阅读以下软件系统架构选择的问题,在答题纸上回答问题1至问题3。
某公司欲开发一个车辆定速巡航控制系统,以确保车辆在不断变化的地形中以固定的速度行驶。该系统的简化示意图如下图所示。各种系统输入的含义见下表。
定速巡航控制系统输入说明
公司的领域专家对需求进行深入分析后,将系统需求认定为:任何时刻,只要定速巡航控制系统处于工作状态,就要有确定的期望速度,并通过调整引擎油门的设定值来维持期望速度。
在对车辆定速巡航控制系统的架构进行设计时,公司的架构师王工提出采用面向对象的架构风格,而李工则主张采用控制环路的架构风格。在架构评估会议上,专家对这两种方案进行综合评价,最终采用了面向对象和控制环路相结合的混合架构风格。
用户需求没有明确给出该系统如何根据输入集合计算输出。请用300字以内的文字针对该系统的增减速功能,分别给出两种架构风格中的主要构件,并详细描述计算过程。
参考答案:
对于系统的增减速功能,采用面向对象风格的巡航控制系统首先会定义司机、油门、时钟、速度计和车轮等构件。
整个计算的主要过程是:
(1)司机进行增/减速操作设置期望速度,该期望速度以消息的形式传递给速度计;
(2)速度计通过向车轮和时钟发送消息获取车轮转速和时钟值,得到当前速度;
(3)速度计计算当前速度和期望速度的速度差值;
(4)该差值以消息的形式发送给油门,油门通过速度差值调节自身状态;
(5)整个过程在时钟的控制下定期向速度计发送消息,重复执行(2)~(4)。
控制环路的架构风格以控制器为核心,期望速度、车轮脉冲、时钟和油门等作为构件。
具体的计算过程是:
(1)司机进行增/减速操作设置期望速度值;
(2)将设定值置为期望速度值;
(3)控制器采集车轮脉冲和时钟值,计算出当前速度;
(4)比较期望速度和当前速度,计算速度差值,控制油门动作;
(5)反复执行(3)和(4)。
解析:
主要针对系统的增减速功能的要求设计两种风格的主要构件,在设计构件时需要注意符合两种架构风格的基本要求和约束。
采用面向对象风格的巡航控制系统首先会定义司机、油门、时钟、速度计和车轮等对象。整个计算过程通过对象之间的合理交互完成期望的功能。
控制环路的架构风格将以控制器为核心,期望速度、车轮脉冲、时钟和油门等作为构件。通过不断地反馈机制实现对系统的控制。