嵌入式设计对UML工具的要求
嵌入式开发中的软件架构设计
嵌入式开发中的软件架构设计嵌入式开发是现代科技领域中的重要一环，它涉及到各种智能设备和嵌入式系统的开发与设计。
在嵌入式开发中，软件架构设计起着至关重要的作用。
本文将介绍嵌入式开发中的软件架构设计原则、常见的软件架构模式，以及如何选择适合的软件架构设计方案。
一、嵌入式开发中的软件架构设计原则在进行嵌入式软件架构设计时，需要遵循一些基本原则，以确保软件架构的稳定性、可靠性和可维护性。
以下是几个重要的原则：1. 模块化设计：嵌入式系统通常由多个模块组成，每个模块负责不同的功能。
模块化设计可以使系统的各个模块相互独立，易于调试和维护。
2. 可重用性：合理设计软件模块，以便于在不同的项目中重复使用。
这将提高开发效率，减少代码量，降低项目开发成本。
3. 可扩展性：嵌入式系统的需求可能会随时间不断变化。
因此，软件架构设计应具备良好的可扩展性，以便于根据实际需求进行系统的扩展和升级。
4. 可靠性和安全性：嵌入式系统通常面临着严格的可靠性和安全性要求。
软件架构设计应当考虑到系统的性能和稳定性，并采取相应的措施来确保数据的安全性。
5. 性能优化：嵌入式系统通常拥有有限的资源，包括处理能力、内存和存储空间等。
软件架构设计应当考虑到这些资源限制，并尽可能优化系统的性能。
二、常见的嵌入式软件架构模式针对不同的应用场景和需求，存在多种嵌入式软件架构模式可供选择。
以下是一些常见的模式：1. 单机框架模式：在这种模式下，嵌入式系统作为一个单一的实体存在，所有的功能模块都运行在同一台设备上。
这种模式适用于资源较为充足、功能相对简单的嵌入式系统。
2. 分布式框架模式：在这种模式下，嵌入式系统的各个功能模块分布在不同的设备上，通过网络进行通信和协作。
这种模式适用于功能复杂、需要协同工作的嵌入式系统。
3. 客户端-服务器模式：这种模式下，嵌入式系统被分为客户端和服务器两个部分。
客户端负责与用户进行交互，服务器负责处理数据和逻辑。
这种模式适用于需要与用户进行交互的嵌入式系统。
嵌入式软件设计的几个原则
嵌入式软件开发如果具有更好的阅读性、扩展性以及维护性，就需要考虑很多因素。
今天给大家分享几个嵌入式软件设计的原则。
1 设计原则SRP 单一职责原则Single Responsibility Principle每个函数或者功能块只有一个职责，只有一个原因会使其改变。
OCP 开放一封闭原则The Open-Closed Principle对于扩展是开放的，对于修改是封闭的。
DIP 依赖倒置原则Dependency Inversion Principle高层模块和低层模块应该依赖中间抽象层（即接口），细节应该依赖于抽象。
ISP 接口隔离原则Interface Segregation Principle接口尽量细化，同时方法尽量少，不要试图去建立功能强大接口供所有依赖它的接口去调用。
LKP 最少知道原则Least Knowledge Principle一个子模块应该与其它模块保持最少的了解。
图片2 单一职责原则(SRP)函数或功能应该仅有一个引起它变化的原因。
单一职责原则是最简单但又最难运用的原则，需要按职责分割大模块，如果一个子模块承担的职责过多，就等于把这些职责耦合在一起，一个职责的变化可能会削弱或抑制这个模块完成其他职责的能力。
划分依据是影响它改变的只有一个原因，并不是单纯理解的一个模块只实现一个功能，对函数层面也是如此。
2.1 什么是职责在SRP 中把职责定义为“变化的原因”(a reason for change)，如果有可能存在多于一个的动机去改变一个子模块，表明这个模块就具有多个职责。
有时很难注意到这点，习惯以组的形式去考虑职责。
例如Modem 程序接口，大多数人会认为这个接口看起来非常合理。
//interface Modem 违反SRPvoid connect();void disconnect();void send();void recv();然而，该接口中却显示出两个职责。
