使用rhapsody软件框架和uml的实时系统开发

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1、使用Rhapsody软件框架和UML的实时系统开发

2、第1关键词：实时系统UMLRhapsody状态机引言面向对象的软件设计方法推崇抽象、可重用且易维护的设计模式。其中，一个普遍采用的做法是使用预定义的框架构建复杂的软件系统。在面向对象领域中，框架是指为某一具体应用领域提供解决方案的类集。程序员使用继承、聚合等技术定制框架并将其用于具体的应用程序设计。基于框架的软件开发具有如下优点：*由于重用了框架提供的代码，目标系统不必从头写起；*规范的框架结构能够指导目标系统的设计；*框架的设计是开放的，因此可以通过子

3、类化等技术定制和扩展。本文介绍Rhapsody的实时代码生成策略。Ilogix公司提供的Rhapsody是一个基于UML支持实时嵌入式系统全过程面向对象开发的CASE工具。Rhapsody基于一个内置的实时系统软件框架—OXF生成C/C++代码。1Rhapsody的软件框架Rhapsody的OXF框架专为实时嵌入式系统而设计，它由一系列UML类组成。这些类相互协作，组成了一个结构严整、跨实时操作系统平台的实时嵌入式软件架构。（1）活动类活动对象（ActiveObject）在UML中被定义为“拥有一个线程并

4、能够发起控制活动的对象”。Rhapsody给这个一般定义赋予了具体含义，如图1所示。活动类（ActiveClasses）在框架中以OXFActive表示，它拥有一个执行线程和一个事件队列，并提供事件调度功能。用户活动类从OXFActive继承。该活动类包装了实时系统中的事件调度器。Execute方法是一个无限循环。在循环中，事件被不断地从队列中提取出来，发往对应的目标对象。QueueEvent和schedTimeout方法向队列注入新的事件。（2）响应类响应类（ReactiveClasses）是能够对事件

5、做出反应的框架类，即事件消费者。它在Rhapsody的框架中以OXFReactive表示，用户响应类从OXFReactive继承，如图2所示。图2响应类及相关框架元素每个响应类都和一个事件管理器关联（通过调用setEventManager方法），事件管理器由活动类充当。一个事件管理器可以服务于多个响应类。响应类的gen方法向其事件管理器注入一个新的事件（通过调用活动类的queueEvent方法）。事件管理器在收到事件之后会调用相应的响应对象（由事件的属性指出）的takeEvent方法。用户响应类有主动（a

6、ctive）、被动（passive）和从属（subordinate）响应类之分：*主动用户响应类利用了多重继承技术，它集事件管理器和响应类双得功能于一身；*被动用户响应类由框架的缺省事件管理器—OXFDefaultEventManager管理，且所有被动用户响应类都共享该缺省事件管理器；*从属用户响应类由用户定义的活动类充当事件管理器。从属响应类以聚合方式存在于用户活动类内，或者独立于活动类，而通过调用setEventManager方法与一个用户活动关联。（3）事件和操作类可以定义自己的事件和操作（Eve

7、ntsandOperations）方法。事件代表一种突发的激励信号，可以影响对象的行为及状态。在Rhapsody中，活动类负责事件调度。事件既可以异步（活动类将事件投递给目标对象之后立即返回，目标对象使用自己的线程完成对事件的响应），也可以是同步的（活动类投递事件之后必须等待目标对象处理完成才能返回）。操作代表类本身提供的服务和功能。操作调用总是同步的，即操作总是运行在调用者线程之内。Rhapsody的框架定义了两种事件：①信号事件。信号事件（SignalEvents）是最常用的事件，它代表对象之间传递的

8、一种异步激励信号。在Rhapsody的框架中，它以OXFEvent表示，所有的用户事件类都从OXFEvent继承。信号事件有自己的参数（以其属性表示），并且和一个响应对象关联。事件管理器依据事件的响应对象判断事件的接收者。②定时事件定时事件（TimeoutEvents）在Rhapsody中以OXFTimeOut表示。它在OXF框架中的位置如图3所示。事件管理器（活动对象）的schedTimeout方法负责定时事件的构造和调度。其执行过程如图4所示。图3定时事件及相关框架元素事件管理器创建一个OXFTime

9、out对象并将其交由一个定时管理器管理。定时管理器可以管理多个定时事件，它运行于自己的独立线程内且聚合了一个定时器对象。定时器对象每卫固定的时间片会向定时管理器发通知信号，这时定时管理器检查它管理的定时事件集合中是否有定时事件到时，并将到时的定时事件添加到事件管理器（活动对象）的事件队列中（通过调用queueEvent），之后事件管理器再将这些定时事件投递给对应的响应对象。定时事件本身是被动的，它不包含定时器。（4）状态机Rh