5、UML在系统设计与模型火车控制器中的应用

UML在系统设计与模型火车控制器中的应用

1. 系统设计形式化

在系统设计中，我们需要考虑对象之间的联系以及类之间的关联。例如，对象之间存在链接，类之间存在关联，并且可以通过一些属性来描述这些关系，如数量、消息集等。在UML（统一建模语言）中，我们可以使用不同的图形和符号来表示这些关系。

UML中的版型名称以 < > 的形式书写，用于表示信号这种通信机制。在行为描述方面，我们不仅要指定系统的结构，还要指定其行为。一种指定操作行为的方法是使用状态机。在UML状态机中，状态之间的转换由骨架箭头表示，并且状态的转换不是依赖于时钟操作，而是由事件的发生触发。

事件是某种类型的动作，它可以来自系统外部，如用户按下按钮；也可以来自系统内部，如一个例程完成计算并将结果传递给另一个例程。UML定义了三种主要类型的事件：
- 信号 ：是一种异步发生的事件，在UML中由标记为 < > 的对象定义。该对象作为事件存在的声明，并且可以有参数传递给信号的接收者。
- 调用事件 ：遵循编程语言中过程调用的模型。
- 超时事件 ：使机器在一定时间后离开某个状态。边上的标签 tm(time - value) 给出了转换发生的时间量，通常使用外部定时器来实现。

下面是一个简单的状态机示例，用于理解UML状态机的语义：

graph LR
    classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke