中职UML与Rose建模应用子情境3.4课件

1、(中职）UML与Rose建模应用子情境3.4ppt课件学习情境3：嵌入式软件建模MP3播放器UML及Rose建模应用子情境3.4 动态结构建模子情境描述 子情境3.1系统需求和子情境3.2用例分析分别得到了该系统的需求分析表和用例图。现在根据MP3播放器系统的用例图中操作流程的顺序、事件序列等因素的分析，进行创建动态结构建模，包括： 确定系统操作顺序，设计系统的顺序图模型； 确定系统状态，创建系统的状态图模型； 确定协作情况，设计用户接口对象之间的协作图模型 任务1:建立顺序图任务描述 MP3播放器的主要功能是播放音乐，其播放的过程包含音频控制、扬声器控制、显示音乐信息等状态，绘制出这3种状态

2、的状态图。 子任务1建立“正常播放”顺序图 在MP3播放器正常播放情况下，其操作顺序如下： 1）当用户按下“播放”按钮时，即向系统发送开始播放媒体文件的消息。 2）系统发送消息给扬声器，扬声器开始播放媒体音乐。 3）系统向显示屏LCD发送消息显示播放进度和音量大小。 4）系统周期性地获取电池的电量信息，并通过显示屏显示剩余电量。 5）用户再次按下“播放”按钮，即向系统发送暂停播放的消息，系统停止播放，同时系统使扬声器停止播放声音。 任务实施 子任务1建立“正常播放”顺序图 在某些复杂的情况下，单靠文字的描述来说明用例时很难理解的，此时可以用顺序图来描述主动的外部参与者（用户、电池和计算机）与M

3、P3播放器系统之间的交互。每个顺序图都描述了参与者与系统进行交互时所发生的事情。图3-19 播放音乐的顺序图 任务实施 子任务2建立电池不足播放顺序图 如果MP3播放器电量不足时，则播放顺序如下： 1）当用户按下“播放”按钮时，即向系统发送开始播放媒体文件的消息。 2）系统发送消息给扬声器，扬声器开始播放媒体音乐。 3）系统向显示器LCD发送消息显示播放进度和音量大小。 4）此时，系统获取电池发送的电池电量不足的信息，并通过显示屏显示剩余电量。则系统向显示器LCD发送消息停止显示，系统停止播放进入待机模式，并向扬声器发送停止播放的消息。 任务实施 子任务2建立电池不足播放顺序图 对于MP3播放

4、器而言，在播放音乐2s，用户未按下任一按钮时，系统进入省电模式。图3-20描述了当前用户正在播放音乐时，电池的剩余电力不足的情况下。此时，系统将停止正常的播放，关闭系统以节省电能。图3-10 播放音乐的顺序图图3-20 播放音乐时电量不足的情况 任务实施 子任务3建立播放下首歌曲顺序图 如果用户想播放下首歌曲时，则播放顺序如下： 1）当用户按下“播放”按钮时，即向系统发送开始播放媒体文件的消息。 2）系统发送消息给扬声器，扬声器开始播放媒体音乐。 3）系统向显示器LCD发送消息显示播放进度和音量大小。 4）系统周期性地获取电池的电量信息，并通过显示屏LCD显示剩余电量。 5）系统向显示屏LCD

5、发送关闭显示消息。 6）用户向系统发送选择曲目消息。 7）系统读取相应的媒体文件，并通过扬声器开始播放音乐。 任务实施 子任务3 建立播放下首歌曲顺序图 图3-21描述了当前播放音乐时，用户按下了一个按钮，这时系统将从省电模式退出，并根据用户按下的按钮调整系统状态。系统如果在2s内没有发生任何事件，系统就关闭显示屏，从而进入省电模式。当用户按下VOL+或VOL-按钮时，系统相应地调整音量的大小，并显示当前调整后系统的状态信息：随后用户又按下了选择曲目按钮，系统读取相应的媒体文件，并重新开始播放，显示系统当前状态。图3-21 播放下首歌曲的顺序图 任务实施 子任务4建立播放当前文件结束顺序图 如

