Formal specification and refinement of a safe train control function

Motivated by the design and development challenges of the BART case study, an approach for developing and analyzing a formal model for reactive systems is presented. The approach makes use of a domain specific language for specifying control algorithms able to satisfy competing properties such as safety and optimality. The domain language, called SPC, offers several key abstractions such as the state, the profile, and the constraint to facilitate problem specification. Using a high-level program transformation system such as HATS being developed at the University of Nebraska at Omaha, specifications in this modelling language can be transformed to ML code. The resulting executable specification can be further refined by applying generic transformations to the abstractions provided by the domain language. Problem dependent transformations utilizing the domain specific knowledge and properties may also be applied. The result is a significantly more efficient implementation which can be used for simulation and gaining deeper insight into design decisions and various control policies. The correctness of transformations can be established using a rewrite-rule based induction theorem prover Rewrite Rule Laboratory developed at the University of New Mexico.

combining cfg and recursive functions to get a new language

We propose a new functional programming language(FPL) which differs in some aspects from most well known FPLs[l].We descrihc the prohlmm domain,the language,explain why we need it.

on string languages generated by spiking neural p systems

We continue the study of spiking neural P systems by considering these computing devices as binary string generators: the set of spike trains of halting computations of a given system constitutes the language generated by that system. Although the "direct" generative capacity of spiking neural P systems is rather restricted (some very simple languages cannot be generated in this framework), regular languages are inverse-morphic images of languages of finite spiking neural P systems, and recursively enumerable languages are projections of inverse-morphic images of languages generated by spiking neural P systems.

一种用户主导的面向领域应用软件开发新方法

提出一种应用软件开发的新方法 ,称为“用户工程”.这是一种基于构件化软件系统结构的用户主导的面向领域的应用软件开发方法 ,强调用户在应用软件开发中的主导作用 ,试图将应用软件的开发过程变成用户详细定义过程 ,而不仅仅是传统的编程过程 .它为越来越多的应用软件开发需求提供了可能有效的一个途径

A shortest path algorithm for moving objects in spatial network databases

One of the most important kinds of queries in Spatial Network Databases (SNDB) to support location-based services (LBS) is the shortest path query. Given an object in a network, e.g. a location of a car on a road network, and a set of objects of interests, e.g. hotels,gas station, and car, the shortest path query returns the shortest path from the query object to interested objects. The studies of shortest path query have two kinds of ways, online processing and preprocessing. The studies of preprocessing suppose that the interest objects are static. This paper proposes a shortest path algorithm with a set of index structures to support the situation of moving objects. This algorithm can transform a dynamic problem to a static problem. In this paper we focus on road networks. However, our algorithms do not use any domain specific information, and therefore can be applied to any network. This algorithm’s complexity is O(klog2 i), and traditional Dijkstra’s complexity is O((i + k)2).

用户主导的面向领域的需求分析方法

如何认识和了解用户并最终让用户在适当的工具和环境的帮助引导下直接参与到需求分析活动中，可能正是解决软件生产过程中一系列问题的突破口。用户可视为对象、角色或智能体，充分发挥其能动性，对于软件需求的正确性、一致性和完整性大有裨益；同时，把软件专业人员从繁琐的需求分析活动中解放出来，可大大缩短软件的开发周期。

同步数据流模型调度序列的空间优化

提出了一种嵌入式DSP系统的存储优化方法。该方法基于同步数据流模型SDF(Synchronous Data Flow)。针对其他优化算法不适用于存在反馈环的同步数据流模型的问题,该方法为反馈环的空间优化设计实现了启发式的调度算法,并提出了将SAS(Single Appearance Schedules)和Non-SAS类型调度序列相结合的层次化的空间优化方案,为同步数据流模型调度序列的空间优化提供一个通用的解决方案。实验结果证实了该方案的有效性。

特定领域的数据参考模型建模方法研究

针对领域内数据实体变化频繁,复用性低的问题,提出了特定领域数据参考模型的概念,它基于概念模型的形式,对领域内的通用数据模型进行说明和描述,成为领域内应用系统数据建模的基础.给出了领域数据参考模型的体系架构,它对整个模型进行了纵横向的划分以便作为不同程度的复用的基础.在概念模型构建时,提出了数据模型构建步骤,并引入了"维度","维度层次"和"事实"3个数据仓库中的概念,扩充了ER图中的属性定义,为构建稳定可复用的领域实体提供了有效的途径.

