UML在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

　　1.2 UML 框圖

　　作為一種可視化建模語言，UML 中的所有語素是一個(gè)個(gè)框圖。設(shè)計(jì)人員就是用這一個(gè)個(gè)框圖描述整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。UML 模型的框圖主要有以下幾種：

　　Business Use Case框圖和Use Case框圖，前者主要描述整個(gè)機(jī)構(gòu)的功能，后者主要從用戶的角度描述系統(tǒng)的功能。所以后者通常用于與系統(tǒng)客戶交流，提取用戶的需求。

　　Class 框圖，這一種是靜態(tài)圖，描述系統(tǒng)中的類。在此框圖中可以體現(xiàn)類的主要內(nèi)容和功能、類之間的結(jié)構(gòu)和相互關(guān)系。

　　State Chart 框圖提供了建模對象的各種狀態(tài)及它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。它提供建模系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)功能。這些框圖廣泛用于建立實(shí)際的系統(tǒng)，將會(huì)生成系統(tǒng)的全部代碼。

　　Activity 框圖與 State Chart 框圖同樣描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)功能，但它著重于顯示系統(tǒng)的功能流，顯示 Use Case 框圖中某個(gè)案例（Case）的事件流。它定義了工作流從何時(shí)開始、哪里開始、按什么順序發(fā)生、最終在哪結(jié)束。

　　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(yè)務(wù)過程的細(xì)節(jié)。值得注意的是，這個(gè)框圖只顯示對象，不顯示類。即 Sequence 框圖是針對某個(gè)特定情況、特定對象進(jìn)行的描述。

　　Collaboration 框圖與 Sequence 框圖同樣描述對象間的相互關(guān)系。但它并不像 Sequence 框圖那樣以時(shí)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(zhì)量保證工程師和系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)中軟、硬件組件及其相互關(guān)系。

　　Deployment 框圖則顯示了系統(tǒng)的物理布局和各組件的位置及配置方法。

　　這些框圖為系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)、建模提供了多種圖形表達(dá)形式，可應(yīng)用于開發(fā)的不同階段。它們的有機(jī)結(jié)合可以構(gòu)建一個(gè)完整而一致的系統(tǒng)。下面針對于車載 GPS 終端這個(gè)具體項(xiàng)目說明 UML 在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。

　　2、UML 在車載 GPS 終端設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

　　2.1 車載GPS終端系統(tǒng)簡介

　　車載 GPS 終端是置于機(jī)動(dòng)車內(nèi)的實(shí)時(shí)定位裝置，如圖1所示。它的應(yīng)用對象是需要定位、調(diào)度的車隊(duì)，例如：運(yùn)輸車隊(duì)和出租車等。車輛可以通過終端和 GPS衛(wèi)星進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的定位，并通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)上報(bào)遠(yuǎn)程的中心系統(tǒng)。中心可以通過終端遠(yuǎn)程監(jiān)視車行軌跡，甚至在特殊情況下通過終端控制車輛。同時(shí)，終端還可以起到車載電話的作用，并可在車輛遇險(xiǎn)時(shí)進(jìn)行報(bào)警。另外，通過終端車輛還可以接收少量的調(diào)度信息。

　　2.2 需求分析

　　在對系統(tǒng)進(jìn)行需求分析時(shí)，可以使用 Use Case 圖進(jìn)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(tǒng)交互的人或物，而案例是系統(tǒng)提供的功能塊。使用 Use Case 觀察系統(tǒng)能夠?qū)⑾到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)目標(biāo)分開，有助于開發(fā)人員了解最重要的部分，滿足用戶需求，而不會(huì)沉浸于實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

　　對于車載 GPS 終端，主要的角色有兩種：車載終端用戶和監(jiān)控中心用戶。終端用戶可以報(bào)警，打車載電話等；而監(jiān)控中心可以查詢車輛位置，發(fā)送調(diào)度信息。其 Use Case 框圖如圖2所示。