趙迪 徐景忠

摘要：為了解嵌入式系統(tǒng)軟件技術(shù)發(fā)展的建模問題，利用UML構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)軟件模型，采用簡(jiǎn)潔直觀的圖形描述系統(tǒng)中對(duì)象，使理論建模在整個(gè)開發(fā)過程實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，所建模型能夠使系統(tǒng)有序、準(zhǔn)確地指導(dǎo)后續(xù)控制代碼的編寫，大大縮短了軟件開發(fā)周期，由此證明，UML作為一種與編程語(yǔ)言無(wú)關(guān)的通用建模語(yǔ)言，可應(yīng)用于多種類型的嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)，該文將重點(diǎn)討論如何在嵌人式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用UML技術(shù)，并用ATM系統(tǒng)作為實(shí)例來具體演示采用UML的嵌人式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程。

關(guān)鍵詞：UML；嵌入式系統(tǒng)；軟件建模；ATM系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)07-1571-02

Based on UML Embedded System Software Model ATM

ZHAO Di，XU Jing-zhong

(Xiamen University, School of Information Science and Engineering, Xiamen 361005, China)

Abstract: To understand the development of embedded system software technology modeling problem, use UML construct embedded system software model, a simple visual graphics describe system object, make theoretical modeling in the whole development process realized the standardization, the model can make the system and orderly, accurate to guide the follow-up control code compiling, greatly reducing the software development cycle, demonstrating, UML as a programming language has nothing to do with the general modeling language, can be applied to various types of embedded system software development, this paper will focus on how to design of embedded type system people use UML technology, and ATM system as an example to demonstrate the UML into specific people type system design process.

Key words: UML; Embedded system. Software modeling; ATM system

UML（Unified Modeling Language，統(tǒng)一建模語(yǔ)言），是一種面向?qū)ο蟮慕ＵZ(yǔ)言。它的主要作用是幫助用戶對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行面向?qū)ο蟮拿枋龊徒?，它可以描述這個(gè)軟件開發(fā)過程從需求分析直到實(shí)現(xiàn)和測(cè)試的全過程，所以它在嵌入式系統(tǒng)中起到了很大作用。本文將重點(diǎn)討論如何在嵌人式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中使用UML技術(shù)。

1統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML及其集成

1.1統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML

1997年，UML起源于世界對(duì)象建模組織所頒布的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，是一種圖形化的語(yǔ)言，它支持模型化和系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)。也能夠在產(chǎn)品開發(fā)過程中每個(gè)階段提供模型化和可視化支持，所以UML又稱作為建模語(yǔ)言。

1.2 UML的集成

標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言UML的重要內(nèi)容可以由下列5類圖來定義：

第一類是用例圖（use case diagram），從用戶的角度描述系統(tǒng)功能，并指出各功能的操作者。

第二類是靜態(tài)圖（static diagram），包括類圖、對(duì)象圖和包圖。其中類圖描述系統(tǒng)中類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。對(duì)象圖是類圖的實(shí)例，使用與類圖幾乎完全相同的標(biāo)識(shí)。包圖用于描述系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)。

第三類是行為圖（behavior diagram），描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型和組成對(duì)象之間的交互關(guān)系，包括狀態(tài)圖和活動(dòng)圖。其中狀態(tài)圖描述類的對(duì)象所有可能的狀態(tài)以及事件發(fā)生時(shí)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件。而活動(dòng)圖描述滿足用例要求所要進(jìn)行的活動(dòng)以及活動(dòng)間的約束關(guān)系。

第四類是交互圖（interactive diagram）描述對(duì)象間的交互關(guān)系，包括時(shí)序圖和合作圖。前者是對(duì)象交互的順序起強(qiáng)調(diào)作用。后者是對(duì)象間的上下級(jí)關(guān)系起強(qiáng)調(diào)作用。

