СИГНАЛ (язык программирования)

СИГНАЛ — это язык программирования, основанный на синхронизированном потоке данных (потоки + синхронизация): процесс — это набор уравнений для элементарных потоков, описывающих как данные, так и управление. ^[1]

SIGNAL Формальная модель обеспечивает возможность описания систем с несколькими часами. ^[2]^[3] (полихронные системы) как реляционные спецификации . Отношения полезны в качестве частичных спецификаций и спецификаций недетерминированных устройств (например, недетерминированной шины ) или внешних процессов (например, небезопасного водителя автомобиля).

Использование SIGNAL позволяет указать ^[4] приложение, для проектирования архитектуры , для доработки детальных компонентов до RTOS ^{[ нужны разъяснения ]} или описание оборудования. Модель SIGNAL поддерживает методологию проектирования , которая идет от спецификации к реализации , от абстракции к конкретизации , от синхронности к асинхронности .

SIGNAL в основном разрабатывался командой INRIA Espresso с 1980-х годов одновременно с аналогичными языками программирования Esterel и Lustre .

Краткая история

Язык SIGNAL был впервые разработан для приложений обработки сигналов в начале 1980-х годов. Было предложено ответить на спрос на новый предметно-ориентированный язык для разработки приложений обработки сигналов , приняв стиль потока данных и блок-диаграмм с операторами массива и скользящего окна . За определение языка отвечали П. Ле Герник, А. Бенвенист и Т. Готье. Первая статья о СИГНАЛЕ была опубликована в 1982 году, а первое полное описание СИГНАЛА появилось в докторской диссертации Т. Готье. Символическое представление SIGNAL через z/3z (над [-1,0,1]) было введено в 1986 году. Полный компилятор SIGNAL, основанный на исчислении часов на иерархии булевых часов, был описан Л. Беснаром в его книге Кандидатская диссертация в 1992 году. Исчисление часов было позже усовершенствовано Т. Амагбегноном с предложением древовидных канонических форм.

В 1990-е годы область применения языка SIGNAL была расширена до общих встроенных систем и систем реального времени. Стиль спецификации, ориентированный на отношения, позволил расширить конструкцию систем, а также привел к проектированию с учетом многотактовых систем по сравнению с исходной реализацией Esterel и Lustre на основе одиночной тактовой частоты. Более того, в SIGNAL также учитывались проектирование и реализация распределенных встраиваемых систем. Соответствующие исследования включают методы оптимизации, предложенные Б. Шероном, модели кластеризации, определенные Б. Ле Гоффом, абстракцию и раздельную компиляцию, формализованную О. Маффейсом, и реализацию распределенных программ, разработанных П. Обри.

Наборы инструментов Полихронии

Набор инструментов Polychrony — это среда разработки с открытым исходным кодом для критических/встроенных систем, основанная на SIGNAL, в реальном времени языке полихронных потоков данных . Он предоставляет унифицированную среду, управляемую моделями, для выполнения исследования проекта с использованием «сверху вниз» и «снизу вверх», методологий проектирования формально поддерживаемых преобразованиями модели проектирования от спецификации к реализации и от синхронности к асинхронности. Его можно включать в гетерогенные системы проектирования с различными входными формализмами и языками вывода.

Полихрония — это набор инструментов, состоящий из:

Пакетный компилятор SIGNAL
Графический интерфейс пользователя (редактор + интерактивный доступ к функциям компиляции)
Инструмент Sigali — связанная формальная система для формальной проверки и синтеза контроллеров . ^[5] Сигали разрабатывается совместно с проектом INRIA Vertecs . ^[6]

Среда малого и среднего бизнеса

Среда SME (SIGNAL Meta под Eclipse) — это интерфейс Polychrony в среде Eclipse, основанный на Model-Driven Engineering технологиях (MDE). Он состоит из набора плагинов Eclipse, основанных на Eclipse Modeling Framework (EMF). Среда построена вокруг малого и среднего бизнеса, метамодели ^[7] языка СИГНАЛ, расширенного автоматами режимов ^[8] концепции.

Среда SME состоит из нескольких плагинов, которые соответствуют:

Рефлексивный редактор : древовидное представление, позволяющее манипулировать моделями, соответствующими метамодели МСП.
Средство графического моделирования, основанное на средствах моделирования TopCased (см. предыдущее изображение).
Рефлексивный редактор и представление Eclipse для создания сценариев компиляции.
Прямое подключение к сервисам Polychrony ( компиляция , формальная проверка и т.д.).
Документация и примеры моделей .

