嵌入式系统概论_第七章

四系统行为描述（计算）模型

计算模型（Computation Model）

概述

时序程序模型

有限状态机（FSM）

并发进程模型

数据流模型

流程图

小结

计算模型-概述（1）

计算模型（computation Model）描述系统的处理行为（过程）的方法 模型作用

帮助设计者理解和描述系统行为

减少系统缺陷（bug）

Most system bugs come from mistakes made describing the desired behavior rather than from mistakes in implementing that behavior.

计算模型-概述（2）

描述嵌入式系统的模型

时序程序模型（sequential program model) 提供一组语句、语句排列的规则

说明语句如何以一次一条的方式执行

表现为程序伪码

状态机模型（State machine model）

提供系统状态及状态之间转换的条件和方式

常用于以控制为主的系统

主要行为包括监视控制输入、设置控制输出来相

应

计算模型-概述（3）

描述嵌入式系统的模型（续）

并发进程模型（parallel process model)

描述多个进程执行的时序，以及进程之间的通讯过程。

适用于多进程系统

数据流（dataflow model）

描述过程中数据流动的路径

常用于以数据为主的系统

主要行为将输入数据流转换为输出数据流

面向对象模型（Object-oriented model)

将复杂的软件分为简单而确定的片断

计算模型-概述（4）

模型与语言

名词

模型描述行为，是概念

语言是概念的表达，是模型的实现手段

计算模型-概述（5）

模型与语言（续）

例

生活

计算模型-概述（6）

模型与语言（续）

例

系统设计

计算模型-概述（7）

文字语言与图形语言

文字语言

详细准确

图形语言

形象直观

关系

文字语言可以用等效的图形语言表示

图形语言可以用等效的文字语言表示

计算模型-概述（8）

文字语言与图形语言（续） 例

比较图形菜谱和文字菜谱

计算模型-概述（8）

实例系统-简单的电梯控制系统

计算模型-概述（9）

实例系统-简单的电梯控制系统

文字描述

"Move the elevator either up or down to reach the

target floor.

Once at the target floor, open the door for at least

10 seconds, and keep it open until the target floor

changes.

Ensure the door is never open while moving.

Don’t change directions unless there are no higher

requests when moving up or no lower requests

when moving down."

计算模型（Computation Model）

概述

时序程序模型

有限状态机（FSM）

并发进程模型

数据流模型

流程图

小结

时序程序（1）

电梯I/O

Inputs: int floor; bit b1..bN; up1..upN-1;

dn2..dnN;

Outputs: bit up, down, open;

Global variables: int req;

时序程序（2）

Unit Control

void UnitControl()

{

up = down = 0; open = 1;

while (1)

{

while (req== floor);

open = 0;

if (req> floor) { up = 1;}

else {down = 1;}

while (req!= floor);

open = 1;

delay(10);

}

}

时序程序（3）

Request Resolver

void RequestResolver()

{

while (1)

...

req= ...

...

}

//

void main()

{

Call concurrently:

UnitControl() and

RequestResolver()

}

计算模型（Computation Model）

概述

时序程序模型

有限状态机（FSM）

并发进程模型

数据流模型

小结