嵌入式软件开发中UML的应用探讨

　　嵌入式技术是在数字化仪器设备领域分析的基础上提出的一种构件化软件框架原模型，能够大大的提高软件开发的速度和效率，完成构件库的抽象设计。UML是一种独立于软件开发过程的统一建模语言，能够有效的嵌入到软件开发的过程中，提高软件开发的可复用性。如今，随着嵌入式技术的应用领域不断拓宽，UML作为一种支持嵌入式软件开发过程的建模语言，需要对其进行深入的了解。因此，本文基于以上情况，探讨了嵌入式软件开发过程中UML的应用现状和效果，并提出了部分发展建议，希望能够为嵌入式系统核心技术的发展提供一些参考。

　　由于嵌入式系统的应用范围越来越广，在网络、军事、航空、电器和工业自动化等领域的发展上有着重要的作用，其需求的不确定性和复杂性也在不断提高，导致技术更新周期越来越短，增加了嵌入式系统研发过程的难度。嵌入式技术能够适应计算机硬软件的属性和功能，提高系统的可靠性和兼容性，它的开发环境已经成为计算机领域研究的一个重点内容，传统的嵌入式技术已经不能满足市场和设计的需要，近年来，科技人员提出了一种迭代增量式软件设计方法，它能够克服传统技术的缺陷，发展十分迅速。

　　1 嵌入式软件的应用框架开发

　　应用框架是否合理关系到软件复用的最终效果，因此，在进行嵌入式软件应用框架的开发时，研究人员应该对系统的有关理论和对象的属性及内容有一个全面清晰的了解。一个合理的嵌入式框架应该具备复用性和延展性的特点，能够根据相关系统的安全性和开放性的不同适当延展或者缩短自己的部分功能，实现系统的顺利开发。嵌入式软件的应用框架开发的基本理念是CBSD思想，它能够适应计算机硬软件的属性和功能，提高系统的可靠性和兼容性，在开发之前将系统确定在一个方便、高效、安全的设计轨道上，保证系统升级的简便性。框架在软件的整体构造中属于一种占用面积较大的组成构件，这里的面积不是单纯的数学意义上的概念，它是一种特殊的功能概念，软件的整体、组成构件并不是简单地集合，而是有着特殊的技术定义，它服务于高层设计，能够直接的反映出所述问题与的结构和属性。从客观的角度讲，嵌入式软件的应用框架是新型的大粒度构件，它建立在对象的基础上，能够将系统的外接口和内接口进行分离，保证了构件的顺利连接，但是相互之间又不产生影响，大大的提高了运行的效率。因此，几乎所有的应用领域都在追求构架化的软件框架，它能够保留并展现对象框架的优越性，复用性能和扩展性能也更好。

　　嵌入式数字化仪器设备的分类比较复杂，按照相关资料的总结，可以将其分为数据分析类、多媒体类和网络监控类三种类型，每种类型仪器的需求和框架虚拟模型都有所不同，但是也存在着一定的相似性。例如，按照功能业务可以将一部分仪器设备单独划分到一种功能构件库中，这种划分方式是根据系统事务的内容指定的，研究上将其列为两类：通用构件库和专用构件库。通用构件库就是对不同类型的计算软件都适用的一种设备类型，例如通用图形用户界面、通用数据管理构件等，这些构件能够在不同的接口库中都产生一定的作用，保证连接效果;专用构件库就是构件对计算机的属性和接口性质都有着明确的要求，例如智能电表构件、电梯专用构件、心电监护仪专用构建等。总之，这些构件库分类细致，种类繁多，内容丰富，应用起来较灵活，为嵌入式数字化仪器设备的发展提供了丰富的构件资源。

　　2 基于UML的嵌入式软件开发环境及应用效果分析

　　UML利用面向对象技术，通过静态、动态结构的系统建模来实现为软件开发工作的服务功能，一般包括表示法和语义两个内容，它是一种服务于特定对象的标准建模语言，由于传统的软件开发方式效率慢，有时还要使用人工进行编码，测试程序和缓解比较繁琐，严重影响了软件开发的速度，已经不适应计算机技术领域的发展状况。因此，基于UML的嵌入式软件成为软件开发市场的“新宠儿”，它通过改变接口、关系和属性来适应特殊对象的要求，使得特定对象的行为模型和结构模型有了新的作用和功能，尤其是在交互关系和状态历史上，实现了行为上的转变。根据相关定义可以看出，UML是一种技术语言，不是一种软件开发的方法，它是独立于存在的，但同时又通过语言解读和创建标准等方式服务于软件开发过程。UML的开发者基于上述情况，提出了一种新的用例驱动概念，他将体系结构作为UML的中心和重点，将UML的语言辅助功能当做一种迭代增地的过程，需要注意的是，在应用UML时，需要具备一定的条件和环境，例如可视化建模、可执行建模、实时框架、模型代码的相关等，任何应用过程都必须具备以上四种环境。

　　当前嵌入式系统的应用和设计还存在着许多固有的缺陷，例如设计和执行标准不统一、制作和编程过程不统一、难以避免人为因素造成的应用障碍等，这都是因为缺乏一个能够对系统制作、测试过程进行工程化描述的工具，导致相关技术人员和计算机系统难以识别和分辨不同种类的构件，影响了产品的性能。面向对象技术需要用一种抽象的思维去理解，但同时它又是立足于真实世界上的，因此需要UML将这种思维转化为一种容易理解的、能够视觉接触的语言，使软件开发过程变成一个直观、简单的过程，从而实现设计人员与机械设备的人机交流，更好的服务软件用户，方便维修人员的检修和监控工作。

　　3 结束语

　　UML利用面向对象技术，通过静态、动态结构的系统建模来实现为软件开发工作的服务功能，与传统的开发手段相比，具有良好的适应性，最大限度的满足了系统开发不同阶段的需求，对嵌入式系统的设计工作有着非常大的影响。

　　因此，研究人员应该对嵌入式系统的有关理论、属性及内容有一个全面清晰的了解，结合UML的嵌入式软件开发环境，指导自己的设计和开发工作。

　　作者：吴桓 来源：电子技术与软件工程 2016年11期