用UML模型实现大型实时监控应用软件(1)

1、概述

实时监控应用软件（CTS）开发过去采用的是结构化方法，采用的编程语言也是汇编语言、FortranAda等结构化编程语言。也曾有过分析和设计阶段采用结构化方法，编程实现采用面向对象语言的尝试。

采用面向对象方法（UML）完整的实现监控实时应用软件是首次尝试，收到了较好的成效。UML（统一建模语言）是美国Rational公司创造的面向对象开发中一种通用的、统一的图形化模型语言。它于1997年11月被美国OMG小组批准成为面向对象开发的行业标准语言。UML标准的树立统一了面向对象的建模方法，消除了对象建模差别。Rational公司的旗舰产品之一Rational Rose提供了对这一行业标准语言的充分支持。

Rose是一个面向对象的软件分析设计建模工具，可以创建基于UML标准的模型，图形化地对软件系统结构加以描述和定义，并且通过建立的模型直接生成代码框架。同时，还可以从开发者编的应用系统中直接逆向生成模型。下面将就实时监控应用软件的分析设计是如何使用Rational Rose来实现的作一简要介绍。

2、UML模型

CTS是监控系统的中心，它主要用来控制测量设备实时跟踪和测量飞行目标，实时处理测量结果，并兼有显示、打印、记录等功能。它和测量设备的关系如图1所示。

实时应用软件通过数据包和测量设备交换信息。软件实时性要求较高，在每个采样周期内，必须完成该周期的数据处理工作，也要有一定的人工干预能力。 实时应用软件模型用来描述软件各层次的各个方面，它包括Use Case图、类图、序列图、状态图、分布图和组件图。

2.1 Use Case图

Use Case 也称为用例、使用情况，它是系统分析人员从用户使用的观点来看系统功能、功能之间的关系以及用户与功能之间的关系。它是系统功能以及用户与功能之间的关联，利用 Use Case系统分析人员对系统的功能和行为加以描述。CTS的Use Case图如图2所示。CCP为前端通信处理机，Operator为操作员，Interrupt为操作台命令产生的中断。Simulation 模拟状态，用于软件调试和操作员训练。 Task：实战状态，用于实战任务。 Abnomity ：异常处理，应急状态。 SimpleServer：打印、记盘等服务。CommuniciateProcess：从CCP接收测量设备传来的数据包之后解包，然后按要求将多帧数据重新组织成一帧转发到CCPDataProcess：将CommuniciateProcess接收的数据依据处理要求进行挑点处理，利用 CommuniciateProcess解包后的数据计算轨道、平滑外推和预报等。DisplayProcess：将挑点后的数据按指定的要求在不同的显示服务器上以文字、数字或图象形式显示。将 DataProcess的处理结果在指定的显示服务器显示。所有Use Case的工作都必须在指定的时间周期内完成。2.2 类图

类图是系统的逻辑结构，是模型的核心部分。它描述了系统中的类及类之间的关系，类图描述系统的静态结构。类包是子系统中相关类的集合，包类似于 Peter/Coord 方法中的主题词（ subject ）。图 3 描述了 CTS 的类包。

类包 DisplayProcess 、 DataProcess 、 CAbnormity 和 CommunicateProcess 是我们自己开发的，是系统的核心，其余的类包是由 Microsoft 提供的。 DisplayProcess 类包包含了显示所需要的所有和 MFC 有关的类， DisplayProcess 类包中的类都是从 MFC 派生的，一般都增加了 CTS 系统所需要的特性。 DisplayProcess 类包中的类及类之间的关系如图 4 所示。

　图4 DisplayProcess 类包中的类及类之间的关系