Sequence 框图显示了 Use Case 框图中各对象的具体功能流程。Sequence 框图演示了业务过程的细节。值得注意的是,这个框图只显示对象,不显示类。即 Sequence 框图是针对某个特定情况、特定对象进行的描述。
Collaboration 框图与 Sequence 框图同样描述对象间的相互关系。但它并不像 Sequence 框图那样以时间顺序描述,而是着重显示对象与角色之间的交互。其目的是让质量保证工程师和系统建筑师分析对象之间处理过程的分布情况。如果分布不合理,系统建筑师可能考虑重新分配处理工作。
Component 框图显示模型的物理视图,也显示系统中软、硬件组件及其相互关系。
Deployment 框图则显示了系统的物理布局和各组件的位置及配置方法。
这些框图为系统的分析、设计、建模提供了多种图形表达形式,可应用于开发的不同阶段。它们的有机结合可以构建一个完整而一致的系统。下面针对于车载 GPS 终端这个具体项目说明 UML 在嵌入式系统设计中的具体应用。
2、UML 在车载 GPS 终端设计中的应用
2.1 车载GPS终端系统简介
车载 GPS 终端是置于机动车内的实时定位装置,如图1所示。它的应用对象是需要定位、调度的车队,例如:运输车队和出租车等。车辆可以通过终端和 GPS卫星进行实时、准确的定位,并通过无线通讯网络上报远程的中心系统。中心可以通过终端远程监视车行轨迹,甚至在特殊情况下通过终端控制车辆。同时,终端还可以起到车载电话的作用,并可在车辆遇险时进行报警。另外,通过终端车辆还可以接收少量的调度信息。
2.2 需求分析
在对系统进行需求分析时,可以使用 Use Case 图进行功能上的需求分析。Use Case 图分角色(Actor)和案例(Case)两部分。角色是与系统交互的人或物,而案例是系统提供的功能块。使用 Use Case 观察系统能够将系统实现与系统目标分开,有助于开发人员了解最重要的部分,满足用户需求,而不会沉浸于实现细节。
对于车载 GPS 终端,主要的角色有两种:车载终端用户和监控中心用户。终端用户可以报警,打车载电话等;而监控中心可以查询车辆位置,发送调度信息。其 Use Case 框图如图2所示。
2.3 规格说明
规格说明比需求分析更详细,通过UML设计可以使规格说明更直观、更清晰。首先,使用 Class 框图描述系统处理的数据结构。例如在车载GPS终端的规格说明设计时可以使用 Class 框图描述需要接收的 GPS 卫星信号,如图3所示。
第二,在规格说明阶段,还需要识别出系统的对象。首先以功能块划分,广泛地找出系统的主要对象;然后使用 Collaboration 框图描述它们之间的关系。图4描述了车载 GPS 终端的主要对象,根据框图可以进行进一步的细化。
最后,在规格说明阶段进行系统的业务描述。即规范系统完成一定功能的主要流程。这可以利用 Activity 框图进行。图5显示了 GPS 数据到达时,车载 GPS 终端系统所进行的处理流程。
2.4 系统设计
规格说明完成后,需要对系统的各个模块及模块之间的关系仔细地分析,从而确定哪些部分使用硬件完成,哪些部分使用软件实现。在本例中,需要硬件实现的模块有:GPS 接收模块、电源模块、用户控制模块、LCD 显示模块和 GSM 通讯模块。所有的控制逻辑和数据计算全部由主控制器的软件实现。
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