9、嵌入式分布式系统的UML环境建模与设计

嵌入式分布式系统的UML环境建模与设计

1. 目的与范围

我们旨在展示一种5步迭代方法，特别是环境形式化的迭代方法，是提高需求规范质量的有效工具，能够生成对后续软件开发有用的正式需求规范。我们期望识别并解决给定非正式文档中的不完整性、不准确和不一致问题。

为了在有限篇幅内执行这5个步骤，我们选择了一个小型但具有代表性的案例进行研究。我们对BART系统中列车的行为进行建模，采用了一些简化的物理原理。这些列车是需要设计的aatc系统的环境，这样我们可以重点关注方法的步骤1（边界定义）和步骤2（环境建模）。我们仅关注列车不相互碰撞这一安全属性。设计了一个可以控制2列列车的aatc系统（有额外简化），并证明了这个简单系统的正确性。后续步骤的执行没有前两个步骤详细。在整个过程中，我们忽略了轨道坡度和天气条件，只关注列车的安全行驶，而不考虑列车按时从一个车站到另一个车站的问题。

2. 技术方法

我们的方法包含5个步骤，目标是生成高质量的正式需求文档，用于后续开发。以下是对这些步骤的详细解释：
- 步骤1：寻找系统边界 ：此步骤通过绘制用例图来记录系统边界以及与系统直接交互的参与者。在嵌入式控制器的情况下，我们扫描非正式需求文档，查找如“控制器”或“控制系统”等短语，以此确定需要设计的控制系统和需要控制的其余系统。在实际操作中，我们用虚线框表示系统，并标注系统名称；在框外放置代表参与者的简笔画，这些参与者可以是外部机械装置、传感器、应用程序或计算机设备等。系统的目标在图中用椭圆表示，称为用例，并与相关的参与者关联。用例图示例如下：

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