第一个职责是连接管理，第二个职责是数据通信，connect和disconnect函数进行调制解调器的连接处理，send 和recv 函数进行数据通信。
uml规范
uml规范UML是一种用于建模软件系统的图形化语言，它提供了一套符号和规则，使得软件开发者能够在设计和开发过程中更好地理解和交流系统的结构和行为。
在实践中，使用UML能够提高软件开发的效率和质量，并且能够促进团队协作和沟通。
在进行UML建模时，应该遵循一些规范，以确保模型的准确性和可理解性。
下面是一些常见的UML规范：1. 使用适当的图表类型：UML提供了多种不同的图表类型，如用例图、类图、时序图、活动图等。
在建模过程中，应该选择最合适的图表类型来表示系统的不同方面和视角。
2. 使用清晰的命名和注释：在建模过程中，应该使用清晰和有意义的命名来命名模型元素，如类、属性、方法等。
同时，在图表中加入适当的注释，以促进他人对模型的理解。
3. 使用一致的符号和标记：UML提供了一套符号和标记，如箭头、实线、虚线等，用于表示不同的关系和连接。
在建模过程中，应该使用一致的符号和标记，以确保模型的一致性和易读性。
4. 定义明确的关系和连接：在UML中，模型元素之间的关系和连接非常重要。
在建模过程中，应该明确定义和表示不同的关系和连接，如关联、聚合、继承等，以确保模型的准确性和完整性。
5. 使用适当的颜色和样式：在建模过程中，可以使用适当的颜色和样式来增强模型的可视化效果。
例如，可以使用不同的颜色表示不同的元素类型，或者使用不同的样式表示不同的模型状态。
6. 使用适当的层次和抽象级别：在建模过程中，应该使用适当的层次和抽象级别来表示系统的不同层次和组成部分。
例如，可以使用包和子系统来组织和管理模型的各个部分。
7. 更新和维护模型：在软件开发过程中，系统需求和设计可能会不断变化。
因此，建模过程应该是一个持续的过程，需要不断更新和维护模型，以保持其与实际系统的一致性。
总之，UML规范提供了一套准则和规则，帮助软件开发人员有效地建模和设计软件系统。
通过遵循这些规范，可以提高模型的可理解性、可维护性和可重用性，从而提高软件开发的效率和质量。
UML建模的嵌入式系统开发方法研究
应 用 ， 秒 表 系 统 为 例 阐 述 ＵＭ Ｉ 用 于 嵌 入 式 系 统 的 开 以 应 发 过程 。
成 本 、 积 、 耗 等 严 格 约 束 的 专 用 计 算 机 系 统 。嵌 入 体 功 式 系统 是 先 进 的计 算 机 技 术 、 网络 通 信 技 术 、 制 理 论 、 控 半 导 体 技 术 和 现 代 电子 技 术 与 各 行 业 具 体 应 用 相 结 合 的 产
ＵＭＬ建 模 的 嵌 入 式 系统 开 发 方 法 研 究
周 志 锋 ， 博 ， 广 富 徐 孙
（ 防科 学 技 术 大 学 电 子 科 学 与 工 程学 院 卫 星导 航 定 位 研 发 中心 ， 沙 ４ ０ ７ ） 周 长 １ ０ ３
摘 要 ：介 绍 了嵌入 式 系统 的 特 点 ， 结 了开 发 嵌 入 式 系统 所 要 解 决 的 关键 问 题 ， 证 了使 用 ＵＭＬ 开发 嵌 入 式 系统 的 可 总 论
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｓ：ｅ ｂｅ ｅ ｙ ｔ ｍ ；Ｕ Ｍ Ｉ ；Ｒｈａ ｏｄ ｄ ｍ ｄｄ ｄ ｓ ｓ ｅ ｐｓ ｙ
点 的 角 度 出发 ， 论 ＵＭＬ在 嵌 入 式 系 统 开 发 中 的研 究 与 讨
引 言
嵌 人 式 系 统 是 指 以 应 用 为 中 心 ， 计 算 机 技 术 为 基 以 础 ， 硬 件 可 裁 剪 ， 应 应 用 环 境 对 功 能 、 时性 、 靠 性 、 软 适 实 可
关键 词 ： 入 式 系统 ； 嵌 ＵＭＩ；１ ． ３ １５
