Стандартизация методов описания и спецификации ТКС

Необходимость стандартизации в электросвязи была осознана еще в 1865 г., когда был основан Международный союз электросвязи -МСЭ (в книге используется и английская аббревиатура этой междуна­родной организации - ITU - International Telecommunications Union). В настоящее время ITU является агентством Организации Объединенных Наций и состоит из трех секторов: сектора стандартизации электросвязи (ITU-T), сектора радиосвязи и сектора развития телекоммуникаций.

Проблеме спецификации требований к проектируемым системам связи более тридцати лет. Из всего многообразия языков на сегодняшний день можно выделить SDL, MSC, ASN1, TTCN и UML (последний как универсальный ориентирован на процесс проектирова­ния сложных программных систем и может быть использован на системотехническом уровне над архитектурой SDL).

В таблице 1 приведены основные характеристики перечисленных языков.

Этот перечень может быть дополнен языком IDL (Interface Definition Language), разрабатываемым OMG (Object Management Group) и ISO, языком ODL (Object Definition Language) из TINA-C, который является расширением IDL и поддерживает современные концепции объектов с разнообразными интерфейсами, групповых объектов, потоковых интерфейсов и описаний QoS (Quality of Service).

Математические основы для упомянутых в данной главе стандартных средств спецификаций и описаний телекоммуникационных систем составляют следующие общие модели из теории конечных автоматов (расширенных конечных автоматов, машин сообщений), сетей Петри, алгебраических моделей абстрактных типов, теории множеств, логики предикатов, временной логики и др.

ASN.1 (Abstract Syntax Notation 1). предназначен в основном для спецификации данных и является признанным стандартом для описания данных в протоколах ISO, строящихся в соответствии с моделью взаимодействия открытых систем (ВОС, или OSI согласно английской аббревиатуре) и рекомендаций ITU-T серии X.

ASN. 1 состоит из двух частей: описания композиционных типов данных и преобразования этих данных в битовые потоки для передачи (правила кодирования/декодирования).

Характеристики языков описаний, моделирования и спецификаций Таблица 1

Определение языка	Назназначение языка	Базовый аппарат	Область применения
SDL(Specification and Description Language) язык описаний и спецификаций	Описание систем и процессов их функционирования в рамках многоуровневой архитектуры вплоть до конкретных процедур процесса	Многоуровневая архитектура взаимодействия. Теория конечных автоматов	Возможность описания и спецификации процедур процесса. Разработка логических моделей протоколов
MSC(Message Sequence Chart) язык определения временных последовательностей взаимодействия	Воспроизведение сценариев взаимодействия: обмен сигналами в процессах функционирования	Временные диаграммы (карты взаимодействия) сценариев с обработкой сигналов	Описание сценариев с обработкой и обменом сигналами, управление процедурами
ASN1 (Abstract Syntax Notation 1). язык спецификации данных	Описание и спецификация композиционных типов данных с преобразованием их битовые потоки	Базовые спецификации данных в протоколах взаимодействия открытых систем (ВОС)	Описание поведения систем дополняется описанием данных
TTCN (Tree and Tabular Combined Notation) язык тестирования	Иерархия тестов взаимодействия (испыта­ний) с проектируемой системой	Концепция верхнего и нижнего тестов	Позволяет тестировать логическую модель, описанную на SDL и MSC
UML (Unified Modeling Language) универсальный язык моделирования	Разработка программных объектно-ориентированных систем	Объектно-ориентированные методологии проектирования	Иерархия распреде­ленных (в т.ч. параллельных) программных систем как надстройка над системами SDL

Значительный интерес представляют графические нотации GDMO (Guidelines for the Definition of Managed Objects). Эти языковые сред­ства определены рекомендацией Х.722 для описания управляемых объек­тов в TMN (Telecommunications Management Network).

TTCN (Tree and Tabular Combined Notation). Язык комбинированных древовидных и табличных нотаций TTCN был разработан в ISO для абстрактного описания режимов функционирования и обмена сигналами между тестируемой протокольной реализацией и тестирующей системой. Протокол может быть представлен в форме древовидного графа, отображающего реакции на те или иные входные (в частности - тестовые) сигналы. Как следует из названия, язык TTCN использует табличные представления таких деревьев для описания динамики поведения протоколов, а также дополнительные таблицы для записи самих тестовых сценариев.

Для проведения тестирования конкретной системы необходимо специфицировать последовательность взаимодействий или тестовых событий, которые следует подвергнуть наблюдению и контролю в этой системе.

Последовательность таких событий, полностью специфицирующих цель проведения теста, называется тестом (test case). Набор тестов для определенного протокола называется тестовым комплектом (test suite).

