軟件設計范文10篇

時間:2024-03-09 09:36:36

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軟件設計

基于架構軟件設計研討

一、關于軟件設計的現狀

隨著社會的發展,軟件應用規模和應用領域的不斷擴大,作為相應支撐的各種軟件系統將與之相適應,使得軟件開發成了一項的系統工程,而這對軟件開發方式也提出了更大的挑戰。基于架構的軟件設計方法著重于在軟件開發的設計階段即按照業務特點及軟件設計原則,在軟件設計方法上采用一定的方法隔離業務關注點,設計及代碼局部化,為需求變更及業務邏輯變化,采用遞歸分解的方法將大的業務分解,增加程序的可擴展性、可修改性,并將設計元素歸類管理,在可預測范圍內預留可變空間,應對需求變更及業務邏輯變化。基于架構的軟件設計根據業務需求隔離關注點,它可以在可預見的范圍內考慮可變性,為應對變化預留空間。信息技術的發展改變了人們的工作方式,由于軟件工程管理的出現,促進了制造業等傳統產業的發展,而軟件開發也面臨著現實的問題,即業務邏輯的易變性。如何將變化縮小到最小范圍,業務功能的隔離無疑可以起到一定的作用。從另一方面講,軟件開發方式自身也存在一定的問題,開發過程中某些環節需要細化。軟件架構是軟件設計階段的產物,具體地說,軟件架構包含了結構、協作和技術等方面的重要決策,它對后期的軟件維護,為系統的開發活動建立基礎,對改動力度比較大的軟件升級都起著重要的作用。現在,大多數企業都開始注重產品線的開發,完成從面向業務到面向技術的轉換,因此要為整個產品線設計軟件架構。一般內容是:上承業務目標、下接技術決策、.控制復雜性、組織開發、利于迭代開發和增量交付、提高質量。軟件開發方法隨著軟件系統的規模增大而不斷變化,20世紀70年代以前,軟件開發基本上都是匯編程序設計;70年代中后期,軟件開發中出現了概要設計與詳細設計;90年代中期,是面向對象開發方法;90年代以后則是基于構件的軟件開發。縱觀軟件體系結構技術發展過程,架構設計得到了充足的發展,并成為軟件工程領域的研究熱點。基于架構的軟件設計方法能更好地隔離業務關注點及決策,可以更好地應對需求變更,以及更好地采用模塊化設計方法。

二、基于架構的軟件設計方法的理論

基于架構的設計提供了一個系統化的步驟,此方法在發展中不斷在完善,用于設計概念性軟件架構,包含了一些基礎的理論概念,如設計元素、所采用的視圖、用例及質量場景等。架構設計包括共性與可變性,軟件模板與系統基礎設施,架構驅動元組需求,質量屬性、功能及架構模型。其中基于架構的設計關注對架構設計有影響的變化粒度,共性是指變化中的不變部分,可變性可以發生在功能、平臺或環境中;軟件模板與特定的設計元素相對應,包括設計元素與公共服務的交互模式、設計元素與基礎設施的交互模式、自身職責功能。軟件模板作用具體為有助于集成、對于系統中可重用的組件是一個庫,并為構成系統架構提供基礎。而對于一些質量屬性建模技術,軟件模板的定義決定了交互模式;架構驅動元組包括功能需求、質量屬性及業務需求。架構驅動元素依賴抽象的功能需求,確定架構驅動元素要進行特定方面需求的詳細調查,架構驅動元素滿足了,設計就可以開始;架構模型包括組件類型集合及它們互操作模式,確定操作數量及功能的標準將會不同于驅動需求,架構風格就是實時計劃策略。需求階段結果包括功能需求、質量屬性、業務需求及約束,運用基于架構的設計方法進行設計,為考慮決策跟蹤,需要重新審視決策。基于架構的設計方法包括:抽象功能需求。基于架構的設計假定需求輸出是抽象的功能需求,各種終端用戶與特定系統相關聯,理解需求間的相關性對設計來說是很重要,抽象功能的需求捕獲可以對詳細需求提供分類;用例。用例是終端用戶與系統間互操作的具體描述;質量屬性及業務目標。每個質量需求應當包括具體的輸入及設想的應答,而業務目標與質量屬性的區別不是很明晰。架構可選方案。方案的列舉,邏輯上屬于基于架構的設計階段,它針對每,一個質量屬性及業務目標,作為需求階段的一個一輸出,并將凡是滿足需求的架構都應當列出來。質量場景。質量場景也可以具體化質量需求,應當對它們分優先級進行管理。約束。約束是預先指定的設計決策,約束來自于業務還是技術并沒有關系,其設計過程就是做決策。很少有系統設計時無需考慮現存系統,遺留系統將影響當前系統的設計。

