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功能逻辑动态执行方法
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权利要求书
说明书
附图
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2020.10.02
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010861043.4(22)申请日 2020.08.25(71)申请人 南京国睿信维软件有限公司地址 210013 江苏省南京市鼓楼区古平岗4号院53号楼7楼(72)发明人 余洋 陈超 余翔 许梦宇 (74)专利代理机构 南京苏创专利代理事务所(普通合伙) 32273代理人 凤婷(51)Int.Cl.G06F 30/20(2020.01)G06F 30/12(2020.01)G06F 8/30(2018.01) (54)发明名称功能逻辑动态执行方法(57)摘要本发明涉及一种功能逻辑动态执行方法，属于智能设计的技术领域，包括以下步骤：MSM图标准性预校验，转换指令的发送，状态高亮与ES图展示，多时间条件下的资源竞争，C代码的执行，Matlab代码编辑与调试，代码导出仿真执行。本发明将系统各部分的Matlab仿真程序嵌入系统架构模型中，基于系统架构模型的模式状态机进行动态执行，保证了系统仿真内容与系统架构设计内容的一致性，并使得系统方案设计与仿真紧密集成在一起，有效提高了系统设计质量。
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1.一种功能逻辑动态执行方法，其特征在于：包括以下步骤步骤1：校验MSM图有效性：若无效则结束，若有效，进去步骤2；步骤2：创建ES图；步骤3：对EditPart分屏并展示；步骤4：创建并显示模型，执行发送指令页面；步骤5：指令待发送状态；步骤6：时间倒计时指令是否触发：若否，则进入步骤7，若是，则进入步骤10；步骤7：发送指令；步骤8：判断是否为有效指令：若为无效指令进入步骤9，若为有效指定进入步骤10；步骤9：记录指令到历史记录，并判断是否退出执行，若是，则结束，若否，则进入步骤5；步骤10：将指令的源状态模式中的Exit，转换的effect，目标状态模式的入口、执行活动、运行活动功能记录到ES图中；步骤11：执行功能中的代码，调用C或Matlab仿真程序，并执行步骤9；步骤12：判断是否自动发送指令，若是，进入步骤5，若否，则不需要处理。2.根据权利要求1所述的功能逻辑动态执行方法，其特征在于：所述步骤1：校验MSM图有效性具体为：通过迭代算法的方式确认每张MSM图或某个模式/状态下有且仅有一个初始化节点，每个模式/状态最多有一个不含有触发器的转换。3.根据权利要求1所述的功能逻辑动态执行方法，其特征在于：所述步骤3具体为：在模型执行过程中，创建一张用于展现执行过程的ES图，并通过分屏技术在客户端原本的展示容器中创建两个画布，以左右布局的形式将MSM图装载入左边画布，将ES图装载入右边画布，达到同步展示的效果，每次指令执行的结果，新增元素都会被插入当前的ES图中，并被实时刷新展现到ES图中。4.根据权利要求1所述的功能逻辑动态执行方法，其特征在于：所述步骤4显示模型执行具体为：在模型执行页面中，选择不同对象中的转换，若是有效的转换，则转换中的触发器，影响及模式状态中的入口、执行活动、出口和运行活动/功能中的元素被插入到ES图中，若是发送无效的转换，则只会将转换插入到ES图中，并且能够指定具体的交换项、交换项元素、属性的值，每次发送的转换指令都将被记录到转换历史中。5.根据权利要求4所述的功能逻辑动态执行方法，其特征在于：所述步骤4发送指令页面具体为：在模型执行的过程中，通过发送相关指令指定执行的路径，在模式状态机模型图中在当前状态相关记录会高亮显示，将模型转换执行的路径抽象成链表数据结构，处于当前执行状态的节点以红色高亮展示，指向当前状态节点的指针和上一个节点以橘黄色高亮显示，当模型继续往下执行时，进入下一个节点，以迭代算法的方式改变当前节点，上一指针和节点以及其他历史指针和节点的高亮显示形式。6.根据权利要求1所述的功能逻辑动态执行方法，其特征在于：所述步骤6具体为：当模型转换的触发条件为时间事件时，通过计时方式，到达指定时间即会触发模型执行事件，当存在多个时间事件竞争模型事件执行时，通过多线程的方式，同时启用多个计时，谁最先触发即最先执行某一转换，其余事件线程强制终止，进入下一模型执行状态。7.根据权利要求1所述的功能逻辑动态执行方法，其特征在于：所述步骤11中的C代码的执行具体为：当“功能”中的代码为C代码时，则通过freemarker模板生成标准格式的C代权 利 要 求 书1/2页2
