Введение 2

1. Общие вопросы проектирования встроенных систем реального времени 3

1.1. Подходы к преодолению сложности проекта 3

1.2. Подходы к анализу проблем проектирования 4

1.3. Анализ требований к системе 4

1.4. Проектирование архитектуры системы 6

1.5. Оценка результатов проектирования архитектуры 7

1.6. Особенности детального проектирования и реализации 8

1.7. Выводы по разделу 1 9

2. Задания на выполнение курсового проекта 10

3. Основные этапы проектирования 11

3.1. Анализ требований к системе 11

3.1.1. Контекстные диаграммы 11

3.1.2. Спецификация сообщений и событий 12

3.1.3. Выявление вариантов использования системы 13

3.1.4. Построение сценариев 14

3.1.5. Описание сценариев последовательными диаграммами 15

3.1.6. Описание сценариев диаграммами сотрудничества 16

3.1.7. Выводы 17

3.2. Определение структуры системы 18

3.2.1. Основные стратегии определения объектов 18

3.2.2. Определение объектов системы 18

3.2.3. Определение отношений между объектами системы 20

3.2.4. Определение атрибутов объектов 21

3.2.5. Определение классов 22

3.2.6. Выводы 24

3.3. Определение поведения системы 25

3.3.1. Построение диаграммы состояний системы 25

3.3.2. Построение диаграмм активности 26

3.3.3. Определение операций классов 27

3.3.4. Выводы 30

3.4. Проектирование системы 30

3.4.1. Проблемы архитектурного проектирования 30

3.4.2. Выбор архитектурного образца 31

3.4.3. Выявление параллельных задач в системе 32

3.4.4. Этап технического проектирования 33

3.4.5. Детальное проектирование 33

3.4.6. Реализация системы 35

3.4.7. Выводы 37

3.5. Выводы по разделу 3 38

4. Требования к пояснительной записке 39

Список литературы 40

Введение

Курсовой проект предназначен для студентов, изучающих дисциплину “Системы реального времени и программное обеспечение встроенных приложений”.

Базовым подходом к проектированию выбран объектно-ориентированный подход.

Для успешной реализации проекта студентам необходимо владеть технологией и инструментами универсального языка моделирования UML.

В разделе 1 методических указаний рассматриваются общие принципы проектирования систем реального времени и встроенных приложений. Подчеркивается сложность проектирования и даются направления преодоления сложности.

В разделе 2 перечислены варианты заданий на курсовое проектирование. Все варианты связаны с проектированием программного обеспечения встроенной системы.

В разделе 3 представлена методика проектирования системы, основанная на объектно-ориентированном подходе. Методика сопровождается примером проектирования встроенной системы реального времени.

В разделе 4 перечислены требования к пояснительной записке к курсовому проекту.

В заключении приведен список литературы, рекомендуемой к использованию в просессе проектирования и реализации программного обеспечения встроенной системы.

1. Общие вопросы проектирования встроенных систем реального времени

1.1. Подходы к преодолению сложности проекта

Проектирование – это творческая человеческая деятельность, которая не может быть сведена до некоторого ряда правил из книг – руководств по проектированию. Проектирование – это искусство, дополненное научными принципами. Поэтому тщетно пытаться установить полный набор правил проектирования, можно сформулировать лишь только общие подходы к проектированию и дать некоторые рекомендации по их использованию.

Существует общность проектной деятельности в различных областях техники. Проектировщик должен найти решение, которое удовлетворяет различным, часто конфликтным, целям. Экономическим критерием оценки полученного решения является его стоимость.

Стоимость системы прямо вытекает из сложности ее проектирования, реализации и тестирования. Постоянное снижение отношения цена/производительность аппаратного обеспечения приводит к тому, что стоимость программного обеспечения по большей части определяет стоимость всей системы. Поэтому главное усилие при проектировании программного обеспечения должно быть направлено на управление сложностью путем структурирования.

Сложность системы растет с ростом числа элементов и интенсивности их взаимодействия. Преодоление растущей сложности путем структурирования состоит в выделении таких подсистем, которые имеют высокую внутреннюю связность элементов, и в то же самое время слабо взаимодействуют между собой через простые и стабильные интерфейсы.

Два способа структурирования системы можно использовать, чтобы снизить ее сложность: горизонтальное и вертикальное структурирование.

1. Горизонтальное структурирование: горизонтальное структурирование это процесс представления системы в виде иерархически упорядоченных слоев. Структурное программирование представляет собой пример горизонтального структурирования.

2. Вертикальное структурирование: вертикальное структурирование представляет собой процесс разбиения системы на ряд почти независимых подсистем с хорошо специфицированными интерфейсами между ними. Узлы распределенной СРВ являются примерами такого разбиения.

При проектировании большого приложения могут быть использованы преимущества обоих видов структурирования. Сначала оно может быть разбито на подсистемы высокой внутренней связности и низкой внешней связности. На втором шаге каждая подсистема может быть структурирована путем разбиения на слои.

Вертикальное структурирование приведет к построению распределенной системы, в которой подсистемы будут отображаться в кластеры и узлы.

Главное преимущество вертикального структурирования по сравнению с горизонтальным структурированием состоит в том, что сформированные кластеры и узлы могут рассматриваться как области ограничения распространения ошибок, что способствует построению надежной системы. В системе разбитой на слои такие области определить гораздо труднее.