a. 用UML建立嵌入式系统模型
将UML模型有效地用于嵌入式应用的软件工程,要求开发进程能确保:模型是严格而完整的;在不影响模型的情况下优化所生成的系统实现;系统的整体结构由进程通过多个版本及要求的升级来维持。
为达到这些目标,基于模型的软件工程采用一种转换方法,重点讨论采用这种转换方法在代码中添加测试支持,但该技术也可应用于手工实现的UML模型。这种转换方法的特点将在下文介绍。
b. 分析模型
分析是针对问题本身为其建立与实现无关的模型方案的过程。有效的分析模型是严密而完整的,而且与实现方法无关。UML是由OMG定义的一种标准符号,主要用于表达分析建模。分析过程可以产生:
域(domain)模型:这是一种UML类图,它将系统分解成独立的主题区域,称为域。这些域由包和从属箭头显示桥表示,其中后者是域之间的需求流(flow of requirement)。可以对域进行分析,或者用其它方法开发,如人工编写的代码、继承代码、从其它源生成、从某个库导入等等。域服务是组成域接口的方法。由于域为某个问题区定义了完整的规范,所以可以独立对其测试,然后再与其它域结合以便进一步测试。
信息模型:对于每一个要分析的域来说,UML类图可用于定义组成该域结构的类(class)。类之间互相关联,还可继承其它类。
情境(scenario)模型:UML序列表或UML协作图捕获某个特定域的主要情境,用于表现域服务(操作)、类服务(方法)、类事件消息及该域引用的域外服务之间的相互作用。
状态模型:对于接受事件消息的每一个类来说,UML状态图可用于捕捉类周期,并定义该类与状态有关的特性。
行为模型:对于每个域服务、类服务和状态行为,都会生成一个详细而明确的行为描述。这由一种行为语言来表达,这种分析级“编程”语言提供了完整的分析级执行基元,而不会影响实现。用行为语言来表示行为细节,可以在实现分析基元的转换阶段之前保留极大的自由度,这对于优化至关重要。
c. 设计
设计是产生可将分析构造映射到运行时间环境中的策略和机制的过程。其概念与分析不同,大部分初步设计工作可以在与分析活动无关的情况下进行。
d. 转换
转换是用设计策略将每一个要分析域的UML模型映射到实现的过程。设计分两个阶段进行:
结构设计:识别系统的执行单元(线程/任务/进程),将其分配至处理器,并将域分配至单元。
机械设计:开发将分析映射到实现的详细模式(用模板描述),并建立基本机制以支持这一实现。