant la seua aplicació (per eixemple, aviónica o sistema bancari) i propietats de control al seu cicle de vida propi. Proporcionant un marc matemàtic dins de tals objectes, les seues interaccions, i les seues relacions poden ser capturades, USL – un metallenguage – té "metamecanismos" per a definir sistemes. La filosofia de USL és que tots els objectes són recursivamente reutilisables i fiables; els sistemes fiables estan definits en térmens de sistemes fiables; solament els sistemes fiables són utilisats com a blocs de construcció; i solament els sistemes fiables són utilisats com a mecanismes per a integrar estos blocs de construcció per a formar un sistema nou. Els dissenyadors llavors poden utilisar el sistema nou, junt en els primers, per a definir (i construir) sistemes més comprensibles i fiables. Si un sistema és fiable, tots els objectes en tots els seus nivells i les capes són fiables.

USL Està considerat per alguns usuaris quan més amigable a l'usuari que atres sistemes formals. No és només un formalisme per a software, pero també definix ontologia per a elements comuns de dominis de problema, com a espai físic i cronometraje d'events.

Formalisme per a una teoria de control

Un formalisme de filosofia de sistemes per a representar la llògica del control de sistemes, USL està basat en un conjunt de axioma d'una teoria de control de sistemes general en regles formals per a la seua aplicació. En la base de cada sistema USL esta és un conjunt de sis axioma i la suposició d'un conjunt universal d'objectes. Els axioma proporcionen la base formal per a una "jerarquia" USL – referida com a mapa, el qual és un arbre de control que s'estén a rets de relacions entre objectes. Regles explícites per a definir un mapa ha segut derivat dels axioma, a on – entre atres coses – estructura, comportament, i la seua integració està capturada. Cada axioma definix una relació de dominació immediata d'un pare sobre els seus chiquets. L'unió d'estes relacions és control. Entre atres coses, els axioma establixen les relacions d'un objecte per a invocació en temps i espai, entrada i eixida (domini i codominio), drets d'accés d'entrades i drets d'accés d'eixides (drets d'accés domini i drets d'accés de codominio), detecció d'error i recuperació, i ordenant durant els seus estats de desenroll i operacional. Cada sistema finalment pot ser definit en térmens de tres estructures de control primitiu, cada cual està derivat dels sis axioma – resultants en una semàntica universal per a definir sistemes.

Totes les representacions d'un sistema es definixen en térmens d'un mapa de funcions (FMap) i un mapa de tipos (TMap). En USL, totes les funcions en un sistema i les seues relacions es definixen en un conjunt de FMaps. De la mateixa manera, tots els tipos en un sistema i les seues relacions es definixen en un conjunt de TMaps. FMaps representa el món dinàmic d'acció (fer) en capturar característiques funcionals i temporals (inclosa la prioritat). TMaps representa el món estàtic (del ser) dels objectes en capturar característiques espacials, per eixemple, la contenció d'un objecte per un atre o les relacions entre ubicacions d'objectes en l'espai. FMaps estan inherentemente integrats en TMaps. Tres estructures primitives universals derivades del conjunt de axioma i estructures no primitives derivades en última instància en térmens de les estructures primitives especifiquen cada mapa. Les estructures primitives són universals en el sentit de que poden usar-se per a derivar noves estructures, funcions o tipos universals abstractes. El procés de derivar nous objectes (és dir, estructures, tipos i funcions) és equivalent al procés de derivar nous tipos en una teoria de tipos constructiva. Les funcions primitives, corresponents a operacions primitives en tipos definits en un TMap, residixen en els nodos inferiors d'un FMap. Els tipos primitius, cada u definit pel seu propi conjunt de axioma, residixen en els nodos inferiors d'un TMap. Cada funció primitiva (o tipo) pot realisar-se com un nodo superior d'un mapa en una capa inferior (més concreta) del sistema. Resident en cada nodo d'un mapa és el mateix tipo d'objecte (per eixemple, una funció en cada nodo d'un FMap i un tipo en un TMap). L'objecte en cada nodo juga múltiples rols; per eixemple, l'objecte pot servir com a pare (en control dels seus fills) o fill (sent controlat pel seu pare). Mentres que cada funció en un FMap té un mapage d'entrada a eixida (domini a codominio), cada tipo en un TMap té una relació entre el seu domini i codominio. Una estructura relaciona cada pare i els seus fills d'acort en el conjunt de regles derivades dels axioma de control. Una estructura primitiva proporciona una relació de la forma més primitiva (gra més fi) de control. Tots els mapes es definixen en última instància en térmens de les estructures primitives i, per lo tant, es rigen per les regles associades en cada estructura: un pare controla als seus fills per a que tinguen una relació depenent (Join), independent (Incloure) o de presa de decisions (Or).

Figura. 1 Les tres estructures de control primitiu i les seues regles formen una base universal per a construir mapes en els àmbits de temps i espai com FMaps i TMaps

Qualsevol sistema pot definir-se completament usant solament estructures primitives, pero les estructures menys primitives definides i derivades de les estructures primitives, i per lo tant governades pels axioma de control, acceleren la definició i comprensió d'un sistema. L'estructura definida, una forma de reutilisació tipo plantilla, proporciona un mecanisme per a definir un mapa sense definir explícitament alguns dels seus elements. Una estructura FMap té marcadors de posició per a funcions variables; una estructura TMap té marcadors de posició per a tipos variables; Una estructura universal té marcadors de posició per a funcions o tipos. Async és un eixemple d'una estructura FMap de comunicació distribuïda i en temps real en comportament asíncrono i sincrónico. Un eixemple d'una estructura TMap és TreeOf, una colecció del mateix tipo d'objectes ordenats utilisant un sistema d'indexación d'arbre. Cada estructura TMap assumix el seu propi conjunt de possibles relacions per als seus tipos pare i fill. Els tipos abstractes descomposts en la mateixa estructura TMap hereten les mateixes operacions primitives i, per lo tant, el mateix comportament (cada u dels quals està disponible per a FMaps que tenen accés a membres de cada u dels seus tipos TMap).

Vore també

• Filosofia de Sistemes
• IDEF
• Modele Arquitectura Conduïda
• SysML
• Metodologia de Procés de l'objecte