三、基于架構的軟件設計方法

首先要定義設計元素。它包括概念子系統、概念組件、具體組件、軟件模板、基礎設計的應用。基于架構的軟件設計方法是對整個系統的分解。其次是設計元素的生成順序。隨著理解的深入,要對前期的決策重新考慮,必須在適當的地方給以予記錄。要考慮相關領域知識、新知識的融合應用和架構組人員的素質。第三是設計元素內部的活動。它包括功能拆分,選擇基礎架構,功能分配。在功能分解中要基于功能一致性、數據或基于數據之上的操作行為模式相似、相似的抽象層和功能局部化標準;設計元素應有一個首要的架構風格模型,確定的架構方案必須滿足質量需求,在設計記錄中與設計元素相關聯;架構模型的選擇產生了組件類型集合,每個設計元素的概念性接口也應當確定,依據質量屬性進行權衡;設計元素都有一個依附于它軟件模板,對于模板中的每一個功能,要考慮是傳遞到子設計元素還是保留在當前位置,并對子設計元素的功能也將進行核對。在這個過程中輸出一個子設計元素列表,表現帶反饋循環的拆分設計元素的順序步驟,每執行一步都要對系統的更深入理解。用例可以用來對所選擇的架構進行校驗,用例檢驗設計對需求的覆蓋度,然后生成生成并發視圖、生成部署視圖、校驗質量場景以及校驗約束。最后,按項目不同,基于架構的軟件設計依據一定的優先級順序,執行相應過程后生成設計元素的集合。

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單片機軟件設計論文

1概述

很多單片機的應用中都需要同時執行很多任務,對于這樣的應用,我們可以利用實時操作系統來靈活地安排系統資源。RTX51是美國Keil公司開發的一種小型的應用于MCS51系列單片機的實時多任務操作系統,它可以工作所有8051單片機以及派生家族中,簡化了復雜的軟件設計,縮短了項目周期。我們實踐中用RTX51來開發單片機軟件。設計單片機控制的GPS接收板軟件,取得了很好的效果。

2RTX51介紹

RTX51有2個模式:RTX51完全模式和最小模式。RTX51最小模式版是RTX51完全版的一個子集,可以很容易地運行在8051系統上,而不需要外部RAM(DXATA)。RTX51完全模式有4個任務優先級,可以和中斷函數并行處理,各個任務之間通過使用“郵箱”系統來進行信號和消息的傳遞,可以從內存池中申請和釋放內存;同時,可以強制一個任務停止執行,等待一個中斷,或者是其它中斷傳來的信號量或者消息。RTX51對系統硬件的要求如表1所列。

2.1RTX51任務

RTX51區分2類任務:快速任務和標準任務。快速任務有很快的響應速度,每個快速任務使用8051一個單獨的寄存器組,并且有自己的堆棧區域。RTX51支持最大同時有3個快速任務。標準任務需要多一點的時間來進行任務切換,因此使用的內部RAM相對快速任務要少,所有的標準任務共用1個寄存器組和堆棧。當任務切換的時候,當前任務的寄存器狀態和堆棧內容轉移到外部存儲器中。RTX51支持最大16個標準任務。

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高校財務報銷軟件設計研究

摘要:當前,隨著社會生產力的不斷提高,高校各項事業得到了迅速發展,高校的財務管理壓力也越來越大,傳統的報銷模式或者老舊的財務報銷軟件已經制約了高校財務報銷的效率和質量的提升,不利于促進高校各項事業的良性發展。本文依照《高等學校會計制度》,結合標準軟件工程思路,通過系統需求分析和流程設計對高校財務報賬軟件進行了發展設計,以期盡可能使財務報銷過程得以簡化,有效減少報賬人員及財務人員的工作量,提高工作效率,達到事半功倍的效果。