文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｒｅ ｅａ ｃ ｆＤｅ ｅｌ ｍｅｎ ｅ ｈ ｄ ｏ ｓ ｒ ｈ ｏ ｖ ｏｐ ｔＭ ｔ ｏ ｆＥｍ ｂ ｄ ｄ Ｓｙ ｔ ｅｄ ｅ ｓ ｅｍ ｓ ｄ Ｏｎ ＵＭＬ Ｍｏ ｅｌ ｇ Ｂａ ｅ ｄ ｉ ｎ
UML组件图中的组件和接口定义与应用范围详细解读
UML组件图中的组件和接口定义与应用范围详细解读UML（统一建模语言）是一种常用的软件工程工具，用于描述和设计软件系统的结构和行为。
其中，UML组件图是一种用于表示系统中各个组件及其之间关系的图形表示方法。
本文将详细解读UML组件图中的组件和接口的定义以及它们的应用范围。
一、组件的定义与应用范围在UML组件图中，组件是指系统中的一个模块或部分，它可以是一个独立的、可替换的实体，也可以是一个更大的系统的一部分。
组件可以是软件组件，如类、模块、库等，也可以是硬件组件，如处理器、传感器等。
组件可以具有自己的内部结构和行为，并且可以与其他组件进行交互。
组件在UML组件图中以一个长方形表示，其中包含组件的名称和可选的属性。
组件之间的关系通过连接线表示，常见的关系有依赖关系、关联关系、组合关系等。
组件的应用范围非常广泛。
在软件开发中，组件可以用于模块化系统，使得系统更易于理解、维护和复用。
组件还可以用于构建分布式系统，其中各个组件可以在不同的计算机上运行，并通过网络进行通信。
此外，组件还可以用于构建嵌入式系统、云计算平台等。
二、接口的定义与应用范围在UML组件图中，接口是组件之间进行通信和交互的约定。
接口定义了组件对外提供的服务或功能，以及组件与其他组件之间的通信方式和协议。
接口可以是一组操作、方法或消息的集合，用于定义组件的行为。
接口在UML组件图中以一个圆形表示，其中包含接口的名称和可选的操作。
接口可以与组件关联，表示组件实现了该接口，也可以与其他接口关联，表示接口之间的依赖关系。
接口的应用范围也非常广泛。
在软件开发中，接口用于实现组件之间的解耦，使得组件可以独立开发和测试。
接口还可以用于实现组件的替换和升级，只需保持接口不变，即可替换底层实现。
此外，接口还可以用于实现系统的插件机制，使得系统可以动态加载和卸载插件。
三、组件和接口的应用案例为了更好地理解组件和接口的应用，以下是一个简单的案例。
假设我们正在开发一个电子商务系统，其中包含商品管理、订单管理和用户管理三个模块。
13种uml简介、工具及示例
13种uml简介、工具及示例UML（Unified Modeling Language）是一种用于软件开发的标准化建模语言，它使用图形表示法来描述软件系统的不同方面。
在软件开发过程中，使用UML可以帮助开发人员更清晰地理解系统的结构和行为，从而更好地进行设计和实现。
UML提供了包括结构模型、行为模型和交互模型在内的多种建模方式，其中每种模型都有各自的符号和语法规则。
通过使用这些模型，开发人员可以将系统分解成不同的部分，然后逐步细化这些部分的设计，以便更好地组织和管理项目。
在UML中，最常用的建模元素包括用例图、类图、时序图、活动图、状态图等。
每种图表都有其特定的用途和表达能力，开发人员可以根据实际需要选择合适的图表进行建模。
除了建模元素外，UML还定义了一系列的建模工具，这些工具可以帮助开发人员更高效地进行建模和分析。
其中一些常用的建模工具包括Enterprise Architect、Rational Rose、StarUML等。
下面将对13种UML简介、工具及示例进行详细介绍：1. 用例图（Use Case Diagram）用例图是UML中描述系统功能和用户交互的基本图表之一。
它用椭圆表示用例，用直线连接用例和参与者，展示了系统外部用户和系统之间的交互。
用例图可以帮助开发人员更清晰地理解系统的功能需求，从而指导系统的设计和实现。
示例：一个简单的在线购物系统的用例图包括用例“浏览商品”、“添加商品到购物车”、“提交订单”等，以及参与者“顾客”和“管理员”。
2. 类图（Class Diagram）类图是UML中描述系统结构和静态关系的基本图表之一。