См. также

Примечания и ссылки

^ П. Ле Герник, Т. Готье, М. Ле Борнь и К. Ле Мэр. Программирование приложений реального времени с помощью SIGNAL. Труды IEEE , 79(9) : 1321-1336, сентябрь 1991 г.
^ П. Ле Герник, Ж.-П. Тальпин и Ж.-К. Ле Ланн. Полихрония для системного проектирования. Журнал «Схемы, системы и компьютеры» , специальный выпуск по проектированию аппаратного обеспечения для конкретных приложений, World Scientific, апрель 2003 г. (также доступен как отчет об исследованиях INRIA 4715, 2003 г.).
^ А. Гаматье и Т. Готье. Синхронный многотактовый подход SIGNAL к проектированию распределенных встраиваемых систем. Транзакции IEEE в параллельных и распределенных системах , 21(5) : 641-657, май 2010 г.
^ А. Гаматье. Проектирование встраиваемых систем с использованием языка программирования SIGNAL: синхронная, реактивная спецификация. ISBN 978-1-4419-0940-4 . Книга под редакцией Springer – Нью-Йорк, 260 страниц, 2010 г.
^ А. Бенвенист, П. Бурне, Т. Готье, М. Ле Борнь, П. Ле Герник и Х. Маршан. Декларативный синхронный язык Signal: синтез контроллера и проектирование систем/архитектуры. 40-я конференция IEEE по принятию решений и контролю, 2001 г.
^ Х. Маршан, П. Бурне, М. Ле Борнь, П. Ле Герник, Синтез контроллеров дискретных событий на основе сигнальной среды, Динамическая система дискретных событий: теория и приложения , 10 (4): 325-346, октябрь 2000.
^ К. Брюнетка, Ж.-П. Тальпен, А. Гаматье и Т. Готье. Метамодель проектирования полихронных систем. Журнал логики и алгебраического программирования , 78(4) : 233-259, Elsevier, апрель 2009 г.
^ Ж.-П. Тальпин, К. Брюнет, Т. Готье и А. Гаматье. Автоматы полихронного режима. Материалы 6-й Международной конференции ACM и IEEE по встраиваемому программному обеспечению (EMSOFT '06), ACM Press, октябрь 2006 г., стр. 83-92.

Внешние ссылки

Команда INRIA/IRISA Espresso
The Polychronytoolset посвящён SIGNAL (официальный сайт Polychrony) резервной ссылке
Synchrone Lab (синхронный язык Lustre)
Эстерель (синхронный Язык Эстерель)

[1] П. Ле Герник, Т. Готье, М. Ле Борнь и К. Ле Мэр. Программирование приложений реального времени с помощью SIGNAL. Труды IEEE , 79(9) : 1321-1336, сентябрь 1991 г.

[2] П. Ле Герник, Ж.-П. Тальпин и Ж.-К. Ле Ланн. Полихрония для системного проектирования. Журнал «Схемы, системы и компьютеры» , специальный выпуск по проектированию аппаратного обеспечения для конкретных приложений, World Scientific, апрель 2003 г. (также доступен как отчет об исследованиях INRIA 4715, 2003 г.).

[3] А. Гаматье и Т. Готье. Синхронный многотактовый подход SIGNAL к проектированию распределенных встраиваемых систем. Транзакции IEEE в параллельных и распределенных системах , 21(5) : 641-657, май 2010 г.

[4] А. Гаматье. Проектирование встраиваемых систем с использованием языка программирования SIGNAL: синхронная, реактивная спецификация. ISBN 978-1-4419-0940-4 . Книга под редакцией Springer – Нью-Йорк, 260 страниц, 2010 г.

[5] А. Бенвенист, П. Бурне, Т. Готье, М. Ле Борнь, П. Ле Герник и Х. Маршан. Декларативный синхронный язык Signal: синтез контроллера и проектирование систем/архитектуры. 40-я конференция IEEE по принятию решений и контролю, 2001 г.

[6] Х. Маршан, П. Бурне, М. Ле Борнь, П. Ле Герник, Синтез контроллеров дискретных событий на основе сигнальной среды, Динамическая система дискретных событий: теория и приложения , 10 (4): 325-346, октябрь 2000.

[7] К. Брюнетка, Ж.-П. Тальпен, А. Гаматье и Т. Готье. Метамодель проектирования полихронных систем. Журнал логики и алгебраического программирования , 78(4) : 233-259, Elsevier, апрель 2009 г.

[8] Ж.-П. Тальпин, К. Брюнет, Т. Готье и А. Гаматье. Автоматы полихронного режима. Материалы 6-й Международной конференции ACM и IEEE по встраиваемому программному обеспечению (EMSOFT '06), ACM Press, октябрь 2006 г., стр. 83-92.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]