關鍵詞:高校;財務報銷;軟件設計

當前,隨著社會生產力的不斷發展,高校事業突飛猛進,財務收支水平發生了翻天覆地的變化。但這些變化一定程度上也給高校的財務管理工作帶來了新的挑戰。很多高校會出現這樣的情況,教職工對財務報銷業務不滿意,認為報銷單據填寫困難,審批程序繁瑣,財務人員報賬效率低下等。所以適當改變傳統的報銷模式能夠提高財務報銷效率和公眾滿意度。而改變傳統的報銷模式首要的就是設計全新的適合時展需要,能夠滿足廣大教職工意愿,提高工作效率的財務報銷軟件。

一、需求分析

(一)用戶需求。這里的用戶指的是高校財務報銷管理系統即財務報銷軟件軟件的直接使用者和服務對象,具體包括系統管理員、財務處工作人員、普通報賬人員、各部門負責人、學校領導等。(1)系統管理員作為財務報銷軟件的最核心人員,負責整個系統的后臺處理。他的需求是能夠通過軟件后臺進行相關設置,包括設置賬套、添加人員、分類設置權限、科目、經濟分類科目設置、項目錄入、額度控制等一系列具體初始化工作。可以說好的財務報銷軟件本身設計是一方面,優秀的系統管理員做的初始化工作是關系將來財務報銷軟件執行好壞的另一個重要因素。(2)財務處工作人員指除了系統管理員以外的財務處一般工作人員,日常由他們具體負責接待財務報銷人員,認真審核報銷票據、報銷流程等是否規范,審核通過后根據網上填報信息及票據實際內容通過報銷軟件進行制單、辦理結算,審核不通過時則負責填制報銷問題匯總清單并及時反饋給報賬人員。(3)普通報賬人員指到財務處報賬的學校的普通教師、管理人員、教輔后勤人員等。這些人跟財務處人員直接接觸,活躍在報銷的第一線,他們的需求是根據系統管理員設置的工號等識別信息登錄網上報賬系統,在已分配的權限范圍內根據原始票據錄入報銷憑證,并提交財務審核,不再需要跑財務處報賬,款項直接存入報賬人員銀行卡。(4)各部門負責人根據系統管理員設置的級別具有相應的審批權限,從最低級的負責本部門經費簽批,到高級的負責全校某一類專項經費審批等,他們的需求是在自己職權范圍內可以查看使用自己負責審批經費的報銷單據,對符合規定的進行簽批,可以匯總或明細查看自己負責審批經費的具體使用情況等。(5)學校主要領導。這其中包括財務處領導及學校領導,他們的需求是根據系統管理員設置的權限可以查詢具體每一筆報銷內容,但更必要的是通過軟件可以獲得他們想要的強大的分析匯總功能,可以綜合查詢學校某一項目支出情況,匯總分析各類收支,針對性提供各種統計報表,以便能為學校整體決策提供財務依據。(二)業務流程分析。結合時展及財務知識更新,財務報銷系統的報賬流程應由傳統的手工審批向電子審核轉變。具體思路如下:首先,普通報賬人員根據購貨或購買服務時取得的發票、文件資料等,進行整理并順序粘貼工整;其次,報賬人員到財務網站或學校網站報賬系統中填制電子報賬單,并留下相關影像資料;再次,財務處工作人員對報賬人填的報賬單和影像資料進行初步審核;第四,報賬人員將已填寫完畢并經初步審核的報賬單通過網絡報至相關部門負責人,相關部門負責人根據系統中影像資料及報賬單進行審核,通過后進行電子簽批(以前這一步的實現需要報賬人員帶紙質憑證實地、挨個找部門負責人親筆簽字),并加蓋電子印章,報賬人將紙質單據封袋投入報賬單搜集箱;第五,財務處人員定期搜集報賬單,通過財務報賬系統上再次審核已填制的電子報賬單據,無誤并簽批合格的直接導入賬務系統生成記賬憑證、辦理結算付款,打印單據裝訂,并通過微信、短信方式告知報賬人員具體付款信息,發現有誤則填寫問題清單,聯系并反饋給報賬人員。(三)報賬軟件功能分析。高校財務報賬系統需要實現三個主要功能:(1)報賬單錄入。報賬人員通過該節點進行報賬單的錄入。具體來講,該節點應包括報賬單錄入、報賬單管理(包括查看、修改、刪除、排序、送審、狀態查詢等功能)。(2)單據審核。對于已送審的報銷單據,在該節點進行審核,應包括審核通過、退回(附退回原因)、暫緩處理等功能。這里既包括財務人員對報銷單的初審,也包括職能部門負責人對報銷單據的簽批過程。(3)單據處理:對于完全審核通過的報銷單據在該節點進行制單、審批單打印等操作,該節點還應設置短信通知、單據狀態查看、問題清單填寫等功能。

