6、系统设计中的规格说明与建模技术详解

系统设计中的规格说明与建模技术详解

在系统设计领域，准确的规格说明和建模是确保系统成功实现的关键。本文将详细介绍几种重要的建模技术，包括UML、微分方程、有限状态机及其扩展等，探讨它们的特点、应用场景以及优缺点。

1. UML在实时应用中的发展

UML（统一建模语言）最初并非为实时应用而设计，但UML 2.0引入了时序图作为一种特殊类型的图。这种图能够引用物理时间，类似于时序图（TDDs）。此外，某些UML“配置文件”允许额外的注释来引用时间。这使得UML在实时系统建模方面有了一定的扩展和应用。

2. 微分方程与Modelica语言

微分方程可以用数学语言来表达，而设计工具的输入通常需要这种语言的特定变体。Modelica就是这样一种语言，它旨在对网络物理系统进行建模。

2.1 Modelica的特点

• 形式多样 ：Modelica具有图形和文本两种形式。使用图形形式时，系统可以描述为一组相互连接的模块，每个模块可以用方程来描述，模块之间的连接表示数学意义上的公共变量。
• 方程双向性 ：和数学中的方程一样，Modelica中的方程（和连接）具有双向意义，这与编程语言不同。

2.2 示例：弹跳球模型

以下是一个用Modelica实现的弹跳球模型：

model StickyBall
    type Height = Real(unit = "m");
    typ