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码文件将相关C代码通过GCC编译执行生成.exe可执行文件，并通过基于RMI与JNI的方式封装数据交互接口，通过从入向功能交换中读取输入数据，设定出向功能交换中的输出数据，反向调用SMEX-Designer生成输出数据，实现SMEX运行环境与C环境数据的交互运行。8.根据权利要求7所述的功能逻辑动态执行方法，其特征在于：所述步骤11中的Matlab代码编辑与调试具体为：SMEX中的模型具备代码级的表达能力，模型中的“功能”可以嵌入C或Matlab代码，若是编辑Matlab代码，可以右键“功能”模型对象，以定制化的Matlab编辑器编辑该“功能”模型对象的代码，并在编辑过程中可以使用提示快捷键，通过对本地文件状态的实时监控，使得本地文件的数据能够实时同步到“功能”模型中，在Matlab代码中添加断点，再执行过程中进行断点调试。9.根据权利要求1所述的功能逻辑动态执行方法，其特征在于：所述步骤7中发送至指令具体为：代码导出仿真执行：选中模型后，通过对模型内关键字对每一个层级的元素进行遍历，获得该模型元素的信息，遍历到的模型通过结构化存储存入Matlab工作空间，以备状态运行时调用，模型在读取过程中若存在端口，需要对所有端口做赋默认值0；模型读取成功后，自动对相关插件进行赋值，赋值语句为若上一级选中模型元素中不包含下一级模型元素，则对对应控件赋默认值；在用户选中某一模型元素时，需要对下级控件进行赋值，赋值语句为若上一级选中模型元素中不包含下一级模型元素，则对对应控件赋默认值；同时，由于在运行过程中需要随时读取模型以及对端口进行读取和赋值，需要对模型变量和端口变量进行全局化处理，用户点击发送按钮后，开始运行状态机，状态机通过全局变量判断是否持续运行，当前状态稳定，即状态机无死循环，无正在运行的延迟转换且当前状态的出向转换不为空时，全局变量设置为1，通过while结构循环对当前状态和出向转换进行更新判断，状态持续运行停止时全局变量设置为0，持续运行过程中按照自动转换，功能交换，延迟转换的次序进行id匹配判断，由于状态机运行涉及到延时转换且需要实时反应当前状态，因此延时部分通过tic,toc函数搭配while结构进行，状态转换通过状态id和转换的sid，tic匹配进行判断，同时通过drawnnow实时显示，由于需要运行逻辑功能中导出的代码，且允许用户进行断点运行，因此需要对状态下是否挂载代码进行判断，通过eval函数运行代码，在执行状态机过程中，通过全局化的端口列表进行赋值，对功能转换的两端端口进行数值传递。权 利 要 求 书2/2页3
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功能逻辑动态执行方法技术领域[0001]本发明涉及一种功能逻辑动态执行方法，属于智能设计的技术领域。背景技术[0002]传统的结构功能设计或者产品设计，是在设计完成后进行效果/运行验证，当验证达不到预期效果时，需要对程序进行更改。该过程存在2个显著弊端，1是有些产品或结构设计的周期很长，当一直盲目设计到最后，验证不能执行时，可能要将整个设计都要重头做，非常浪费时间，2是，在设计完成后验证，当不能运行得到预期效果时，不能直观给出出错环节，需要设计人员自行排查，工作量非常大，很容易造成工时浪费，严重影响设计进度。 而且，如果错误发生在设计前期阶段，后续阶段需要对应调整的内容很多，增加很多无效工作。发明内容[0003]为了解决上述技术问题，本发明提供一种功能逻辑动态执行方法，本方法将系统各部分的Matlab仿真程序嵌入系统架构模型中，基于系统架构模型的模式状态机进行动态执行，保证了系统仿真内容与系统架构设计内容的一致性，并使得系统方案设计与仿真紧密集成在一起，有效提高了系统设计质量，其具体技术方案如下：一种功能逻辑动态执行方法，包括以下步骤步骤1：校验MSM图有效性：若无效则结束，若有效，进去步骤2；步骤2：创建ES图；步骤3：对EditPart分屏并展示；步骤4：创建并显示模型，执行发送指令页面；步骤5：指令待发送状态；步骤6：时间倒计时指令是否触发：若否，则进入步骤7，若是，则进入步骤10；步骤7：发送指令；步骤8：判断是否为有效指令：若为无效指令进入步骤9，若为有效指定进入步骤10；步骤9：记录指令到历史记录，并判断是否退出执行，若是，则结束，若否，则进入步骤5；步骤10：将指令的源状态模式中的Exit，转换的effect，目标状态模式的入口、执行活动、运行活动功能记录到ES图中；步骤11：执行功能中的代码，调用C或Matlab仿真程序，并执行步骤9；步骤12：判断是否自动发送指令，若是，进入步骤5，若否，则不需要处理。[0004]进一步的，所述步骤1：校验MSM图有效性具体为：通过迭代算法的方式确认每张MSM图或某个模式/状态下有且仅有一个初始化节点，每个模式/状态最多有一个不含有触发器的转换。[0005]进一步的，所述步骤3具体为：在模型执行过程中，创建一张用于展现执行过程的[ES]Scenario图ScenarioDiagramCreate.createScenarioDiagramByArchitecture说 明 书1/13页4