6、果用户想播放下首歌曲时，则播放顺序如下： 1）当用户按下“播放”按钮时，即向系统发送开始播放媒体文件的消息。 2）系统发送消息给扬声器，扬声器开始播放媒体音乐。 3）系统向显示器LCD发送消息显示播放进度和音量大小。 4）如果没有发生任何事件2s后关闭显示屏LCD。 5）系统读取下一个媒体文件，并通过扬声器播放音乐。 6）系统通过显示屏LCD显示系统状态。 任务实施图3-22 播放完当前媒体文件 子任务4播放当前文件结束顺序图 图3-22描述了当播放完当前的媒体文件时，系统采取的响应。系统在播放完当前媒体文件时，会自动找到下一个媒体文件，并重新开始播放，同时显示当前系统的状态。系统中的媒体文件

7、按名称进行了排列。 任务实施 任务2:建立状态图任务描述 MP3播放器的主要功能是播放媒体文件，但由于播放情况不同，致使MP3播放器播放的过程也有所不同。一般来说，MP3播放器有正常播放、电池不足播放、播放下首歌曲、播放当前文件结束等4种情况，分析每种情况并绘制出相应的顺序图。 子任务1建立音频控制状态图 步骤1：确定“音频控制器”对象各状态 本MP3播放器的“音频控制器”对象只有两个状态：“空闲（Idle）”和“播放（Playing）”。 步骤2：创建“音频控制器”对象的各种状态，及它们之间的转换 刚进入系统时，“AudioController”对象处于“Idle”（空闲）状态。如果用户按下

8、“播放”按钮，事件“play”发生，对象进入状态“Playing”；当事件“stop”发生时，系统停止播放，“AudioController”对象返回到“Idle”（空闲）状态。 任务实施 注意： 在MP3播放器中，只有当“AudioController”对象处于“Idle”（空闲）状态时，才可以（deleteFile）删除媒体文件。这种处理方法可以简化音频子系统的设计，否则就需要用互斥机制来防止可能的资源冲突。图3-42 “音频控制”状态图 任务实施 子任务2创建扬声器状态图 步骤1：确定“扬声器”对象各状态 “扬声器”对象是物理扬声器的软件接口，它有两个状态：“空闲（Idle）”和“播放（

9、Playing）”。 步骤2：创建“扬声器”对象的各种状态，及它们之间的转换 在系统的初始阶段，Speaker对象处理空闲状态“Idle”，如果事件“SwitchOn”发生，对象进入“Playing”状态，扬声器工作；如果事件“SwitchOff”发生，“Speaker”对象返回到空闲状态“Idle”。 任务实施 【提示】当“Speaker”对象处于空闲状态“Idle”时，如果用户切换了播放曲目（playNext），或调整了音量大小（changValue），则“Speaker”对象的状态不变；同样，当“Speaker”对象处于播放状态“Playing”时，切换曲目（playNext）、调整音量

10、大小（changValue），对象的状态也不会发生改变。这样，可以实现当切换曲目（playNext）时，不会改变播放的音量；同样，当调整音量大小（changValue）时，也不会改变当前播放的曲目。图3-43 “扬声器”状态图 任务实施 子任务3创建显示屏状态图 步骤1：确定“显示屏”对象各状态 “显示屏”对象是物理显示器的软件接口，它有两个状态：“空闲（Idle）”和“调整（Holding）”。 步骤2：创建“显示屏”对象的各种状态，及它们之间的转换 通常“显示屏”对象处于空闲状态“Idle”，如果发生事件“SwitchOn”,对象进入“Holding”状态，显示器工作；如果事件“Switc

11、hcOff”发生，对象返回到“Idle”状态。 。 任务实施图3-44 “显示屏”状态图 任务实施 子任务3建立播放下首歌曲顺序图 如果用户想播放下首歌曲时，则播放顺序如下： 1）当用户按下“播放”按钮时，即向系统发送开始播放媒体文件的消息。 2）系统发送消息给扬声器，扬声器开始播放媒体音乐。 3）系统向显示器LCD发送消息显示播放进度和音量大小。 4）系统周期性地获取电池的电量信息，并通过显示屏LCD显示剩余电量。 5）系统向显示屏LCD发送关闭显示消息。 6）用户向系统发送选择曲目消息。 7）系统读取相应的媒体文件，并通过扬声器开始播放音乐。 任务实施 子任务4建立播放当前文件结束顺序图