二、流程設計

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DOS與軟件設計論文

摘要該文介紹了一種建立在DOS界面下生成圖素文件的通用圖形編輯程序的設計方法。

目前用作DDC的PC總線工控機(IPC)大部分工作在DOS界面上,而DOS不具有像Windows那樣美觀方便的圖形用戶接口(GUI)。生成工藝流程圖等復雜圖形若用程序設計語言直接編程需花費大量精力和代碼,且不易修改。設計出數據文件小,占用內存少的圖形編輯軟件是控制界的一個研究課題。這里介紹一種生成圖素數據文件的通用圖形編輯軟件的設計方法。

一、數據結構與數據文件格式

由于所有的操作都基本建立在圖素的基礎之上,故數據結構也以圖素為中心。以下以圓、直線、矩形、字符串為例,其它圖素類似。

1.定義所需圖素

structcircle/*定義圓*/

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關于使用多個同種VI總線儀器的軟件設計

關于使用多個同種VXI總線儀器的軟件設計

基于VXI總線虛擬儀器組建的測試系統作為測試領域里一個新的應用方向,引起了我國兵器測試界的關注,并開發應用了適合兵器行業的測試系統。本人在對基于VXI總線儀器組建的壓力測試系統進行開發的過程中,由于系統要求完成多信道壓力信號測試,故將使用到多個同種VXI功能模塊。在VXI測試系統中,每個功能模塊都相當于一個具有獨立面板的傳統儀器,若按該思想方法進行本測試系統應用軟件設計,無疑將重復設計并使用同樣的儀器面板和源代碼,造l成軟件的冗長。而利用計算機軟件功能較好地解決了這個問題。

2壓力測試系統硬件結構

根據測試任務的需要,所需的儀器模塊為具有4路通道的電荷放大器模塊和數據采集模塊。系統硬件結構圖如圖1所示。系統選擇了實現成本低,數據傳輸速率快,具有熱插拔和即插即用功能等優點的IEEE-1394總線作為外掛控制計算機和VXI機箱的連接總線,相應采用HPE8491B作為零槽控制器;主機箱選用測試方便的HP公司的C尺寸6槽高功率主機箱HPE1421B;外掛計算機選用PⅡ266工業控制計算機;電荷放大器模塊是自主研制開發的2通道VXI總線寄存器基的高阻抗電荷放大器模塊,其增益連續可調并具有濾波功能;數采模塊選用HP公司的4通道、最高采樣速率為800kSa/s數字化儀HPE15644A,該模塊能夠滿足一般兵器壓力測試要求,不選用采樣頻率過高的數采模塊,避免引入高頻干擾。

3壓力測試系統軟件結構

VXI測試系統軟件開發所遵循的基本原則是VPP規范。其中,從通用性和零槽控制器工作環境要求考慮,操作系統選用32位操作系統Windows95,I/0庫選用HPVISA;數字化儀的儀器驅動程序選用商家HP公司提供的,電荷放大器則使用自行編制的符合VPP規范的儀器驅動程序;軟件開發平臺采用美國NI公司的面向儀器交互式C語言的LabWindows/CVI。測試系統軟件的設計主要集中在用戶界面設計和源代碼程序編寫兩方面。