UML(Unified Modeling Language) является грандиозной попыткой выработать на основе объектно-ориентированного подхода универсальный язык графического моделирования для анализа проектированию сложных компьютерных систем. Он объединяет большое количество различных графических нотаций с целью упорядочивания хаотического набора графических средств, используемых при создании ПО. Стандартизация здесь существенно повышает уровень понимания между различными специалистами, разрабатывающими сложную систему. Кроме того, стандарт облегчает переносимость спецификаций, выполненных в разных CASE-пакетах.

Язык MSC (Message Sequence Chart) также дает возможность предварительного описания процессов на фазе подготовки SDL-спецификаций. Представления в форме MSC обладают большой наглядностью и могут переводиться в SDL форму. При этом возникает также и обратная задача перевода из SDL в MSC, что особо важно при отладке готового программного обеспечения и тестировании протоколов. MSC-описания легко использовать в качестве шаблонов, по которым работают имитаторы программного обеспечения обработки вызовов и протокол-тестеры систем сигнализации.

Основное использование MSC в дисциплине - создание сценариев обмена сигналами между различными процессами или объектами.

1. Использование методов формальных спецификаций для автоматической генерации ПО ТКС.

Автоматическая генерация программ по формальным спецификациям приобрела широкое распространение в последние десятилетия.

Причины интереса к автоматизации этапа кодирования:

усложнение программного обеспечения;

увеличение размеров программ,

необходимость их длительного сопровождения,

повышение требований к надежности программ.

Особенно актуально применение формальных спецификаций при разработке телекоммуникационных приложений. Программные компоненты в этой сфере тесно взаимодействуют с аппаратурой, обеспечивают совместимость с программами других разработчиков. Для обеспечения переносимости и совместимости в телекоммуникации большое значение приобретают формальные или полуформальные спецификации систем, которые зачастую создаются международными и национальными комитетами по стандартизации.

Наиболее широко распространенным стандартом, утвержденным Международным Телекоммуникационным Союзом (ITU-T). является язык спецификаций и описаний SDL. Язык используют при разработке телекоммуникационных систем, систем реального времени, встроенных систем. SDL позволяет создавать исполняемые спецификации систем, то есть он применяется не только для анализа и проектирования, но и для получения исполняемого кода. Использование языка SDL позволяет значительно сократить время от выдвижения требований к системе до получения автоматически сгенерированных программ на машинно-ориентированном языке программирования

Specification and Description Language (SDL) в переводе с английского – язык спецификаций и описаний. Под спецификацией понимается точное формальное определение системы или ее части, под описанием – неформальная спецификация, иллюстрирующая тот или иной аспект системы. Описания используются на ранних этапах разработки системы или для ее документирования, спецификации – на стадии детального проектирования, и по ним предполагается автоматическая генерация программного кода. Тот факт, что для этих разных этапов разработки системы предлагается один язык, является несомненным достоинством SDL.

Язык SDL предназначен для разработки событийно-ориентированных распределенных систем. Он развивается международным комитетом ITU с 1976 года и является одним из долгожителей в компьютерной инженерии. Есть два варианта этого языка – текстовый (SDL/PR) и графический (SDL/GR), семантика которых, за исключением некоторых тонкостей, совпадает.

Более десяти фирм в Европе (Telelogic, Verilog и т.д.) разрабатывают CASE-средства на основе SDL. Эти продукты используются многими крупными европейскими фирмами-производителями телекоммуникационных систем.

Существует достаточно много инструментальных систем, генерирующих по SDL-спецификациям программы на таких языках программирования как C, C++, CHILL и др. Исполняемые программы на языке C++, которые имеют простую и наглядную структуру, а также дополнительный уровень гибкости, что позволяет осуществлять их настройку в широком диапазоне применений.

Целью данной дисциплины является изучение основ объектно-ориентированного программирования на языке на С++, и особенностей использования языка формальних спецификация SDL для разработки спецификаций отдельных элементов ТКС использования их для автоматической генерации програмного обеспечения ТКС

Литература.

1. Карабегов Л.В,.Тер-Микаэлян А.А. Введение в язык SDL, Москва, Радио и связь, 1993, 184 с..

2. Мансуров Н.Н., Майлингова О.Л..Методы формальных спецификаций программ: языки SDL MSC Издательство АО «Диалог-МГУ», 1998, 126 с.

3. Фрідман. А.Л. Основи об’єктно-орієнтованого програмування на мові С++,1999.

4. Бондарев В.М. Программирование на С++.- Харьков: «Компания СМИТ», 2004.- 284с.

5. Архангельский А.Я. Программирование в С++Builder,2001.

6. Хортон Айвор. Visual C++:полный курс.: Пер. с англ. – М.:ООО «И.Д.Вильямс», 2011-1216с.

Дата добавления: 2014-01-13