VarBIFT:指令级的变量冗余容错检测技术

为了解决空间辐射对嵌入式计算机系统正确性的影响越来越明显的问题,基于典型的编译级容错技术,在编译器LCC上实现了基于有向无环图的编译级容错检测方法VarBIFT。该方法可以有效的保护由于粒子效应所引起的瞬时硬件故障,并可针对不同的目标机自动生成容错代码。实验结果表明,VarBIFT使源程序的平均段错误率从32.3%降到了13.9%,平均错误输出率从28.6%降到了9.2%;而其时间开销和空间开销仅为0.7%和36%。

ARM嵌入式系统在纳米操作系统中的应用研究

近年来，随着微纳米科技的迅速发展，机电产品有望向更微观化、高性能化发展，这将促进材料、制造、电子、生物医学、信息等领域新的科学技术出现，在新的科学技术层次上为可持续发展的理论提供物质和技术保障。微纳米科技最终目标是研究和发现微纳尺度物质所具有的新颖的物理、化学和生物学现象与特性。并以此为基础来设计、制作、组装成新的材料、组件或系统，实现与之相应的特定功能，促进新的科学技术发展与变革，这无疑具有十分重要的科学意义和经济价值。而实现这个目标的使能技术便是微纳米尺度下观测、操作和装配的科学方法与相关的技术和装备，因此开展微纳米操作研究具有特别重要的意义。微纳米操作是微纳米制造科学技术的重要内容之一，使用探针模式的机器人化微纳操作方法，实现在微纳米尺度物体的可控操作，对促进我国微纳米科学技术发展具有特别重要的意义。 目前已有的基于探针的纳米技术装置如SPM (Scanning Probe Microscope)是基于探针模式的纳米观测基本装置。在此基础上研究发展的基于探针的纳米操作已成为纳米科技研究的新领域，是目前世界上各国正在大力开发的前沿研究课题。但目前市场上的SPM等纳米观测设备缺乏驱动控制与信息交互功能和开放界面，限制了用户在此基础上开发纳米操作、装配等功能的能力，因而研究具有信息交互能力的、可进行在线操作控制与宏-微-纳观信息交互的纳米操作监控系统，进而发展成具有自动化/机器人化功能的纳米作业系统队纳米科学技术发展、纳米制造的实现无疑具有重要意义。本论文的科研内容是以面向纳米制造的机器人化系统为研究背景，在自主技术的基础上，开展应用ARM嵌入式系统构成纳米作业系统的实时控制器研究。实时多任务的操作控制系统是纳米作业系统的核心技术，可以实时进行基于探针的传感信息采集、状态反馈控制、形貌观测数据生成、作业运动轨迹生成、位置反馈控制等功能的数据处理与实现。本论文重点介绍以SAMSUNG公司的ARM9处理器芯片S3C2410为嵌入式控制器系统的核心，在移植嵌入式Linux作为操作系统的基础上，开发具有实时数据采集与控制指令、通信功能的人机交互界面。基于ARM的实时控制器的研究为探针模式的纳米观测与操作系统开发提供了关键技术，可以提供开放的AFM系统，促进操作型纳米系统的研究与实现，可以保证纳米观测与操作控制的实时性，可以为纳米作业控制方法提供方便的编程、开发功能。本论文主要研究了面向纳米作业的基于ARM嵌入式实时控制器硬件结构及软件系统的研究与开发过程。首先介绍嵌入式系统的基本概念和特点；其次介绍基于SPM模式的纳米操作系统性能与技术特点；第三，根据纳米作业系统的技术功能要求，详细介绍了具有实时多任务管理功能的硬件系统的设计，重点解决核心板和扩展板各部分功能模块的设计；第四，详细介绍了嵌入式Linux操作系统下的应用程序开发模式及开发过程；最后，详细介绍了嵌入式Linux操作系统下的应用程序开发，主要工作是完成SPM纳米操作系统中的ARM开发平台的功能接口模块的调试及Linux系统下多线程技术在本系统中的应用。本次毕业设计已完成ARM开发平台在整个SPM纳米操作系统中要实现的各个功能模块，结合SPM纳米操作系统的实时性问题，进行了ARM开发平台的系统软件架构分析和利用多线程技术的以太网通信实验，在一定程度上提高了纳米操作系统中的实时性和成像质量。

jλ变换与离散振荡指标Md在海洋机器人控制系统动态综合中的应用

本文给出由连续系统的S域,到离散领域?的转换的通式。并给出了离散传递函数W(?)的基本属性、离散振荡指标Md的基本概念、?变换的稳定判据、二阶无静差数字随动系统的动态综合、Md综合在海洋机器人航向控制中的应用。