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計算機軟件設計分析

1、計算機軟件設計中嵌入式實時操作系統特點

在計算機軟件的開發過程中,嵌入式實時操作系統軟件所承擔的功能主要有緩存、指令的執行等。這可以使計算機整體上平穩可靠的運行,也使得軟件的處理效果得到保障,以此使軟件的應用性能得到提升[1]。在計算機軟件實際操作控制的過程中必須要實現對應用程序的控制,以以上內容為基礎來對軟件進行科學合理的控制。微處理器是嵌入式實時操作系統當中的核心硬件,可以實現對各項功能的處理,而且還可以有效的保護計算機當中的內部設備。

2、計算機軟件設計中的嵌入式實時操作系統設計

2.1硬件設施配備。本次設計研究所采用的計算機處理器為TI公司生產的芯片,其型號為TMS320C6701型號,該處理器的工作主頻為150MHz,存儲器為128k雙字數據存儲器以及flash存儲器等。計算機交互功能的實現需要借助于串行異步全雙工,總數據傳輸接口的芯片型號為BU61580。2.2整體布局設計。關于計算機嵌入式實時操作軟件系統的布局以及組織時,需要使ROM和FLASH當中存儲的數據得到保障,同時也需要確保系統整體上能夠可靠穩定的運行。嵌入式軟件的設計與應用可以優化計算機內部軟件設計[2]。當然,其主要任務是可以實現對程序命令的快速調取,從而執行相關的代碼,使ROM的運行速度可以得到迅速提升,進而提升數據處理的效率。構建信息系統可用性評價機制。首先需要實施信息系統可用性評價標準初始集合;其次去除系統沒有關聯的因素;最后優化設計可用性評價準則,并進一步構建系統評價準則以及內容體系結構。在系統沒有關聯影響因素去除中主要針對的是那些重復及容易受到主觀因素,去除和系統沒有關聯的使用場景。另外在如果在準則中發現可見性也需要對其實施去除,基于一般交互過程以及新手交互過程準則實施效率以及有效性準則分解,確保能夠實現和應用場景的有效適應,因此需要去除。在準則中的防錯及靈活性等的多維性,均需要注重準則單一維度準則,有助于實現可用性評價準則集合[3]。組間平均連接法的應用,有助于進行各個評價準則的二維空間坐標聚類分析,在將聚類過程譜系條件上實施可用性評價準則的相容性、操作安全性、用戶支持度、功能支持度以及便捷性等的分類。首先關于安全性則也就是要提升人機交互系統的安全性,用戶支持、流程支持度以及功能支持度可以對任務流程實施有效支持。優化設計同緯度可用性評價準則,對相關準則含義進一步明確。關于系統的相應分析,與其他準則集合比較,在對系統實施可用性評價準則特點分析過程中,重要的也就是安全性以及流程組織,在安全性評價過程中分為人因安全性以及操控安全性。在系統應用中需要注重實現可用性檢查要素內容和可用性評價準則的相互匹配。對于各個評價準則在檢查中無法全部應用,因此在可用性檢查過程中,注重實現內容功能和評價準則的匹配性,積極開發相關可用性檢查問題,并在此基礎上構建系統可用性檢查列表。在研發過程中為能夠提高可用性檢查列表,針對相關問題均需要實施信息系統研發人員和可用性專家的詳細檢查后、修改以及確認,有效防范疑問和模糊的出現[4]。2.3軟件任務功能劃分。在具體設計時,需要看重嵌入式實時操作軟件的軟件區功能劃分。隨著更多應用軟件的投入使用,將會增加嵌入式實時操作軟件的負荷,因此在實際工作中嵌入式實時操作軟件能夠依照實際需求進行任務劃分,以此顯著提升計算機軟件設計的便利性。同時,嵌入式實時軟件可以科學分析系統中的應用程序,并且與其他相關軟件進行協調,確保其可以更可靠的運行。任務功能的劃分需要遵循基本的原則,比如時間的緊迫性、周期執行性以及功能內聚性等。圖1為嵌入式實時操作系統的功能設計劃分:縱觀各種不同的處理事件,從整體上可以把事件分為隨機與周期性兩種不同的類型。其中周期性的事件主要是指數據的采集、輸入以及輸出,同時包含解算數據指令等。系統的啟動需要通過IMU來數據,然后觸發應用程序,因此在任務建立時必須要首先建立起IMU周期任務,在這個周期當中需要根據IMU所傳遞出的信息來進行解算。隨機事件包含接受與處理命令等,將其設置為最低優先級[5]。2.4調度與控制功能。嵌入式實時操作軟件主要負責調度與控制,其實時性包含軟與硬兩個方面。其最大的不同就是軟實時性當中,計算機在處理命令的過程中不可避免的會出現延遲現象,因此其對于命令的處理時間也會有彈性;但是硬實時性的處理時間就沒有彈性[6]。在具體設計過程中需要考慮到這兩個方面的實時性特點,從而使計算機的工作效率得到進一步的提升。如果計算機的任務比較重,一般會選擇最優調度方案,提升調度和處理效率。2.5評價體系。分布式嵌入式系統是指將通過較大計算能力才能夠解決的任務分裝為多個小任務,之后通過消息傳遞的方式將任務分配到網絡計算機群中實現處理,最后將計算機結果進行綜合處理,從而得到最后的處理結構,實現分布式嵌入式系統評價主要通過資源分配及調度算法兩方面。調度算法指的是保證分布式嵌入式計算機的優先級較高的任務能夠優先被處理。資源分配主要保存存儲、處理器、網絡及其中的一系列外部設備,如果資源較多,那么就表示系統的能力較強。分布式嵌入式系統中的可靠性指的是通過全面考慮系統的安全性、可靠性及完整性等多種屬性,提高系統在運行過程中的可靠性。可靠性的衡量主要包括多種方式,分別為設計、驗證、分析及評估。分布式嵌入式系統中器件的可靠性指的是嵌入式系統在指定作業環境和時間中具備連續服務能力,其能夠對計算機系統中的硬件設備服務能力指標進行全面的衡量。為了能夠更加全面且準確的將嵌入式計算機自身的性能反映出來,選擇的性能指標要滿足以下需求:首先,能夠表示某方面的特點,也就是代表原則;其次,具備全面的數據資料的支持,也就是可信原則;然后,根據自身的實際需求進行選擇,也就是使用原則;最后,選擇較小關聯度的性能,也就是獨立原則。通過上述的原則使分布式嵌入式計算機性能評價指標根據相應的屬性聯系創建多級遞階的層次結構,以此創建分布式嵌入式計算機的性能評估模型。

