International Journal of Control, Automation, and Systems
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제1권3호
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pp.321-331
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2003
Experimental software datasets describing software projects in terms of their complexity and development time have been the subject of intensive modeling. A number of various modeling methodologies and modeling designs have been proposed including such approaches as neural networks, fuzzy, and fuzzy neural network models. In this study, we introduce the concept of the Rule-based fuzzy polynomial neural networks (RFPNN) as a hybrid modeling architecture and discuss its comprehensive design methodology. The development of the RFPNN dwells on the technologies of Computational Intelligence (CI), namely fuzzy sets, neural networks, and genetic algorithms. The architecture of the RFPNN results from a synergistic usage of RFNN and PNN. RFNN contribute to the formation of the premise part of the rule-based structure of the RFPNN. The consequence part of the RFPNN is designed using PNN. We discuss two kinds of RFPNN architectures and propose a comprehensive learning algorithm. In particular, it is shown that this network exhibits a dynamic structure. The experimental results include well-known software data such as the NASA dataset concerning software cost estimation and the one describing software modules of the Medical Imaging System (MIS).
This paper demonstrates the benefit of using MOOS-IvP in the development of control system for Unmanned Underwater Vehicles(UUV). The demand for autonomy in UUVs has significantly increased due to the complexity in missions to be performed. Furthermore, the increased number of sensors and actuators that are interconnected through a network has introduced a need for a middleware platform for UUVs. In this context, MOOS-IvP, which is an open source software architecture, has been developed by several researchers from MIT, Oxford University, and NUWC. The MOOS software is a communication middleware based on the publish-subscribe architecture allowing each application to communicate through a MOOS database. The IvP Helm, which is one of the MOOS modules, publishes vehicle commands using multi-objective optimization in order to implement autonomous decision making. This paper explores the benefit of MOOS-IvP in the development of control software for UUVs by using a case study with an auto depth control system based on self-organizing fuzzy logic control. The simulation results show that the design and verification of UUV control software based on MOOS-IvP can be carried out quickly and efficiently thanks to the reuse of source codes, modular-based architecture, and the high level of scalability.
본 논문은 소프트웨어의 아키텍처 설계에서 많이 활용될 수 있는 아키텍처 패턴들을 분류하고 명세화하는 방법을 주제로 한다. 이를 위해 먼저 아키텍처 패턴의 활용과 관련한 개선된 아키텍처 개발방법론을 제시하고, 이러한 방법론을 지원하기 위한 패턴의 분류와 정의방법을 제안한다. 패턴은 추상화 레벨이나 응용 도메인에 따라 매우 다양하기 때문에, 여러 가지 각도에서의 분류체계를 제시하여 향후 분류 및 저장된 아키텍처 패턴을 쉽게 검색하고 활용할 수 있도록 고려하였다. 또한 패턴의 표현이 다양하여 패턴의 이해가 용이하지 못한 점을 고려하여 패턴의 추상화 개념을 도입하고, 패턴간의 관계를 정의하는 방법을 제시하여 패턴들의 핵심적인 구조와 역할에 대한 이해를 돕고자 하였다 아울러, 아키텍처 패턴을 선정할 때의 중요한 고려사항이 되는 품질속성도 기존의 범용적인 개념에서 아키텍처 지향적인 개념으로 확장이 가능하도록 하여 각각의 아키텍처 패턴을 정의할 때 보다 명확한 아키텍처의 품질에 대한 명세가 함께 설명되도록 하였다.
최근의 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 요구되는 새로운 패러다임의 소프트웨어인 적응형 소프트웨어는 외부 환경 즉 문맥의 변화를 인식하고 자신의 운영 상태를 평가하여 스스로 동작행위를 바꾸는 능력을 가진 소프트웨어이다. 적응형 소프트웨어를 개발하기 위해서는 문맥에 대한 분석 및 설계와 더불어 동적인 문맥에 따라 적절히 대응할 수 있는 소프트웨어의 구조 및 행위를 설계하는 과정이 필요하다. 이것은 일반적인 소프트웨어보다 소프트웨어가 적응해야 하는 상황을 모델링 하는 기술이 필요하기 때문에 더 많은 노력이 필요하다. 본 논문에서는 재사용을 통해 개발의 효율성을 높이고자 적응형 소프트웨어를 위한 프로덕트 라인 아키텍처와 아키텍처 산출물의 템플릿을 제안한다. 아키텍처 산출물들은 프로덕트 라인의 공통성과 가변성을 명시적으로 표현하여 체계적인 핵심자산의 재사용 활동을 지원한다.
