UML核心建模--高级动态建模.pdf

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第 8 章高级动态建模实时系统........................................................................2
面向对象和实时系统..................................................................................3
实时的概念..................................................................................................4
UML 的实时建模手段..............................................................................11
如何适应实时系统....................................................................................19
小结......................................................................................................22
第 8 章高级动态建模实时系统
用 UML 建模的大部分系统是实时系统关于什么是实时系统没有一个准确的定义
但是在实时系统中时间是最重要的因素具体来说实时系统具有以下一些特点系统
必须在指定时间内处理外部事件进程并发执行以及需要对系统的性能进行优化基于
这些特点可以将大多数系统看作是实时系统因而需要在模型中描述时间限制
图 8-1 显示了一个实时系统
z 时间线是最重要的系统必须在指定时间内( 响应时间)完成指定功能
z 事件驱动系统必须连续响应外部环境产生的事件这些事件驱动系统的执行
z 软件的不同部分以线程的形式并发执行并发线程可以在一个真正的并发系统中
运行在这样的系统中不同的线程可以在不同的处理器上执行并发线程也可
以在一个模拟的并发环境中运行在这样的环境中只有一个处理器执行所有线
程但是并发操作系统可以合理调度这些线程共享同一个处理器并发可以有效
地利用硬件资源在大量外部事件以异步形式出现的系统的建模时非常有用
z 对非功能性的需求有较高的要求如可靠性容错性能
z 非确定性因为并发的复杂性要证明一个系统在所有条件下正确地工作是不可
能的
实时系统建模需要描述下列情况时间需求异步事件处理通信并发和同步因
为实时系统通常是分布式的所以模型常常还要描述系统的分布与实时系统最相关的图
是动态模型图如序列图和协作图但是有一点要说明的是任何一个实时系统也会有
静态结构这些结构需要用类图和分布图来描述
一个实时系统通常与其运行的物理环境紧密结合在一起因为实时系统通常通过传感
器和控制设备来接收事件和采集信息因而实时系统经常同一些特殊的硬件联系在一起
不得不处理低级中断和硬件接口与特殊软硬件紧耦合在一起的系统称为嵌入式系统
在汽车家用电器制造机械等系统中常带有嵌入式系统嵌入式实时系统通常需要使用
一个小的需要很少内存的容易集成进系统的小实时操作系统即使在最坏情况下(所有
事件一起发生) 嵌入式系统也必须能够尽可能快地处理与控制硬件有关的事件
通常将实时系统分为两类硬实时系统和软实时系统在硬实时系统中出现迟缓的
或不正确的响应是不可接受的即将导致系统的终止如飞机控制系统救生系统火
车自动控制系统等都是硬实时系统而在软实时系统中偶尔可以接收一个迟缓的或不正
确的响应如在一个数字电话系统中有时连接一个呼叫可能需要较长的时间或连接
可能会失败对这两种情况没有一种认为是严重的或危险的错误
因而设计实时系统的要求比较高特别是在设计硬实时系统时系统必须具有容错
能力即系统必须能够处理软件和硬件中的意外错误不管在何种情况下系统必须是可
操作的为了即使在最坏情况下系统也能够处理事件必须对系统性能进行优化使得
在必须的时候系统有足够的资源来处理发生的事件


实时应用