3、嵌入式實時操作系統在計算機中的應用案例分析

嵌入式信息系統是在現代社會環境下具有重要應用價值,屬于是有效態勢感知手段,可以有效確保在正確時間及地點,實現正確信息的有效傳遞,顯著提升決策正確性,不管是在信息傳遞還是在結果獲取中均能夠提高正確性。然而系統本身存在的不完整性以及不確定性,對信息系統作用的有效發揮產生了不良影響。基于此種環境則需要顯著提升嵌入式信息系統的可用性。在實際應用中系統可用性高,能夠顯著降低用戶工作負荷,最大化的減少人為失誤發生率,顯著提升用戶滿意度。因此嵌入式信息系統設計中必須要建立在用戶基礎上,通過提升系統可用性得到人們的廣泛關注。嵌入式實時操作系統在計算機應用當中的具體實現,需要進行專門的詳細設計、編碼以及開展試驗進行測試等,對其時間與空間等方面的指標進行評價。3.1系統初始化。這個環節主要是系統的電初始化與執行用戶傳遞的命令這個階段。包含程序代碼的加載、CPU的初始化、微內核、系統硬件、始終、用戶入口程序、內存管理等方面的初始化。3.2驅動程序的設計步驟。驅動程序主要針對計算機當中的底層接口,在嵌入式實時操作操作系統當中包含打開、關閉、讀取、控制、寫入以及設備驅動程序等。為了使計算機系統運行的效率得到提升,需要對微內核進行簡單的封裝。3.3具體應用結果分析。通過對其進行半實物的仿真實驗進行效果驗證,得到如下結果:(1)計算機中斷相應的實驗值為78μs,任務上下文切換時間測量值為113μs,操作系統bin文件的具體值為26kB,整個系統軟件的數值為50k雙字。根據仿真試驗所得到的結果來看,在計算機中進行嵌入式實時操作系統軟件的設計可以使計算機的運行效率得到提升,滿足設計的各項指標要求。結語在社會進程發展過程中計算機軟件技術也在不斷創新,隨之進一步促進了嵌入式實時軟件的產生,通過使用此種軟件的運用,可以有效提升計算機軟件的整體質量,顯著提升計算機軟件在應用中的實用性及穩定性,另外也有助于顯著提高計算機設備質量及工作效率。本文重點關于計算機軟件的嵌入式軟件的應用展開了簡要的分析。本文主要對嵌入式實時操作系統在計算機當中的設計流程與應用進行分析研究,并且進行專門的仿真實驗分析,結果顯示在計算機當中應用嵌入式實時操作系統可以使計算機的運行效率得到提高,使軟件開發的復雜性有所降低。

