面向对象设计与UML在嵌入式计算系统中的应用

嵌入式计算系统设计是一门结合硬件与软件的高级课程，其目的是为了在有限的资源下，构建高效、可靠且专门针对特定应用的计算机系统。在本课程的第二次课件中，主要内容涵盖了以下几个关键知识点： 1. 面向对象设计：这是一种以对象为中心的设计方法，强调将问题分解为一组相互作用的对象。每个对象拥有属性（如Display的像素数组）和方法（如Draw_box），通过属性描述对象的状态，通过方法提供对外部操作的抽象接口。 2. UML（统一建模语言）：UML是用于可视化和模型化软件系统的标准工具。它由Booch、Rumbaugh和Jacobson等专家共同开发，支持面向对象的设计，并适用于不同抽象层次和设计阶段。UML中的对象和类模型清晰地展示了数据结构（如像素数组）和行为（如鼠标点击函数）。 3. 对象和类的关系：在UML中，类是对象的模板，定义了共享的属性和行为。对象是类的实例，每个对象有自己的状态。关联表示对象间的通信，而聚合和组合则描绘了部分与整体的关系，其中组合有更强的约束，部分可以包含其他对象。 4. OO设计原则：课程强调遵循良好的面向对象设计原则，如确保对象与现实世界的一致性，避免过度细化（如不创建仅用于描述其他对象的专门类），以及封装内部实现以保护数据的完整性和一致性。 5. 合理设计类的接口：课程讨论了如何设计易于理解和使用的类接口，避免过度专用或过于灵活，以减少代码复杂性，提高代码复用性和降低错误风险。 6. 系统建模：课件强调了选择合适的建模语言的重要性，它应该能够适应不同抽象层次的描述，同时在团队内部和跨团队交流中保持一致性。 通过本次课件的学习，学生将掌握如何利用面向对象的方法进行嵌入式系统的设计，理解UML在系统设计中的应用，并学会如何有效地组织和管理类与对象之间的关系，从而为实际嵌入式项目的实施打下坚实的基础。