軟件碩士畢業論文參考范文:軟件復用科技在工業控制設施軟件開發之應用

來源: www.bnzqvc.live 作者:lgg 發布時間:2013-08-30 18:19 論文字數:38120字
論文編號: sb201308301548377960 論文地區:中國 論文語言:中文 論文類型:碩士畢業論文 論文價格: 150
本課題以計算機軟件復用技術為應用基礎,以工業控制設備人機交互界面軟件為開發實例,研究開發適合于工業控制設備的人機交互界面軟件。將軟件復用技術應用于工業控制設備軟件開發和設

第一章引言


1.1研究背景
隨著軟件技術的發展,軟件的幵發周期越來越短,規模越來越大,給軟件幵發者和用戶帶來了相應的問題:軟件系統規模龐大,研制周期長,維護費用高;軟件系統過于復雜,在一個系統中集成了各種功能,大多數功能不能靈活地裝卸、單獨升級或重復利用;應用軟件不易集成,即使各應用程序是用相同的編程語言編寫的,并且運行在相同的計算機上,特定應用程序的數據和功能也不能提供給其他應用程序使用[|]。軟件復用是充分利用已有的高質量軟件產品和部件,經過組裝集成快速搭建應用軟件系統的軟件開發理論。經歷了結構化程序設計、面向對象技術、軟件構件技術的發展,軟件復用已經成為加速軟件工業化早円實現的重要力量[2]。


1.2軟件復用技術的發展及研究進展
在計算機系統發展的初期,硬件通常用來執行一個審一的程序,而這個程序又是為一個特定的目的而編制的[3]。大多數軟件是由使用該軟件的個人或者機構開發,帶有一定的個人色彩,沒有系統的方法作為準則,軟件設計的完成是一個隱藏的過程,所以除了軟件的源代碼可以參考外是沒有軟件說明書等參考的。計算機系統發展的第二個時期——60年代中期到70年代中期,這時軟件作為一種產品開始被廣泛使用,出現了 “軟件作坊”——根據個人的需求來寫軟件。軟件開發的方法沿用了早期的個體化軟件的開發方式。這時軟件的數量幵始急劇膨脹,軟件需求日趨復雜,維護的難度也越來越大,失敗的軟件開發項目屢見不鮮,出現了 “軟件危機”。為了應對“軟件危機”,在1968年NATO軟件工程會議上,Mdlroy第一次提出了 “軟件復用”的概念。軟件復用用來解決“軟件危機”被公認為是可行的、現實的。在其后幾十年中,軟件復用進行了許多復用技術的研究和實踐活動,但因技術和非技術的種種因素,造成復用技術在整體上對軟件產業的影響不盡人意[4]。軟件復用的歷史,大致可劃分為萌芽期、發展期和初步實用期三個歷史時期。70年代末以前,軟件復用處于萌芽期,人們對軟件復用技術的認識起源于對數據(程序)共享的要求。人們產生了在同一系統中共享某些程序片段的想法,并嘗試了程序和數據相分離的做法。隨著數據庫技術的不斷成熟與發展,逐漸實現了在不同系統間共享數據以及某些與數據庫密切聯系的程序段。這一時期,完整的軟件復用的概念尚未形成,僅有復用軟件的愿望。與此同時,人們總結出不少軟件的設計方法和表示方法,但沒有著重考慮軟件設計的可復用問題,特別是分析結果的重用,沒有任何形式化的復用知識表示,更談不上輔助工具的支持。
70年代末到80年代末,軟件復用技術迅速發展成為軟件工程的一個重要應用領域。但由于注意力只放在軟件系統構件的收集、提煉和改造上,軟件復用技術發展緩慢。80年代起,人們不僅認識到軟件復用問題涉及多方面的知識,如軟件工程知識、應用領域知識、人類工程學知識和人工智能知識,而且還認識到在軟件復用實施中管理因素的重要性[5]。這一時期,軟件復用在子程序庫、報告生成器、編譯器等方面都取得了長足進展。同時,人們己對何為軟件復用有了一個非形式化、不夠完整的概念,對復用信息的提煉、組織和存儲進行了初步探討,已經理解了軟件的組裝技術及基于對象的設計技術等,但上述理解仍是非形式化的,人們仍不能以任何系統化途徑實現復用[6]。這一時期被稱為發展期。
80年代后期至今,軟件復用領域取得一些實用成果,軟件復用進入初步實用期。各廠商開發了許多支持復用的軟件系統,如Toshiba的軟件工廠,Draco、Genesis系統等。從實現角度看,90年代以前,軟件復用主要以采用非面向對象技術來實現,復用的效果則主要以軟件生產率和軟件質量為標準來加以衡量。90年代中期以后,軟件復用技術的發展呈現以下三個趨勢:在軟件復用的用戶化和慣例化過程中,要考慮技術問題和管理問題,應用軟件復用技術的開發過程中,考慮軟件過程形式化的問題,開發支持領域過程中領域分析的工具和方法。目前軟件工程中較流行的軟件復用技術有領域工程、組件技術、設計模式和應用框架等。成功實施軟件復用需要正確理解軟件復用的概念和掌握軟件復用的有關技術。