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(BlockArchitecture ba)，并通过分屏技术EclipseUtil.buildDoubleEditor(IEditorPart leftEditorPart,MPart rightMPart,boolean horizontal)在客户端原本的展示容器中创建两个画布，以左右布局的形式将MSM图装载入左边画布，将ES图装载入右边画布，达到同步展示的效果，每次指令执行的结果，新增元素都会被插入当前的[ES]Scenario图中，并被实时刷新RefreshDiagramAction.refresh(ModelContext.selection)展现到ES图中。[0006]进一步的，所述步骤4显示模型执行具体为：在模型执行页面中，选择不同对象中的转换ExecutionDialog.sendTransitionMessage()，若是有效的转换，则转换中的触发器，影响及模式状态中的入口、执行活动、出口和运行活动/功能中的元素被插入到ES图中ScenarioDiagramProcess.execute2(List involvedModelElements,boolean isEffective)，若是发送无效的转换，则只会将转换插入到ES图中，并且能够指定具体的交换项、交换项元素、属性的值，每次发送的转换指令都将被记录到转换历史中ModelContext.opeartionList.add(getOperationRecord(DEdge edge))。[0007]进一步的，所述步骤4发送指令页面具体为：在模型执行的过程中，通过发送相关指令指定执行的路径，在模式状态机模型图中在当前状态相关记录会高亮显示DiagramModel.initStyle(...)，将模型转换执行的路径抽象成链表数据结构，处于当前执行状态的节点以红色高亮展示，指向当前状态节点的指针和上一个节点以橘黄色高亮显示，当模型继续往下执行时，进入下一个节点，以迭代算法的方式改变当前节点，上一指针和节点以及其他历史指针和节点的高亮显示形式。[0008]进一步的，所述步骤6具体为：当模型转换的触发条件为时间事件时，通过计时Thread.sleep(sleepTime)方式，到达指定时间即会触发diagramModel.execute(next)模型执行事件，当存在多个时间事件竞争模型事件执行时，通过多线程ExecutorService executor=Executors.newCachedThreadPool()的方式，同时启用多个计时，谁最先触发即最先执行某一转换，其余事件线程强制终止thread.interrupt()，进入下一模型执行状态。[0009]进一步的，所述步骤11中的C代码的执行具体为：当“功能”中的代码为C代码时，则通过freemarker模板生成FreemarkerUtil.processTemplateContent(String templateName, Map< , > root)标准格式的C代码文件将相关C代码通过GCC编译执行生成.exe可执行文件，并通过基于RMI与JNI的方式封装数据交互接口，通过ModelContextCaller.getInput(...)从入向功能交换中读取输入数据，ModelContextCaller.setOutput(...)设定出向功能交换中的输出数据，ModelContextCaller.genOutput(...)反向调用SMEX-Designer生成输出数据，实现SMEX运行环境与C环境数据的交互运行。[0010]进一步的，所述步骤11中的Matlab代码编辑与调试具体为：SMEX中的模型具备代码级的表达能力，模型中的“功能”可以嵌入C或Matlab代码，若是编辑Matlab代码，可以右键“功能”模型对象EditWithMatlabAction.run(...)，以定制化的Matlab编辑器编辑该“功能”模型对象的代码，并在编辑过程中可以使用提示快捷键，通过对本地文件状态的实时监控FileAlterationMonitor.start()，使得本地文件的数据能够实时同步到“功能”模型中，在Matlab代码中添加断点，再执行过程中进行断点调试。说 明 书2/13页5
