برنامه‌نویسی بی‌درنگ ۲۰۱۰
Real Time Programming 2010

بخش اول: سیستم‌های بلادرنگ – پیش‌زمینه. 1. ویژگی‌های سیستم بلادرنگ. 1.1. برنامه‌های بلادرنگ و واکنش‌گرا. 2. روش‌های صوری توسعه برنامه. 2.1. مشخصات مورد نیاز. 2.2. مشخصات سیستم. 3. ویژگی‌های زبان‌های بلادرنگ. 3.1. ویژگی‌های مدل‌سازی زبان‌های بلادرنگ. 3.2. نگاهی به دسته‌های زبان‌های بلادرنگ. 4. ویژگی‌های برنامه‌نویسی سیستم‌های واکنش‌گرا. 4.1. اجرای برنامه‌های واکنش‌گرا. 4.2. فرضیه همگامی کامل. 4.3. مفهوم چندوجهی زمان. 4.4. همروندی منطقی و ارتباطات همگانی. 4.5. قطعیت و علیت — بخش دوم: زبان‌های همگام. 5. زبان استرل: ساختار. 5.1. ساختار سطح بالا. 5.2. دستورات استرل. 5.3. تصاویری از رفتار برنامه استرل. 5.4. مشکلات علیت. 5.5. یک دیدگاه تاریخی. 6. توسعه برنامه در استرل. 6.1. یک محیط شبیه‌سازی. 6.2. محیط اعتبارسنجی. 7. برنامه‌نویسی کنترلرها در استرل. 7.1. کنترلرهای خودرو. 8. تعامل ناهمگام در استرل — 9. پروتکل داوری Futurebus: یک مطالعه موردی. 9.1. فرایند داوری. 9.2. انتزاع پروتکل. 9.3. راه‌حل در استرل — 10. معناشناسی استرل. 10.1. ساختار معنایی. 10.2. قوانین انتقال. 10.3. مثال‌های تصویری. 10.4. بحث‌ها. 10.5. معناشناسی استرل با exec — بخش سوم: سایر زبان‌های همگام. 11. زبان همگام LUSTRE. 11.1. مروری بر LUSTRE. 11.2. جریان‌ها و استریم‌ها. 11.3. معادلات، متغیرها و عبارات. 11.4. ساختار برنامه. 11.5. آرایه‌ها در LUSTRE. 11.6. مثال‌های بیشتر. 12. مدل‌سازی پروتکل Time-Triggered Protocol (TTP) در LUSTRE. 12.1. پروتکل Time-triggered. 12.2. مدل‌سازی TTP در LUSTRE. 13. زبان همگام ARGOS. 13.1. ساختارهای ARGOS. 13.2. مثال تصویری. 13.3. بحث‌ها — بخش چهارم: اعتبارسنجی برنامه‌های همگام. 14. اعتبارسنجی برنامه‌های استرل. 14.1. اعتبارسنجی مبتنی بر سیستم انتقال برنامه‌های استرل. 14.2. سیستم انتقال استرل. 14.3. اعتبارسنجی مبتنی بر منطق زمانی. 14.4. اعتبارسنجی مبتنی بر ناظر. 14.5. اعتبارسنجی مبتنی بر منطق مرتبه اول. 15. اعتبارسنجی مبتنی بر ناظر برنامه‌های ساده LUSTRE. 15.1. یک کنترلر خودکار ساده. 15.2. یک کنترلر پیچیده. 15.3. یک کنترلر کروز. 15.4. یک کنترلر قطار. 15.5. یک کنترلر پمپ معدن — بخش پنجم: ادغام همگامی و ناهمگامی. 16. فرایندهای واکنش‌گر ارتباطی. 16.1. مروری بر CRP. 16.2. فرایندهای واکنش‌گر ارتباطی: ساختار. 16.3. معناشناسی رفتاری CRP. 16.4. یک مثال تصویری: دستگاه خودپرداز بانک. 16.5. پیاده‌سازی CRP. 17. معناشناسی فرایندهای واکنش‌گر ارتباطی. 17.1. مروری مختصر بر CSP. 17.2. ترجمه CSP به CRP. 17.3. همکاری گره‌های CRP. 17.4. معناشناسی آماده به ردیابی CRP. 17.5. معناشناسی آماده به ردیابی CSP. 17.6. استخراج معناشناسی آماده به ردیابی CSP از معناشناسی CRP. 17.7. صحت ترجمه. 17.8. ترجمه به حساب دیفرانسیل و انتگرال فرایند MEIJE. 18. ماشین‌های حالت واکنش‌گر ارتباطی. 18.1. ساختارهای CRSM. 18.2. معناشناسی CRSM. 19. استرل چند ساعته. 19.1. نیاز به یک الگوی همگام چند ساعته. 19.2. مقدمه غیررسمی. 19.3. معناشناسی رسمی. 19.4. جاسازی CRP. 19.5. مدل‌سازی یک زیرمجموعه VHDL. 19.6. بحث. 20. مدل‌سازی سیستم‌های بلادرنگ در استرل. 20.1. تفسیر یک ساعت سراسری بر اساس exec. 20.2. مدل‌سازی الزامات بلادرنگ. 21. جمع‌بندی

