SCADE One - 弥合基于模型设计与传统编程之间的鸿沟
Scade One是继Scade Suite version 6 自2008年起发展近20年后的首次主要改进版本。在Scade One首版次发布数月前，Scade团队发布了一系列介绍Scade One的博客。本篇
Scade One – Bridging the Gap between Model-Based Design and Traditional Programming是其中的一部分。在后面的内容中，将复述博客中的要点。更多内容，可参考Scade One – Bridging the Gap between Model-Based Design and Traditional Programming
概述
SCADE One弥合了基于模型设计与传统编程之间的鸿沟。在本篇博客的后续内容中，将展示以下核心要点：
• 对于控制或系统工程师，SCADE One能通过框图符号进行可视化软件开发。无需具备编程背景，也不必了解C语言等底层语言的复杂性与陷阱，即可构建安全可靠的软件。
• 对于软件工程师，将会欣喜地发现SCADE One基于一种形式化的领域专用编程语言。可以使用文本化表示（或图文混合方式），并可使用文本编辑器应有的全套服务。该语言汲取通用编程语言的灵感，提供高级功能，不仅能开发传统控制软件，还可用于任务软件与无人控制的自主系统软件的开发。
Swan：专为嵌入式软件设计的领域专用语言
SCADE One的建模基于名为Swan的领域专用编程语言，专为实时安全可靠的嵌入式软件设计。该语言凝聚了同步语言领域数十年的研究成果（包括学术语言Lustre），并继承了历代SCADE语言版本（直至SCADE Suite目前使用的SCADE 6）的技术积淀。
这种设计有何优势？
• Swan是声明式数据流语言：只需描述"做什么"，而非"如何做"。代码生成器会自动创建实现模型行为的高效C代码。实践证明，这种方法比手动编写C代码更不易出错。
• Swan是高级/领域专用语言：内置逻辑时间、并发等概念，以及状态机等构造，让设计者能轻松描述复杂的反应式行为。
• Swan是具备形式化定义的语言：模型行为定义明确，不受工具版本或代码生成选项影响。可对模型属性（如数值溢出或除零错误）进行形式化验证，还能执行类型检查等静态分析确保模型正确性。
• Swan专为安全嵌入式软件设计：通过语言构造天然保证内存边界、响应时间限定、数组越界防护等特性。不同于其他方案，无需安全子集或编码规则约束。这使得非编程专家也能轻松使用，规避C/C++等通用语言的潜在陷阱。
一种语言，两种标记法表达
Swan提供两种建模方式：
- 使用框图。使用框图构造模型。对控制工程师而言，使用框图是进行控制率设计的标准标记法。
- 使用文本。如同使用文本编程语言进行编程。
• 图文混编：文本表达式或文本块可嵌入框图任意位置。您可根据偏好自由选择文本、框图或混合表达。例如：状态机用框图展示状态迁移更直观，而复杂算术表达式则更适合文本呈现。
• 统一语言内核：所有模型均支持图文双向转换，且采用统一的序列化格式。
从设计、调试到验证的所有环节，图文模型均能获得同等支持。建模环境为每种方式提供专属功能：
• 框图支持自动布局与智能参考线，呈现优雅视图
• 文本编辑具备语法高亮与自动补全功能
无论是习惯基于模型仿真工具的控制工程师，还是熟悉集成开发环境(IDE)的软件工程师，都能在SCADE One中即刻找到熟悉的工作体验。
Swan的核心特性
作为SCADE Suite中SCADE 6语言的进化版，Swan不仅优化了既有功能，更通过新特性应对现代建模与编程工具的挑战。
可视化编程语言的常见缺陷是框图容易变得杂乱无章。Swan引入group概念来简化和规整框图。
与SCADE 6一样，Swan融合编程语言最佳实践与基于模型的方法。例如SCADE 6支持创建可复用的通用库，而Swan更进一步引入受Ada启发的接口概念，实现模块接口与实现的分离——这在架构设计阶段尤为实用。接口还可控制模块内声明的可见性。这对软件工程师虽属常规操作，但在其他基于模型工具中却鲜见实现。
Swan支持操作丰富的数据类型和结构。除SCADE 6已有的数组和结构体外，新增variant类型（又称tagged union），允许在同一数据流或结构中存储不同类型值。
针对迭代模型设计，Swan推出了比SCADE 6迭代器更直观的新型for循环结构，适用于数组/矩阵运算（如下文矩阵乘法示例）或数据结构遍历。
这些新构造使Swan能创建和操作复杂数据结构，从而区别于其他基于模型工具，更接近通用编程语言的表达能力。这意味着能在更多应用场景（不仅限于传统控制领域）利用SCADE One缩短开发周期的优势。