第二章軟件復用


2.1軟件復用概述
2.1.1軟件復用的定義
軟件復用也叫軟件重用,是指在新的系統中充分利用已有的軟件成果,減少開發中的一些困難和重復勞動,提高系統的生產效率和質量[8]。這里所說的軟件成果可以包括需求規格說明、設計過程、設計規格說明、程序代碼、測試用例、度量等,對于新的軟件開發項目而言,它們或者是構成新軟件系統的構件,或者是在軟件開發過程中發揮某種作用,通常將這些軟件元素稱為可復用構件。軟件復用的基本而又典型的例子是開發者可以按照約定的格式,調用程序庫或函數庫中預先編好的子程序和各種函數,提高開發速度。


2.1.2軟件復用的類型
軟件復用可以分為橫向復用和縱向復用。橫向復用是指復用不同應用領域中的軟件成份,如數據結構、算法、人機界面構件等。縱向復用是指在一類具有較多公共性的應用論域之間復用軟件構件[9]。由于在兩個截然不同的應用論域之間進行軟件復用潛力不大,所以縱向復用受到了更廣泛的關注和應用。縱向復用活動的關鍵在于領域分析,根據應用領域的特征和相似性預測軟件構件的可復用性。一旦根據領域分析確認了軟件構件的可復用價值,即可進行軟件構件的開發,并對具有可復用價值的軟件構件做一般化處理,使它們能夠適應新的類似的應用領域,然后將軟件構件和其文檔存入可復用構件庫,成為可供未來開發項目使用的可復用資源,這是一個不斷積累和完善軟件構件的漸進過程。


第三章 工業控制設備系統軟件的總體設計.......... 22-31
    3.1 HMI軟件設計分析.......... 22-24
        3.1.1 項目規劃.......... 22-23
        3.1.2 業務流程 ..........23
        3.1.3 功能結構 ..........23-24
    3.2 HMI軟件復用分析 ..........24-31
        3.2.1 HMI軟件的可復用構架 ..........24-27
        3.2.2 HMI軟件面向復用的設計過程 ..........27-31
第四章 數據庫的設計..........31-36
    4.1 MySQL介紹.......... 31-33
        4.1.1 MySQL體系結構.......... 31-32
        4.1.2 連接MySQL.......... 32-33
    4.2 數據庫的設計.......... 33-36
        4.2.1 數據庫設計要求 ..........33-34
        4.2.2 數據庫的需求分析.......... 34
        4.2.3 數據表E-R圖.......... 34-35
        4.2.4 數據表的結構.......... 35-36
第五章 HMI軟件的實現.......... 36-54
    5.1 設計實現.......... 36-40
    5.2 軟件實現.......... 40-54
        5.2.1 用戶管理 ..........41
        5.2.2 首頁信息顯示.......... 41-44
        5.2.3 串口通信 ..........44-47
        5.2.4 設備操作管理 ..........47-50
        5.2.5 信息記錄模塊.......... 50-52
        5.2.6 系統設置模塊.......... 52-53
        5.2.7 幫助信息模塊.......... 53-54


結論


本課題以計算機軟件復用技術作為研究基礎,以工業控制設備的人機交互界面軟件作為應用實例。重點研究適合于工業控制設備人機交互界面軟件的軟件復用技術,并且最終在實際應用中得到了成功驗證,提高了人機交互界面軟件的整體性能和質量,縮短了開發周期,使HMI軟件成為了一個面向復用的軟件。本文主要工作歸納如下:
1.分析了軟件復用技術的產生背景、發展現狀,提出將軟件復用技術應用于工業控制設備人機交互界面軟件作為研究對象。
2.具體深入的研究了軟件復用技術,對于它們的技術發展有了進一步地了解。以工業控制設備的人機交互界面軟件作為丌發實例,有針對性的對于人機交互界面軟件進行了分析和設計。
3.深入的剖析了支持軟件復用技術的面向對象方法和設計模式,并將它們應用到HMI軟件的設計和開發中,以實現面向復用的HMI軟件。
4.在HMI軟件的開發中,使用MySQL數據庫進行運用和開發。對MySQL數據庫進行了大量的研究分析和實踐的開發,來滿足實際的需求。
5.在人機交互界面軟件中,使用串口通訊,實時監測整個設備網絡,實現了工業控制設備的要求。
6.將合理的軟件復用技術應用于工業設備的HMI軟件中,運用面向對象方法和設計模式,解決軟件整體設計問題和在開發過程中所遇到的問題,縮短了開發時間,提高了軟件的穩定性,為之后系統的升級維護打下了良好的基礎。


參考文獻
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