Pt. I. Real time systems – background. 1. Real time system characteristics. 1.1. Real-time and reactive programs. 2. Formal program development methodologies. 2.1. Requirement specification. 2.2. System specifications. 3. Characteristics of real-time languages. 3.1. Modelling features of real-time languages. 3.2. A look at classes of real-time languages. 4. Programming characteristics of reactive systems. 4.1. Execution of reactive programs. 4.2. Perfect synchrony hypothesis. 4.3. Multiform notion of time. 4.4. Logical concurrency and broadcast communication. 4.5. Determinism and causality — pt. II. Synchronous languages. 5. ESTEREL language : structure. 5.1. Top level structure. 5.2. ESTEREL statements. 5.3. Illustrations of ESTEREL program behaviour. 5.4. Causality problems. 5.5. A historical perspective. 6. Program development in ESTEREL. 6.1. A simulation environment. 6.2. Verification environment. 7. Programming controllers in ESTEREL. 7.1. Auto controllers. 8. Asynchronous interaction in ESTEREL — 9. Futurebus arbitration protocol : a case study. 9.1. Arbitration process. 9.2. Abstraction of the protocol. 9.3. Solution in ESTEREL — 10. Semantics of ESTEREL. 10.1. Semantic structure. 10.2. Transition rules. 10.3. Illustrative examples. 10.4. Discussions. 10.5. Semantics of Esterel with exec — pt. III. Other synchronous languages. 11. Synchronous language LUSTRE. 11.1. An overview of LUSTRE. 11.2. Flows and streams. 11.3. Equations, variables and expressions. 11.4. Program structure. 11.5. Arrays in LUSTRE. 11.6. Further examples. 12. Modelling Time-Triggered Protocol (TTP) in LUSTRE. 12.1. Time-triggered protocol. 12.2. Modelling TTP in LUSTRE. 13. Synchronous language ARGOS. 13.1. ARGOS constructs. 13.2. Illustrative example. 13.3. Discussions — pt. IV. Verification of synchronous programs. 14. Verification of ESTEREL programs. 14.1. Transition system based verificationy of ESTEREL Programs. 14.2. ESTEREL transition system. 14.3. Temporal logic based verification. 14.4. Observer-based verification. 14.5. First order logic based verification. 15. Observer based verification of simple LUSTRE programs. 15.1. A simple auto controller. 15.2. A complex controller. 15.3. A cruise controller. 15.4. A train controller. 15.5. A mine pump controller — pt. V. Integration of synchrony and asynchrony. 16. Communicating reactive processes. 16.1. An overview of CRP. 16.2. Communicating reactive processes : structure. 16.3. Behavioural semantics of CRP. 16.4. An illustrative example : banker teller machine. 16.5. Implementation of CRP. 17. Semantics of communicating reactive processes. 17.1. A brief overview of CSP. 17.2. Translation of CSP to CRP. 17.3. Cooperation of CRP nodes. 17.4. Ready-trace semantics of CRP. 17.5. Ready-trace semantics of CSP. 17.6. Extracting CSP ready-trace semantics from CRP semantics. 17.7. Correctness of the translation. 17.8. Translation into MEIJE process calculus. 18. Communicating reactive state machines. 18.1. CRSM constructs. 18.2. Semantics of CRSM. 19. Multiclock ESTEREL. 19.1. Need for a multiclock synchronous paradigm. 19.2. Informal introduction. 19.3. Formal semantics. 19.4. Embedding CRP. 19.5. Modelling a VHDL subset. 19.6. Discussion. 20. Modelling real-time systems in ESTEREL. 20.1. Interpretation of a global clock in terms of exec. 20.2. Modelling real-time requirements. 21. Putting it together