知識分享 | 輕松實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)建模

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在知識分享欄目中，我們會定期與讀者分享來自MES模賽思的基于模型的軟件開發(fā)相關(guān)Know-How干貨，關(guān)注公眾號，隨時掌握基于模型的軟件設(shè)計的技術(shù)知識。

輕松實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)建模

前言

在基于模型的開發(fā)（MBD）領(lǐng)域，模型的質(zhì)量對于最終產(chǎn)品的成功至關(guān)重要。通過閱讀本文，您可了解如何提升模型質(zhì)量，并在整個開發(fā)過程中確保模型的一致性和質(zhì)量。

什么是更好的建模？

更好的建模，也被稱為是創(chuàng)建卓越軟件模型的方法，對于開發(fā)高質(zhì)量的軟件至關(guān)重要。這一方法的關(guān)鍵方面包括通過精心的布局和設(shè)計保持一致的外觀，確保對象和信息不被隱藏或遮擋，并遵循結(jié)構(gòu)化的方法。例如，信號流應(yīng)當(dāng)遵循從左到右的方向，應(yīng)避免信號線交叉，所有模塊名稱的位置應(yīng)當(dāng)固定在特定位置以保持一致性。這種全面的方法可確保模型不僅在視覺上清晰明確，更能保證模型的健壯性和無誤，最終提高代碼質(zhì)量。

如何讓模型變得更好？

為了實現(xiàn)更好的模型，關(guān)注幾個關(guān)鍵方面非常重要。以下是其中部分內(nèi)容的詳細(xì)解析：

1. 一致的布局和設(shè)計：

布局和設(shè)計對于模型具有良好的建模風(fēng)格相當(dāng)重要，有助于創(chuàng)建外觀一致的更好的模型。例如，確定模型輸入端口和輸出端口的數(shù)量十分重要。隨意的建模風(fēng)格可能會對模型的可讀性和可理解性有重大影響，這也是為什么需要通過通用風(fēng)格指南來確保模型易于理解的原因，尤其是對于外部評審人員來說。

信號流：信號流應(yīng)當(dāng)遵循從左至右的方向，即從左側(cè)的所有輸入端口到位于右側(cè)的所有輸出端口。

信號線交叉：應(yīng)避免或明確信號線交叉。

模塊名稱：所有模塊名稱的位置都應(yīng)固定在一個特定的位置，比如模塊下方。

圖1: 從左至右的信號流

2. 可讀性和可理解性：

為了確保模型易于理解，通用風(fēng)格指南必不可少。模型的設(shè)計不應(yīng)隱藏或遮擋相關(guān)對象和信息。例如，有些模塊可能難以識別，這使得他們是否是常量或其數(shù)值的含義不夠清楚。一個擁有良好設(shè)計的模型應(yīng)當(dāng)確保模塊清晰可識別、大小合適，并對常量明確命名，以避免混淆。

魔法常量："Magic constants（魔法常量）"是來源或含義不明確的值，應(yīng)當(dāng)避免。這些不明確的值可導(dǎo)致誤解和錯誤。風(fēng)格指南建議在工作區(qū)中對常量進行命名和定義，以此來增加可理解性和可維護性，幫助區(qū)分不同的常量并明確它們在模型中的作用。

信號命名：一致的信號命名可提升數(shù)據(jù)流的可理解性，并減少維護工作量?？傮w上講，它還有助于提高整個模型的可理解性。

圖2: 信號流的可讀性和可理解性

3. 健壯性和避免錯誤：

除了確保模型布局的一致性和清晰的可讀性，建模風(fēng)格指南同樣強調(diào)模型的健壯性，并避免易出錯的建模模式。這些指南旨在提升生成代碼的可測試性和質(zhì)量。比如，一個設(shè)計不當(dāng)?shù)哪Ｐ涂赡軐?dǎo)致功能問題。此處考慮一個有三個操作數(shù)的乘積運算模塊；根據(jù)信號流的順序和數(shù)據(jù)類型，此操作可能會產(chǎn)生不同的結(jié)果，從而潛在地導(dǎo)致錯誤。為了避免這樣的問題，應(yīng)當(dāng)采用級聯(lián)（cascade）方式進行建模操作，即根據(jù)要求明確定義操作的步驟順序。通過將以上所有推薦考慮在內(nèi)并應(yīng)用風(fēng)格指南，最終的模型的健壯性和可靠性更加優(yōu)秀，功能性顯著提升，并且降低出錯的可能性。

強數(shù)據(jù)類型：信號和接口的數(shù)據(jù)類型需強類型化，因為不一致的數(shù)據(jù)類型會導(dǎo)致代碼效率低下、精度降低、或范圍違規(guī)。

如何實現(xiàn)更好的模型？

在MBD流程中，提高模型質(zhì)量對于交付成功的最終產(chǎn)品至關(guān)重要。MES Model Examiner (MXAM)和MES Model & Refactor (MoRe)是實現(xiàn)這一目標(biāo)必不可少的工具。值得一提的是，現(xiàn)在MoRe已集成在所有MXAM用戶許可證中，用戶獲得了使用高級建模功能的權(quán)限。

MXAM提供全面的靜態(tài)分析，確保模型符合AUTOSAR和ISO 26262等標(biāo)準(zhǔn)。它評估模型結(jié)構(gòu)和度量指標(biāo)，并提供檢查建模規(guī)范的最優(yōu)方法。這有助于保持模型布局和設(shè)計的一致性，使模型在視覺上清晰易讀。同時，MXAM還能自動修復(fù)違背建模規(guī)范的地方，避免”魔法常量“和確保命名慣例清晰明確，提升模型的可讀性和可理解性。

MoRe與MXAM相輔相成，通過在Simulink中自動創(chuàng)建符合建模規(guī)范的模型布局，顯著降低模型重構(gòu)時間，并提升一致性。這樣自動化幫助最大程度上減少手動錯誤，提高模型的健壯性和可靠性。通過確保以級聯(lián)（cascade）方式進行建模操作，MoRe降低了功能問題出現(xiàn)的可能性，使模型健壯性提升，并且無錯誤。

MXAM和MoRe可共同簡化開發(fā)流程，確保創(chuàng)建模型的設(shè)計一致、易于理解、健壯且不易出錯。這樣的集成最終會帶來更高質(zhì)量的軟件開發(fā)和更高效的工作流程。