최근 사용자 중심의 소프트웨어를 개발하기 위하여 소프트웨어 디자이너가 많은 역할을 하고 있다. 그들은 개발 요원 사이에서 서로 의사 소통의 도구로 사용되어질 시각적 문서를 제작하고 그리고 사용자 요구 사항을 분석하기 위한 시나리오에 기초를 둔 다이아그램을 제작한다. 본 논문에서는 건축 분산 실감형 서비스의 사례 연구 통하여 실질적인 예를 제시한다. 개발 영역의 설정, 주요 컨셉 개발 그리고 개발 시스템 설정의 개발 프로세스에서는 주요 진행과정과 개발원의 통일된 의견을 반영하기 위한 다양한 시각적 문서 제작의 예를 제시한다. 그리고 사용자 및 사용 환경 자료 수집과 시나리오 분석에 따른 요소 분석 과정에서는 소프트웨어 인터페이스를 제작하기 이전의 사용자 요구 사항 반영을 위한 디자이너의 시각적 언어를 사용한 문서화 제작의 예를 보여준다. 인터페이스 개발과 프로토타입 개발 과정에서는 개발원 사이에서 원활한 개발을 진행 위하여 다양한 시각적 문서의 필요 예를 제시한다. 이러한 시각적 언어를 사용한 문서들은 참여와 역할분배, 사용자 중심의 컨셉 개발, 책임 소재의 명료함, 다양한 인터페이스 개발 제안 등에 어떠한 중요한 역할을 하는가를 논한다.
실시간 소프트웨어 설계 구조 중의 하나인 시간 구동 구조 (TTA: Time-Triggered Architecture)는 미리 정해진 시간에 따라 특정 태스크를 수행하기 때문에 소프트웨어의 동작을 예측하기 쉽지만 이의 적용을 위해서는 시스템의 시간 제약성을 만족시키는 설계 과정이 필수적이다. 반면 이벤트 구동 구조 (ETA: Event-Triggered Architecture)는 외부의 이벤트가 발생함에 따라 대응되는 태스크를 수행하는 방식으로 소프트웨어의 구조가 직관적이고 이벤트에 대한 반응 시간이 빠르며 확장이 용이하다. 그러나 이 구조는 다양한 이벤트 발생 상황에 대한 시스템 동작의 예측이 어려워서 높은 안전도가 필요한 시스템 구현에 많이 사용되고 있지 않다. 많은 관련 연구에서 높은 안전도가 필요한 안전 지향 시스템에 TTA를 적용 할 것을 권장되지만, 실제 구현에 있어서는 이의 적용에 필요한 실시간성 분석에 많은 노력이 소요되고, 소프트웨어 공학기술 적용에 대한 인식 부족으로 TTA의 적용이 많지 않은 실정이다. 본 논문은 인간의 생명과 직결되어 이에 따른 실시간성과 안전성이 요구되는 인공심장 제어 시스템에 내장된 소프트웨어 구조를 TTA 기반으로 개선한 연구를 기술한다. 본 연구에서는 인터럽트 측정 소프트웨어를 구현하여 기존에 내장된 실시간 소프트웨어가 가진 태스크의 시간적 속성을 파악하고 RMA (Rate-Monotonic Analysis) 실시간 분석 기법을 통해 시스템의 실시간성을 만족할 수 있도록 설계를 개선하였다. 또한, 이를 바탕으로 인공심장 제어 소프트웨어의 구현을 개선하여 다양한 실험을 통해 개선된 TTA 기반의 소프트웨어를 탑재한 인공심장 시스템은 시스템의 동작 예측도를 획기적으로 높여주면서 기존의 인공심장 시스템과 동일하게 동작함을 확인하였다.
