QT1052基于OO的LineTracer设计建模中的动态建模与实现2-QQ4991024

I摘要OO开发是当今软件开发的主流方法，其中软件设计是整个方法中最重要的环节之一，特别是对于多数人开发的嵌入式系统，应当采用一种科学的设计方法来开发。与传统的方法相比，采用OO进行嵌入式系统开发，能使系统具有很强的可维护性，可扩展性，可重用性等优势。采用面向对象建模语言UML语言进行嵌入式系统建模，能帮助人们思考问题，理解问题，定义术语，及准确地完成了分析人员与用户需求达到形式化层次上的一致性，也为程序开发人员建立了清晰的程序结构和行为准则，大大缩短了系统开发周期，并使系统的升级和重用成为可能。文章首先论述LineTracer系统的研发背景,然后对系统中所使用到的技术及模型进行说明,通过对需求式样书的分析,建立系统的用例视图,再进行静态分析,建立系统的对象模型,即类图。最后实现系统的动态模型,重点对动态模型中的状态图，顺序图，协作图进行研究，为实现系统奠定扎实的基础。同时，也为提高软件的开发效率，缩短开发周期起到了很大的作用。关键词：面向对象，动态建模，UMLIIABSTRACTOOsoftwaredevelopmentisthemainstreamoftoday'ssoftwaredevelopmentmethods,softwaredesignisthemostimportanttacheamongthedevelopmentcourse.Especiallyintheembeddedsystemsdevelopmentwhichdeveloppedbymostofpeople,Soitshouldadoptascientificdesignapproachtodevelop.Comparedwiththetraditionalmethod,usingOOforembeddedsystemsdevelopment,canmakethesystemmaintainability,scalability,reusability,andotheradvantages.ThemainmodellanguageofOOisUMLwhichusedonembeddedsystemsformodeling,canhelppeopletothink,understandtheproblem,definitionsofterms,andcompletetheconsistencyoftheanalysitandusers’srequirementformalizeexactly,butalsoforestablishingaclearprogramstructureandtheruleofconductfordevelopers,greatlyreducingthedevelopmentofthesystem’scycle,andmakethesystemupgradesandreusepossibility.Thispaperfirstdiscribethesystem’sresearchbackground,andthenexplainthetechnicalandmodelwhichusinginthesystem,afteranalysetherequirementanalysis,modelingtheusecaseviewofthesystem,toconductstaticanalysis,tomaketheobjectmodel,whichnamedclassdiagram.Finallyachievethedynamicmodel,thesystem’sdynamicmodel,includingstatechartdirgram,sequencedirgram,collaborationdirgram,laidasolidfoundationforachievingthesystem.Atthesametime,toimprovetheefficiencyofsoftwaredevelopmentandshortenthedevelopmentcyclehasplayedasignificantrole.Keywords:object-oriented,dynamicmodel,UMLI目录第1章绪论.................................................11.1研究背景........................................................11.2研究现状........................................................21.3研究内容和目标..................................................31.4本文的结构安排..................................................3第2章原理及关键技术........................错误!未定义书签。2.1面向对象方法原理及UML动态建模..................错误!未定义书签。2.1.1面向对象方法原理...........................错误!未定义书签。2.1.2UML动态建模................................错误!未定义书签。2.2建模工具........................................错误!未定义书签。第3章系统的面向对象分析....................错误!未定义书签。3.1系统需求陈述及可行性分析........................错误!未定义书签。3.1.1系统需求式样概述...........................错误!未定义书签。3.1.2系统需求分析...............................错误!未定义书签。3.2验证软件需求....................................错误!未定义书签。3.3对象模型建立....................................错误!未定义书签。3.3.1确定类与对象...............................错误!未定义书签。3.3.2确定关联及属性.............................错误!未定义书签。3.3.3类的职责...................................错误!未定义书签。3.3.4类图.......................................错误!未定义书签。第4章系统的面向对象动态建模...................错误!未定义书签。4.1面向对象系统设计的原则与目标....................错误!未定义书签。4.2状态模型........................................错误!未定义书签。4.2.1类的状态确定...............................错误!未定义书签。4.2.2事件及转换的确定...........................错误!未定义书签。4.2.3状态图及状态跳转表.........................错误!未定义书签。4.3顺序模型........................................错误!未定义书签。4.3.1用例与工作流的确定.........................错误!未定义书签。4.3.2对象及消息分析.............................错误!未定义书签。II4.3.3顺序图.....................................错误!未定义书签。4.3.4顺序图与状态图的关系.......................错误!未定义书签。4.4协作模型........................................错误!未定义书签。4.4.1协作图分析.................................错误!未定义书签。4.4.2协作图.....................................错误!未定义书签。4.4.3顺序图与协作图的关系.......................错误!未定义书签。第5章动态模型在系统中的实现...................错误!未定义书签。5.1系统运行环境....................................错误!未定义书签。5.2任务设计........................................错误!未定义书签。5.3动态模型在路线追踪器系统中的实现..............错误!未定义书签。5.3.1状态图的实现...............................错误!未定义书签。5.3.2顺序图及协作图的实现.......................错误!未定义书签。结论........................................错误!未定义书签。参考文献........................................错误!未定义书签。致谢.....................................................411第1章绪论本课题LineTracer系统来源于理光公司的新人培训项目，为提高新人的开发水平，通过研究了嵌入式系统--路线追踪器(LineTracer)，以面向对象为开发方法，体验面向对象的嵌入式开发的动态建模过程。本章主要介绍面向对象开发的背景，现状以及针对本设计的研究内容及目标。1.1研究背景随着信息产业和微电子技术的发展，嵌入式系统的功能日渐强大，结构也愈加复杂，传统的嵌入式开发方法已不能满足开发要求，人们开始尝试用一些形式化的开发方法进行开发。一种适合于嵌入式系统的形式化开发方法，不仅能缩短嵌入式系统开发的周期，还能减少开发成本，提高系统质量。这种方法就是基于面向对象的开发方法。全世界的工程师建造了多种多样的模型[1]，每一种模型建立的方式都是不同的，而且都有其侧重点。在软件行业中，建立模型的方法多种多样，两种最常用的方法：基于算法方法建模和面向对象建模。与传统的软件开发方法相比，面向对象的方法占有明显的优势，具体表现在：与人类习惯思维方法一致，易维护，可重用性好，效率高，易扩展。传统的软件开发采用基于算法的方法。在这种方法中，主要的模块是程序或函数，这使开发人员将注意力集中在控制和将庞大的算法拆分成各个小块。虽然说这种方法本身并没有错误，但是随着需求的变化和系统的增长，用这种方法建立起来的系统很难维护。现代的软件开发采用面向对象的方法，在这种方法中，主要的模块是对象或者类，对象通常是从问题字典或者方法了典中抽象出来的，类是对一组具有共同特点的对象的描述。每一个对象都有自己的标识，状态和行为。面向对象开发UML[2]是一种很重要的面向对象的建模语言，建模是一项经过检验并被广泛接受的工程技术。一个成功的软件组织有很多成功的因素，其中共同的一点就是对建模的采用。动态建模是开发优秀软件的所有活动中的核心部分，其目的是把所要设计的结构和系统的行为沟通起来，并对系统的体系结构进行可视化和控制。动态建模时为了更好地理解正在构造的系统，并经常提供简化和复用的机会。模型可以是结构性的，强调系统的组织；它也可以是行为性的，强调系统的动态方面[3]。动态模型是对行为的简化。本课题重在研究动态建模，之所以要建模，一个基本的理由是：我们建模是为了能够更好地理解我们正在开发的系统。2研