嵌入式系统软件工程第6章 嵌入式软件的需求工程.ppt

6.4三种需求模型在嵌入式系统的RE过程中，通常可以使用多种需求模型，这些需求模型是从不同角度建立的，比如问题、行为、功能、数据、管理方式、系统使用方式等。本节介绍三种需求模型： （1）面向解决方案的需求建模：关注问题和行为。 （2）目标建模：一种抽象方法，关注管理方式。 （3）场景建模：一种具体方法，关注系统使用方式。面向解决方案的需求建模面向解决方案的建模技术通常使用半正式的（如统一建模语言UML）和正式的标记法（静态语义定义法SDL）。为了能在工业软件开发中使用，这种建模技术的描述语言必须满足以下要求：1.支持可靠性设计：嵌入式系统（如航天、太空飞行中采用的系统）对可靠性的要求极高。2.可移植性：描述方式不依赖于目标平台，软件可以在不同平台上实现。3.并发性：通常，嵌入式系统需要执行大量的同时进行（并行）的任务。应在并发性方案上对这些任务（如并行的过程）进行合理的结构描述。4.意外行为处理：对意外结果（如错误的处理）必须能进行规范，而不增加模型的复杂度。面向解决方案的需求建模举例：数码相机（1）这种模型关注对数码相机行为的描述。（2）这种模型可以满足顾客和经营者之间的交流，找出缺少的或被错误定义的需求。目标建模目标是指相关设计人员意图的汇集，是需求建议的综合。目标建模可以是一种层级模型，其中上层的目标可以划分为许多子目标。目标建模提供2种目标划分方式：“与”划分：必须实现所有与其关联的子目标。“或”划分：可选择的子目标，即只要实现其中的一个子目标，上层目标就可实现。目标建模举例：数码相机下图所示的目标模型，定义了嵌入式系统中的基本目标。目标将导致需求。这种目标模型使需求明确化，比如这种相机应该支持连续调焦功能。场景建模场景：描述系统的某个具体应用。它定义了系统的具体例子。场景可以用日常语言来定义。一个场景由时间上连续的许多步骤组成。每个步骤描述一个执行器与嵌入式系统之间的相互作用。执行器：自然人或是机械系统。一个执行器的粒度可以变化。一个机械执行器可以是整个系统，也可以是软/硬件元件。场景有利于安全性需求和可靠性需求的获取。场景不仅可以定义希望的系统使用情况和功能性需求，还可以定义不希望的系统行为以及不希望的系统使用情况（即所谓的错误实例）。场景使目标具体化，目标使需求明确化。场景建模举例：数码相机下面的场景描述一个产品的具体使用。通过场景的描述，使目标模型具体化。数码相机的使用场景： 在游览动物园的时候，猛兽区，特别是一只黑色的美洲豹引起了弗兰克的注意，这只美洲豹不停地从笼子的一边跑到另一边。弗兰克来到栏杆边，打开了他的相机，并将相机的快门保持在按下去一半的状态。相机识别到，这是一个运动的目标，并跟踪物体的运动来聚焦。当美洲豹出现在一个合适的位置时，弗兰克将快门完全按了下去。相机将快门时间调整到足够短，并用0.1s的时间将这个场面拍摄了下来。紧接着，相机在液晶屏上显示了刚才拍摄的画面。TA-2TA-3TA-4TA-56.5基于场景和目标的系统开发的需求工程SEGOS-RE：基于场景和目标的系统开发的需求工程。SEGOS-RE技术是波尔教授的软件系统工程工作组提出的。通过这种技术，软件的使用变得多样化，并根据已有经验得到改善和发展。SEGOS-RE组成：由5个部分行为组成，TA-1～TA-5，这些行为在三个RE协同设计过程中得到执行。SEGOS-RE的5个部分行为TA-1这5个部分行为通常并不是按顺序进行的，而是采用编号的形式来规定每个行为的优先顺序。TA-1（1）TA-1：环境分析。（2）目标：对系统环境及其主要特性进行识别和记录。（3）除了4个系统环境领域，还要注意已经在更高的抽象层次中定义的系统环境。TA-2TA-3TA-4TA-5SEGOS-RE的5个部分行为TA-11．环境分析（TA-1）环境分析的目的：认识系统环境及其基本作用，并进行记录。需要考虑对象领域、使用领域、IT系统领域、系统开发领域等所有4个系统领域。可以采用的方式：邀请相关领域的专家参与所有相关活动。分析的内容：4个系统领域涉及的对象，特别是，在对象领域中观察到的现象，以及采用哪些传感器、执行器。例如：通过传感器，监控哪些物理量（如速度、方位、温度等），使用哪些控制功能来控制执行器。已经确定的环境因素、它们之间的相互关系、它们与系统之间的关系，可以记录在一个环境图中。TA-2（1）TA-2：目标认定。（2）目标：获取目标，对目标进行有效性证明，并记录，形成文档。（3）除了4个系统环境领域，还要注意已经在更高的抽象层次中建立的目标。TA