建模規(guī)范：建立優(yōu)質(zhì)模型的關(guān)鍵

在知識(shí)分享欄目中，我們會(huì)定期與讀者分享來(lái)自MES模賽思的基于模型的軟件開(kāi)發(fā)相關(guān)Know-How干貨，關(guān)注公眾號(hào)，隨時(shí)掌握基于模型的軟件設(shè)計(jì)的技術(shù)知識(shí)。

前言

建模規(guī)范為開(kāi)發(fā)高質(zhì)量且符合標(biāo)準(zhǔn)的軟件鋪平道路。

使用Simulink建模是實(shí)現(xiàn)和可視化功能的好方法，同時(shí)還能從中生成代碼。模型質(zhì)量對(duì)生成代碼的質(zhì)量有重大影響。從模型層面來(lái)說(shuō)，面臨的挑戰(zhàn)是如何處理大量可能的建模元素，它們的擴(kuò)展配置，以及交互。這給軟件工作帶來(lái)了困難，尤其是在團(tuán)隊(duì)內(nèi)部協(xié)作中。

但我們?nèi)绾未_定和評(píng)估什么是好的模型？

在基于模型的語(yǔ)言中，適用既定的軟件開(kāi)發(fā)原則，例如

· 簡(jiǎn)潔性,

· 可讀性，

· 健壯性，

· 可維護(hù)性，

· 避免易出錯(cuò)的樣式。

值得慶幸的是，過(guò)去幾十年來(lái)，專家們一直在思考如何實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。這些專家的知識(shí)已被納入大量建模規(guī)范中，這些建模規(guī)范是靜態(tài)測(cè)試的重要組成部分。在它們的幫助下，我們可以在開(kāi)發(fā)過(guò)程的早期階段就了解到如何改進(jìn)軟件。建模規(guī)范簡(jiǎn)化了模型的設(shè)計(jì)、維護(hù)和審查。這些建模規(guī)范由不同機(jī)構(gòu)發(fā)布，例如MAB、MISRA SLSF、dSPACE或來(lái)自Model Engineering Solutions (MES模賽思)的建模規(guī)范。Simulink已經(jīng)有許多成熟且有用的指導(dǎo)規(guī)范，可通過(guò)MES Model Examiner? (MXAM)進(jìn)行自動(dòng)檢查。MXAM的自動(dòng)修復(fù)功能還能幫助您安全高效地修復(fù)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。

建模規(guī)范為建立更優(yōu)質(zhì)的模型鋪平道路

一方面來(lái)說(shuō)，規(guī)范可作為知識(shí)來(lái)源，說(shuō)明好的建模應(yīng)當(dāng)是什么樣的，以及為什么不應(yīng)該使用某些結(jié)構(gòu)或功能。一套選定的建模規(guī)范可概述團(tuán)隊(duì)確定的理想建模標(biāo)準(zhǔn)，從而使開(kāi)發(fā)人員能夠?qū)Ｗ⒂诠δ堋Ａ硪环矫妫?guī)范可用于檢查預(yù)定義的建模標(biāo)準(zhǔn)是否達(dá)到。為了免去手動(dòng)檢查的麻煩，MES Model Examiner?等工具可提供支持，使建模過(guò)程更加順暢。

建模規(guī)范包括哪些主題？

這里特別值得一提的方面是：布局和設(shè)計(jì)、架構(gòu)、模型配置和功能安全。舉例來(lái)說(shuō)，模型度量可用于避免高復(fù)雜性。從一開(kāi)始就對(duì)模型復(fù)雜性進(jìn)行監(jiān)控，可確保開(kāi)發(fā)出易于理解且結(jié)構(gòu)合理的模型，無(wú)論其功能的廣泛性。

圖 1：控制局部復(fù)雜性，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)合理的模型

其他建模規(guī)范涉及數(shù)據(jù)類型的特定最佳實(shí)踐。例如，邏輯表達(dá)式應(yīng)使用布爾變量，計(jì)算應(yīng)使用數(shù)值數(shù)據(jù)類型（參見(jiàn)na_0002，MAB）。參見(jiàn)圖2。

圖 2：區(qū)分邏輯表達(dá)式和數(shù)值表達(dá)式

減少代碼的建模尤其有用。在下面的示例中（圖3），條件的表達(dá)是冗余的，可以被有效簡(jiǎn)化。這可以通過(guò)MES建模規(guī)范mes_slsf_1302進(jìn)行檢查。

圖3：避免條件中的冗余

總而言之，建模規(guī)范有助于開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出安全且可維護(hù)的軟件。因此，建模規(guī)范合規(guī)是基于模型的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中不可或缺的一部分，MXAM能夠幫助您成功、簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。