它用矩形表示类，用线连接类之间的关系，包括关联关系、聚合关系、继承关系等。
类图可以帮助开发人员更清晰地理解系统的对象结构和类之间的关系，从而支持系统的设计和重构。
示例：一个简单的学生信息管理系统的类图包括类“学生”、“课程”、“教师”等，以及它们之间的关系如“选修”、“授课”等。
UML在嵌入式系统开发中的应用
的是 如何在给 出的各种约 束条 件下给 出恰 当的项 目毹 让 成 员之间 的合作 、软件模 块和软 硬件 之 间的协 同开 决方 案 ，涉及到 生成具体 的抽 象类及 软硬 件平 台的选 发 ，以及具体 化客 户需 求的过 程都更加 规范 。 当前主
１． １ 、需 求 ：用例 图来 刻画客 户 的需求 。通过 用
益 扩大 ，人 们对 嵌入 式系 统需 求的 日益增 加 ，与此 同 例建模 ，发掘是 谁 与系统打 交道 、系统 的主 要功能 、 时用户 对嵌入 式 系统 的功能 、可 靠性 、体积 、功耗 等 系统 与外部 的交 互是是 如何 进行 的。通 过商 业过程 和 方面也 有 了更高 的标准 ，正 因如 此 ，现 如今 的嵌 入式 用户 需要构 建 的系统进 行分 析 ，可 以准 确把 握住 用户 系统 变得更 加复 杂 。那么 如何高 效率 的开 发一个 嵌入 的需求 ，保 证最终完成的系统完全 符合 用户的需要 。 １． ２ 、分 析 ：此阶段 主 要是对 用户 给 出的需 求进 式 系统 ，是一 个 当前急 需解决 的课题 。ＵＭＬ 是 一种定 义 良好 、易于表 达 、功能 强大且 普遍 适用 的建模 语言 行进一 步 的分 析 ，明确 问题 的细 节 。Ｕ ＭＬ 中的类 图能
统 开发 方法 ，并将其应用到 一个 名为数码相框 的实 际嵌入 式项 目中。应用结果表 明：结 合Ｕ Ｍ Ｌ 来开发嵌入式系统能够很好 的解决开 发过程 中从需 求分析 到实际测试各 阶段 的一
嵌入式系统设计方法
2.软件平台的选择
（1）操作系统的选择 操作系统的选择至关重要。一般而言，在选择嵌入式操作系统时，可以遵循以下原则： ➢ 市场进入时间 ➢ 可移植性 ➢ 可利用资源 ➢ 系统定制能力 ➢ 成本 ➢ 中文内核支持
2.软件平台的选择
（2）集成开发环境 集成开发环境IDE应考虑以下因素： ➢ 系统调试器的功能 ➢ 支持库函数 ➢ 编译器开发商是否持续升级编译器 ➢ 连接程序是否支持所有的文件格式和符号格式
第二章 嵌入式系统的设计方法
嵌入式系统的基本设计过程
良好的设计方法在嵌入式系统的开发过程中是必不可少的。
✓ 首先，好的方法有助于规划一个清晰的工作进度，避免遗漏重要的工作，例如性能的优化和可 靠性测试对于一个合格的嵌入式产品而言是不可或缺的。
✓ 其次，采用有效的方法可以将整个复杂的开发过程分解成若干可以控制的步骤，通过一些先进 的计算机辅助设计工具，按部就班、有条不紊地完成整个项目。
✓ 最后，通过定义全面的设计过程，可以使整个团队的各个成员更好地理解自身的工作，方便成 员之间相互交流与协作。
提纲
嵌入式系统的开发流程 传统的嵌入式系统开发方法 嵌入式系统的软硬件协同设计 嵌入式系统的测试技术
嵌入式系统开发流程流程
嵌入式系统开发的一般流程。主要包 括系统需求分析(要求有严格规范的 技术要求)、体系结构设计、软硬件 及机械系统设计、系统集成、系统测 试，最终得到最终产品。
系统调试与集成 把系统的软件、硬件和执行装置集成在一起，进行调试，发现并改进单元设计过程中的错误。
系统调试与集成
只有建立构件后，才能将它们合并得到一个可以运行的系统。当然在系统集成阶段并不 是仅仅把所有的构件连接在一起就行，在系统集成中通常都会发现以前设计上的错误。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