소프트웨어 생산성을 향상시키고 자동화하기 위한 효과적인 개발방법이 지속적으로 요구되어 왔다. 본 논문에서는 DMI를 기반으로 설계단계에서 도메인 설계정보를 재사용하기 위한 부품자산을 구성하려고 한다. 그리고 설계단계에서 설계정보를 재사용하기 위해서는 개발환경에 독립적인 플랫폼의 추상화된 아키텍처정보가 필요하다. 또한 잘 설계된 아키텍처를 기반으로 응용영역의 설계를 지원할 수 있어야 한다. 그러므로 본 연구에서는 아키텍처 레벨의 플랫폼과 응용 도메인영역의 설계정보를 정형화하여 표현할 수 있는 DMI 구조를 이용하였다. DMI에서 아키텍처 자산은 추상화 레벨이 높은 설계단계에서 설계정보를 자산부품으로 분해하거나 합성이 가능하다. 따라서 아키텍처 자산의 메타 데이터 구성은 도메인 영역의 기반설계구조를 재사용할 수 있는 구조를 지원하게 된다.
한국지능정보시스템학회 2001년도 The Pacific Aisan Confrence On Intelligent Systems 2001
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pp.211-218
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2001
This paper introduces a method of constructing expert systems in an integrated environment for automatic software design. This integrated environment may be applicable from top-level system architecture design, data flow diagram design down to flow chart and coding. The system is integrated with three CASE tools, FSD (Functional Structure Diagram), DFD (Data Flow Diagram) and structured chart PAD (Problem Analysis Diagram), and respective expert systems with automatic design capability by reusing past design. The construction way of these expert systems is based on systematic acquisition of design knowledge stemmed from a systematic design work process of well-matured developers. The design knowledge is automatically acquired from respective documents and stored in the respective knowledge bases. By reusing it, a similar software system may be designed automatically. In order to develop these expert systems in a short period, these design knowledge is expressed by the unified frame structure, functions of th expert system units are partitioned mono-functions and then standardized components. As a result, the design cost of an expert system can be reduced to standard work procedures. Another feature of this paper is to introduce the integrated environment for automatic software design. This system features an essentially zero start-up cost for automatic design resulting in substantial saving of design man-hours in the resulting in substantial saving of design man-hours in the design life cycle, and the expected increase in software productivity after enough design experiences are accumulated.
Agricultural facilities can be designed by conceptual preliminary primary and detailed design stages. because each stage has a different objective, it must be applied to dissimilar design and analysis level. Engineers have to judge from evaluation that is estimated agricultural resources in the conceptual design stage. Methods of computer aided design are achieved to individual functions however it is inefficient to perform entire processes of design and hard to systematically accumulate results o design. Study on the integrated structural design system has been continued. but those system have adopted “closed architecture”which is known to inflexible method for developing applications. In this study the design platform is an environment that can support to integrated design system independently and an design platform is proposed by analyzing design processes using object oriented method. The concepts of software platform have resulted from several practical ideas, OOA/OOP and related some points. This paper aims at developing the software platform of a software environment to support the design phases of the agricultural facilities.
자동차용 IPC는 운전자에게 차량의 속도, RPM, 주행 거리 등의 운행 정보를 제공하는 장치이다. 기존의 전통적인 IPC의 경우 주로 기계식으로 구현되고 있으나 현재 사용자의 편의성 증대를 위한 요구 증가에 따라 IPC에도 그래픽 요소와 효율적인 정보제공을 위한 사용자친화적인 형태로의 변화가 필요하다. 이를 위해서는 모델링 기법을 이용하여 소프트웨어의 유연성과 강건성을 갖는 IPC의 소프트웨어 구조가 필요하다. 이에 본 논문에서는 MVC 모델과 UML을 이용하여 IPC 소프트웨어 구조를 설계하고 구현한다. 뷰를 분리하여 개발함으로써 다양한 형태의 정보 화면을 개발할 수 있고 또한 UML의 상태 다이어그램을 통해 뷰의 전환 등을 간단한 상태의 변화로 처리하여 개발이 용이하다. 제안하는 IPC 시스템은 개발 기간의 단축을 통한 비용 절감 및 MVC 모델 구조에 따른 유지보수의 용이성을 기대할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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