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[0011]进一步的，所述步骤7中发送至指令具体为：代码导出仿真执行：选中模型后，通过对模型内关键字对每一个层级的元素进行遍历，获得该模型元素的信息，遍历到的模型通过结构化存储（struct）存入Matlab工作空间，以备状态运行时调用，模型在读取过程中若存在端口，需要对所有端口做赋默认值0；模型读取成功后，自动对相关插件进行赋值（对于逻辑组件，功能交换，交换项目，交换项目元素，包含属性，组件列表和当前状态为属性名，对于属性值需要显示value），赋值语句为若上一级选中模型元素中不包含下一级模型元素，则对对应控件赋默认值；在用户选中某一模型元素时，需要对下级控件进行赋值，赋值语句为若上一级选中模型元素中不包含下一级模型元素，则对对应控件赋默认值；同时，由于在运行过程中需要随时读取模型以及对端口进行读取和赋值，需要对模型变量和端口变量进行全局化处理，用户点击发送按钮后，开始运行状态机，状态机通过全局变量smex_running判断是否持续运行，当前状态稳定，即状态机无死循环，无正在运行的延迟转换且当前状态的出向转换不为空时，smex_running置为1，通过while结构循环对当前状态和出向转换进行更新判断，状态持续运行停止时smex_running置为0，持续运行过程中按照自动转换，功能交换，延迟转换的次序进行id匹配判断，由于状态机运行涉及到延时转换且需要实时反应当前状态，因此延时部分通过tic,toc函数搭配while结构进行，状态转换通过状态id和转换的sid，tic匹配进行判断，同时通过drawnnow实时显示，由于需要运行逻辑功能中导出的代码，且允许用户进行断点运行，因此需要对状态下是否挂载代码进行判断，通过eval函数运行代码，在执行状态机过程中，通过全局化的端口列表进行赋值，对功能转换的两端端口进行数值传递。[0012]本发明的有益效果是：本发明提供设计模拟环境，设计人员在设计过程中，可以随时模拟设计结构，及时验证设计是否合理，是否能正常执行，及时发现错误，在设计的过程中分阶段多次验证设计的可靠性，避免设计完成后无法运行，造成工时浪费。附图说明[0013]图1 是本发明的系统框图，图2定义各分系统的模式状态机的界面，图3定义系统架构场景的界面，图4 模式状态机中当前状态高亮显示的界面，图5 选择外部激励面板界面图，图6 在首选项里选择代码编译器的路径的界面，图7 在系统架构模型的功能中选择内嵌代码类型的界面，图8 在系统架构模型的功能中嵌入对应代码类型的仿真代码界面，图9 当前状态高亮显示界面，图10 Matlab整体仿真结果界面，图11 在首选项里选择代码编译器的路径的界面，说 明 书3/13页6
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图12 在系统架构模型的功能中选择内嵌代码类型的界面，图13 输入输出端口名重复弹出的提醒界面，图14 模式状态机执行按钮界面，图15 功能输入端口界面，图16 功能输出端口界面，图17 输入输出参数值通过构建Matlab表达式传递值的界面，图18 “Guard”代码选中界面，图19 “Guard”代码表达界面，图20 模式状态机与该ES图并排显示在窗口中的界面，图21 界面执行窗口，图22 ES元素插入操作。具体实施方式[0014]现在结合附图和具体实现过程对本发明作进一步详细的说明。[0015]如图1所示，本发明的整体过程为：步骤1：校验MSM图有效性：若无效则结束，若有效，进去步骤2；步骤2：创建ES图；步骤3：对EditPart分屏并展示；步骤4：创建并显示模型，执行发送指令页面；步骤5：指令待发送状态；步骤6：时间倒计时指令是否触发：若否，则进入步骤7，若是，则进入步骤10；步骤7：发送指令；步骤8：判断是否为有效指令：若为无效指令进入步骤9，若为有效指定进入步骤10；步骤9：记录指令到历史记录，并判断是否退出执行，若是，则结束，若否，则进入步骤5；步骤10：将指令的源状态模式中的Exit，转换的effect，目标状态模式的入口、执行活动、运行活动功能记录到ES图中；步骤11：执行功能中的代码，调用C或Matlab仿真程序，并执行步骤9；步骤12：判断是否自动发送指令，若是，进入步骤5，若否，则不需要处理。[0016]通过上述过程，分区段验证，并且将验证结果分为有效命令和无效命令，分别进行发送或存储为记录。[0017]一、本发明方法中，运算具体过程为：1、MSM图标准性预校验MSM图绘制的标准性是模型动态执行的前提，需要保证待验证的所有MSM图都符合标准，ScenarioDiagramCreate.execute()通过迭代算法的方式确认每张MSM图或某个模式/状态下有且仅有一个初始化节点，每个模式/状态最多有一个不含有触发器的转换。[0018]2、转换指令的发送在模型执行页面中，可以选择不同对象中的转换ExecutionDialog.sendTransitionMessage()，若是有效的转换，则转换中的触发器，影响及模式状态中的入口、执行活动、出口和运行活动/功能中的元素被插入到ES图中ScenarioDiagramProcess.execute2(List<说 明 书4/13页7