第五類是實(shí)現(xiàn)圖（implementation diagram），包括組件圖和配置圖。前者描述代碼部件的物理結(jié)構(gòu)及各組件之間依賴關(guān)系。后者定義系統(tǒng)中軟硬件的物理體系結(jié)構(gòu)。

2 UML在ATM自動(dòng)取款機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1系統(tǒng)概述

ATM自動(dòng)取款機(jī)，是計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)出納系統(tǒng)。它主要服務(wù)于活期儲(chǔ)蓄，是實(shí)現(xiàn)客戶自我服務(wù)的先進(jìn)電子化設(shè)備。因?yàn)锳TM技術(shù)的高安全性和高速度，所以在我國(guó)的發(fā)展十分迅速。每天銀行都有大量的數(shù)據(jù)報(bào)表要通過計(jì)算機(jī)處理后匯總到數(shù)據(jù)庫(kù)中，ATM技術(shù)的產(chǎn)生為此過程的安全性提供了強(qiáng)大的支持。

2.2系統(tǒng)的用例圖

用例視圖強(qiáng)調(diào)從用戶的角度看到的或需要的系統(tǒng)功能，是被稱為參與者的外部用戶所能觀察到的系統(tǒng)功能的模型圖。建立用例視圖分為以下幾個(gè)步驟：角色的確定；創(chuàng)建用例；創(chuàng)建角色-用例關(guān)系圖。角色不是系統(tǒng)的一部分，是與系統(tǒng)有交互作用的人或事物。通常情況下這代表了一個(gè)系統(tǒng)的使用者或外部通信的目標(biāo)。用例模型是系統(tǒng)和角色之間的對(duì)話，它表現(xiàn)系統(tǒng)提供的功能，即系統(tǒng)給操作者提供什么樣的使用操作。在角色和用例之間存在關(guān)聯(lián)關(guān)系，這種類型的關(guān)聯(lián)關(guān)系通常涉及到角色和用例之間的通信關(guān)聯(lián)關(guān)系。用戶、項(xiàng)目管理員、分析人員、開發(fā)人員、質(zhì)量保證工程師和任何對(duì)系統(tǒng)感興趣的人都可以瀏覽這個(gè)框圖，了解系統(tǒng)的框圖。這個(gè)關(guān)系圖直觀的顯示了ATM系統(tǒng)使用用例與角色間的交互?？蛻艉豌y行官員的用例關(guān)系圖如圖1、圖2所示。

圖1客戶的用例關(guān)系圖

圖2銀行官員的用例關(guān)系圖

3結(jié)束語(yǔ)

本文首先對(duì)UML建模語(yǔ)言做了簡(jiǎn)單介紹，主要敘述了用UML建模語(yǔ)言工具的重要步驟：分為五個(gè)視圖。隨后舉了一個(gè)UML在實(shí)際ATM系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要介紹了系統(tǒng)的用列圖。

該模型基本可以用面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言工具實(shí)現(xiàn)。由于在建模過程中采用了面向?qū)ο筌浖こ痰乃枷?，因此在?shí)現(xiàn)時(shí)能夠充分利用軟件復(fù)用技術(shù)，加快了系統(tǒng)的開發(fā)進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：

[1] Konrad S,Cheng B H C, Campbell L A.Object Analysis Patterns for Embedded Systems[J].IEEE Trans on Software Engineering，2004，30(12)：970-992.

[2] Liang Ying. From UseCases to Classes: A Way of Building Object Model with UML[J]. Information and Software Technology,2003(2): 651-659.

[3] Schmuller J. The Basic, Cases and Application of UML[M].Trans by Li Hu,Wan Li wei. Beijing: Posts & Telecommunications Press, 2002.

[4] Booch G, Rumbaugh J, Jacobson I.The Unified Modeling Language User Guide[M].Massachusetts: Addision-Wesley-ley，1999.

[5] Computational Intelligence in Scheduling (SCIS 07)[EB].IEEE Press, 2007:57-64.doi:10.1109/SCIS.2007.357670.