Sequence 框圖顯示了 Use Case 框圖中各對象的具體功能流程。Sequence 框圖演示了業務過程的細節。值得注意的是,這個框圖只顯示對象,不顯示類。即 Sequence 框圖是針對某個特定情況、特定對象進行的描述。
Collaboration 框圖與 Sequence 框圖同樣描述對象間的相互關系。但它并不像 Sequence 框圖那樣以時間順序描述,而是著重顯示對象與角色之間的交互。其目的是讓質量保證工程師和系統建筑師分析對象之間處理過程的分布情況。如果分布不合理,系統建筑師可能考慮重新分配處理工作。
Component 框圖顯示模型的物理視圖,也顯示系統中軟、硬件組件及其相互關系。
Deployment 框圖則顯示了系統的物理布局和各組件的位置及配置方法。
這些框圖為系統的分析、設計、建模提供了多種圖形表達形式,可應用于開發的不同階段。它們的有機結合可以構建一個完整而一致的系統。下面針對于車載 GPS 終端這個具體項目說明 UML 在嵌入式系統設計中的具體應用。
2、UML 在車載 GPS 終端設計中的應用
2.1 車載GPS終端系統簡介
車載 GPS 終端是置于機動車內的實時定位裝置,如圖1所示。它的應用對象是需要定位、調度的車隊,例如:運輸車隊和出租車等。車輛可以通過終端和 GPS衛星進行實時、準確的定位,并通過無線通訊網絡上報遠程的中心系統。中心可以通過終端遠程監視車行軌跡,甚至在特殊情況下通過終端控制車輛。同時,終端還可以起到車載電話的作用,并可在車輛遇險時進行報警。另外,通過終端車輛還可以接收少量的調度信息。
2.2 需求分析
在對系統進行需求分析時,可以使用 Use Case 圖進行功能上的需求分析。Use Case 圖分角色(Actor)和案例(Case)兩部分。角色是與系統交互的人或物,而案例是系統提供的功能塊。使用 Use Case 觀察系統能夠將系統實現與系統目標分開,有助于開發人員了解最重要的部分,滿足用戶需求,而不會沉浸于實現細節。
對于車載 GPS 終端,主要的角色有兩種:車載終端用戶和監控中心用戶。終端用戶可以報警,打車載電話等;而監控中心可以查詢車輛位置,發送調度信息。其 Use Case 框圖如圖2所示。
2.3 規格說明
規格說明比需求分析更詳細,通過UML設計可以使規格說明更直觀、更清晰。首先,使用 Class 框圖描述系統處理的數據結構。例如在車載GPS終端的規格說明設計時可以使用 Class 框圖描述需要接收的 GPS 衛星信號,如圖3所示。
第二,在規格說明階段,還需要識別出系統的對象。首先以功能塊劃分,廣泛地找出系統的主要對象;然后使用 Collaboration 框圖描述它們之間的關系。圖4描述了車載 GPS 終端的主要對象,根據框圖可以進行進一步的細化。
最后,在規格說明階段進行系統的業務描述。即規范系統完成一定功能的主要流程。這可以利用 Activity 框圖進行。圖5顯示了 GPS 數據到達時,車載 GPS 終端系統所進行的處理流程。
2.4 系統設計
規格說明完成后,需要對系統的各個模塊及模塊之間的關系仔細地分析,從而確定哪些部分使用硬件完成,哪些部分使用軟件實現。在本例中,需要硬件實現的模塊有:GPS 接收模塊、電源模塊、用戶控制模塊、LCD 顯示模塊和 GSM 通訊模塊。所有的控制邏輯和數據計算全部由主控制器的軟件實現。
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