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DDiagramElement> involvedModelElements,boolean isEffective)，若是发送无效的转换，则只会将转换插入到ES图中，并且能够指定具体的交换项、交换项元素、属性的值。每次发送的转换指令都将被记录到转换历史中ModelContext.opeartionList.add(getOperationRecord(DEdge edge))。[0019]3、状态高亮与ES图展示在模型执行的过程中，可以通过发送相关指令指定执行的路径，在模式状态机模型图中在当前状态相关记录会高亮显示DiagramModel.initStyle(...)，将模型转换执行的路径抽象成链表数据结构，处于当前执行状态的节点以红色高亮展示，指向当前状态节点的指针和上一个节点以橘黄色高亮显示:当模型继续往下执行时，进入下一个节点，以迭代算法的方式改变当前节点，上一指针和节点以及其他历史指针和节点的高亮显示形式。[0020]同时，在模型执行过程中，会创建一张用于展现执行过程的[ES]Scenario图ScenarioDiagramCreate.createScenarioDiagramByArchitecture(BlockArchitecture ba)，并通过分屏技术EclipseUtil.buildDoubleEditor(IEditorPart leftEditorPart,MPart rightMPart,boolean horizontal)在客户端原本的展示容器中创建两个画布，以左右布局的形式将MSM图装载入左边画布，将ES图装载入右边画布，达到同步展示的效果，每次指令执行的结果，新增元素都会被插入当前的[ES]Scenario图中，并被实时刷新RefreshDiagramAction.refresh(ModelContext.selection)展现到ES图中。[0021]4、多时间条件下的资源竞争当模型转换的触发条件为时间事件时，通过计时Thread.sleep(sleepTime)方式，到达指定时间即会触发diagramModel.execute(next)模型执行事件，当存在多个时间事件竞争模型事件执行时，通过多线程ExecutorService executor=Executors.newCachedThreadPool()的方式，同时启用多个计时，谁最先触发即最先执行某一转换，其余事件线程强制终止thread.interrupt()，进入下一模型执行状态；5、C代码的执行当“功能”中的代码为C代码时，则通过freemarker模板生成FreemarkerUtil.processTemplateContent(String templateName, Map< , > root)标准格式的C代码文件将相关C代码通过GCC编译执行生成.exe可执行文件，并通过基于RMI与JNI的方式封装数据交互接口，通过ModelContextCaller.getInput(...)从入向功能交换中读取输入数据，ModelContextCaller.setOutput(...)设定出向功能交换中的输出数据，ModelContextCaller.genOutput(...)反向调用SMEX-Designer生成输出数据，实现SMEX运行环境与C环境数据的交互运行；6、Matlab代码编辑与调试SMEX中的模型具备代码级的表达能力，模型中的“功能”可以嵌入C或Matlab代码，若是编辑Matlab代码，可以右键“功能”模型对象EditWithMatlabAction.run(...)，以定制化的Matlab编辑器编辑该“功能”模型对象的代码，并在编辑过程中可以使用提示快捷键，通过对本地文件状态的实时监控FileAlterationMonitor.start()，使得本地文件的数据能够实时同步到“功能”模型中，在Matlab代码中可以添加断点，可以再执行过程中进行断点调试。[0022]7、代码导出仿真执行说 明 书5/13页8