12、如果用户想播放下首歌曲时，则播放顺序如下： 1）当用户按下“播放”按钮时，即向系统发送开始播放媒体文件的消息。 2）系统发送消息给扬声器，扬声器开始播放媒体音乐。 3）系统向显示器LCD发送消息显示播放进度和音量大小。 4）如果没有发生任何事件2s后关闭显示屏LCD。 5）系统读取下一个媒体文件，并通过扬声器播放音乐。 6）系统通过显示屏LCD显示系统状态。 任务实施图3-22 播放完当前媒体文件 子任务4播放当前文件结束顺序图 图3-22描述了当播放完当前的媒体文件时，系统采取的响应。系统在播放完当前媒体文件时，会自动找到下一个媒体文件，并重新开始播放，同时显示当前系统的状态。系统中的媒体文

13、件按名称进行了排列。 任务实施 任务3:建立协作图任务描述 用户通过接口、音频控制器、MP3音乐文件和音频输出接口进行音乐播放的全过程，根据该过程来绘制播放MP3音乐文件的协作图。 步骤1：确定协作情况 根据3.4.2任务1描述的操作顺序确定系统的协作情况。 步骤2：新建Object（对象） 如图3-45（a）所示，单击选定工具箱中“Object”工具图标，移动光标至窗口中适当位置，单击鼠标添加该对象，如图3-45（b）所示，命名为“：UserInterface”。 任务实施（a） （b）图3-45 新建“：UserInterface”对象 任务实施 步骤3：新建其他对象 参照步骤1的方法，新

14、建如图3-46所示的对象。 任务实施图3-46 创建所需全部对象 步骤4：建立对象链 如图3-47（a）所示，在工具箱中单击选定“Object Link”（对象链），移动光标指向对象“：UserInterface”，按住鼠标左键，拖动至对象“：EventProxy”，松开鼠标，建立对象链，如图3-47（b）所示。 。 任务实施（a） （b）图3-47 创建对象链示例 步骤5：建立对象链消息及消息内容 如图3-49所示，在工具箱中单击选定“Link Message”（链消息），移动光标指向对象“：UserInterface”与对象“：AudioController”之间的链，单击链，建立对象链消

15、息，如图3-50所示。 单击选定“Link Message”一侧文本“1:”，如图3-51所示，接着单击鼠标左键，在光标处输入“playAudio（）”，如图3-52所示，确定链消息内容。 任务实施 任务实施图3-49 选定链消息 图3-50 对象链消息示例 任务实施图3-51 选定链消息图3-52 确认链消息内容 步骤6：建立对象反向链消息及消息内容 （1）建立反向链消息：如图3-53所示，在工具箱中单击选定“Reserve Link Message”（反向链消息），移动光标指向对象“：AudioController”与对象“：EventProxy”之间的链，单击链，建立对象反向链消息，如图

16、3-54所示。 （2）确定反向链消息内容：在选定“Reserve Link Message”左侧文本“3:”前提下，单击鼠标左键，在光标处输入“postEvent（）”，确定反向链消息内容，如图3-55所示。 任务实施 任务实施图3-53 选定反向链消息图3-54 建立反向链消息示例 步骤7：创建其他对象链消息及内容，完成协作图 参照步骤5和步骤6，完成其它对象、链的创建，并添加链消息，如图3-55所示。 任务实施 任务实施图3-55 MP3协作图 【提示】图3-55描述了用户接口对象、音频控制器、MP3文件和音频输出对象之间的协作，该协作用来播放一个MP3媒体文件。知识或技能拓展 MP3硬件体系结构 如图3-56所示是系统硬件体系结构。对于MP3播放器这个嵌入式系统的核心是微控制器。微控制器与时钟相连，以便时钟为其提供时间和计时服务。显示器通过显示器控制器由系统总线连接到微控制器，同时存储器也通过系统总线与微控制器相连。这里将存储器分为两部分：一