逻辑视图：捕获问题域的词汇，作为类和对象的集合。重 点是展示对象和类是如何组成系统、实现所需系统行为的 进程视图：建模在我们系统中的可执行线程和进程作为活 动类。其实，它是逻辑视图面向进程的变体，包含所有相 同的制品。 实现视图：对组成基于系统的物理代码的文件和组件进行 建模。它同样展示出组件之间依赖，展示一组组件的配置 管理以定义系统的版本。 部署视图：建模把组件物理地部署到一组物理的、可计算 节点上，如计算机和外设上。它允许你建模横跨分布式系 统节点上的组件的分布。 用例视图：所有其他视图都是从用例视图派生而来，该视 图把系统的基本需求捕获为一组用例，并提供构造其他视 图的基础。
类的属性、方法
类的继承
类的依赖
类的关联
关联的修饰
关联的导航箭头 类在关联中的角色名 关联的命名 关联的类的多重性 约束符 限定符
类的聚合
聚合是关联的一种，是较强的关联
类的组合
组合也是关联的一种，是比聚合更强的关 联
关联 聚合 组合的区别
聚合是关联的一种，是较强的关联 组合也是关联的一种，是比聚合更强的关 联 类与类之间的关系图
运行时的多态
小结
类的UML表示 类之间的关系 抽象类和接口类 类的多态特性
内容概要
面向对象基础
UML语言构
构造块——这些是基本UML建模元素、关系和图。 公共机制——表达语义细节的公共规定。 构架——系统构架的UML视图。
1）UML构造块
内容概要
面向对象基础 UML语言结构
astah工具介绍
对UML工具的要求
嵌入式设计对UML工具的要求
工具简练，容易上手 操作简单，最好和visio类似 生成的图漂亮 容易修改
astah介绍和演示
面向对象基础
类和对象 类的属性、方法(也翻译为操作、动作) 类和类的关系
继承(也翻译为泛化)。子类和父类 关联 依赖 聚合和组合 抽象类接口类 类的多态特性
类和对象
类是具有相同属性和操作的对象集合的总 称。它是面向对象的一个基本概念，类封 装了客观世界中对象实体的特征与行为， 即属性与方法。
•物件：这些是建模元素本身。 •关系：这些把物件联系在一起，关系说明两个或多个物件是如 何语义相关的。 •图：这些是UML模型的视图，它们展现物件的集合。
1.1)物件
结构物件：UML模型的名词，如类、接口、协作、 用例、活动类、组件、节点。 行为物件：UML模型的动词，如交互、状态机。 组物件：包，它用于把语义上相关的建模元素分 组为内聚的单元。 注解物件：注解，它附加到模型以捕获特殊信息。
抽象类和接口类的区别
抽象类表示“是一个（IS-A）”关系的抽象， 它抽象了类的本体，其使用动机是在不允 许实例化的限制下复用代码。接口表示 “能（CAN-DO）”关系的抽象，它抽象了 类的行为，其使用动机是松散对象间的耦 合以及实现程序多态性 抽象类与接口的区别及应用
类的多态特性
面向对象的三大特征： 1.封装：保证对象自身数据的完整性、安全性 2.继承：建立类之间的关系，实现代码复用、方 便系统的扩展 3.多态：相同的方法调用可实现不同的实现方式。 C++有两种多态： 1.编译时的多态：函数重载和运算符重载，在编 译时就决定调用哪个函数 2.运行时的多态：通过类继承和虚函数实现的。方 法可以包含具体实现代码 在C++中，含有纯虚拟函数(最少含有1个)的 类称为抽象类，它不能生成对象；可以包 含一般的方法
接口类
接口是一组方法声明的集合，其中应仅包 含方法的声明，不能有任何实现代码 在C++中，如果想定义一个接口，可以通过 将一个类中所有方法定义为纯虚方法来做 到
《如何使用UML》基础知识
陈王贤 2014-1-16
学习目标
掌握UML基础图形 了解UML语言结构 了解UML的8种视图(总13种) UML画图工具astah入门
内容概要
面向对象基础 UML语言结构 astah工具介绍
内容概要
面向对象基础
UML语言结构 astah工具介绍
1.2)关系
1.3)图
2）UML公共机制
规格说明：模型模板的、图标的定义 公共分类：各种元素的名词解释 修饰：模型元素的要点，如初始值、返回值、公用/私有等 扩展机制：约束、自定义结构等
2.1)规格说明
2.2)公共分类
2.3)修饰
2.4)扩展机制
3）UML架构