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自動氣象觀測站軟件設計研究

目前潛油電泵機組已經系列化,但每口油井的參數不同[1],潛油電泵在推薦范圍以外工作可能會使電機過載或欠載,嚴重時可能損壞系統。通過開發軟件進行潛油電泵選擇優化,充分考慮井況和影響油泵選擇的主要因素,高效率準確地計算出可靠的潛油電泵機組型式[2],采用簡單易學的VisualBasic語言,開發出潛油電泵選井設計軟件[3,4],優化潛油電泵機組參數,滿足現場需求。

1界面設計

1.1潛油電泵選井選泵軟件界面設計。軟件包括基礎數據、氣體計算、產能預測、機組選型設計等多個部分(圖1)。本文介紹產能預測部分設計功能,基礎參數設置見表1。1.2產能預測界面設計。在產能預測功能區,設置1個Frame控件、7個Label控件、2個ComboBox控件、5個TextBox控件。其中,分離器配用可選,油井滲流類型包括純液硫、油氣兩相滲流、油氣水滲流三種類型可選,設計泵吸入口氣液比由“氣體計算模塊”得到,預測結果包括泵吸入口壓力、油層中部流壓、預測油井產能三項2)。各控件的屬性及參數值設置如表2所示。摘要:當前在區域小氣候觀測項目中,隨著社會發展的需要出現了不同主題的小氣候站;典型的代表有農業氣象,交通氣象,空氣質量,湖泊生態監測等;這些小氣候站的構成一般包括支架地基、供電系統、傳感器組合、采集系統、傳輸模塊及應用軟件等;隨著科技的發展,這些小氣候站硬件方面不斷采用新技術,結構和傳感器也朝著一體化趨勢演進;但是應用軟件卻沒有跟隨軟件開發技術的更新而升級換代,還普遍停留在較舊的技術體系;軟件整體功能性不強,擴展性較差,無法兼容其他廠家的設備;數據結構也缺少規范統一;針對區域站應用軟件的建設情況,結合實際項目情況,充分利用分層設計、軟件復用、插件開發等設計模式提出了一種架構合理、功能規范、數據統一、兼容性強的基于區域自動氣象觀測站的應用軟件架構設計。

2應用軟件的架構設計

軟件架構也稱為軟件體系結構,是一系列相關的抽象模式,用于指導軟件系統各個方面的設計[15-17]。首先,可將軟件在功能上分層,各層在邏輯上可以保持相對獨立,使得整個系統邏輯更加清晰,能提高系統和軟件的可維護性和可擴展性。其次,在各層中遵循軟件設計的基本原則即信息隱蔽性和模塊獨立性,設計出獨立性比較強的高內聚低耦合的模塊。最后,通過使用設計模式,在模塊中進行邏輯設計和編碼實現。設計模式包括創建型模式、結構型模式和行為型模式三大類幾十種模式,常用的模式有模板方法、抽象工廠方法、策略、裝飾者、觀察者、訪問者和組合等模式[11]。抽象工廠模式,是一種面向對象的設計模式,指提供一個創建一系列相關或相互依賴對象的接口,而無需在編碼階段指定具體實現它們的類[18-20]。本文即以分層及模塊化思想為指導,采用抽象工廠設計模式,利用插件控制器等方法實現通用區域自動氣象觀測站系統的設計和實踐應用。按照分層思想,從低往高將軟件功能分為基礎服務層、業務服務層、用戶界面層等3個層次。按照模塊化思想,在各個層次中將功能分成功能獨立的模塊。其中,基礎服務層包括設備交互、質控警示、統一存儲等3個模塊;業務服務層包括統計分析、系統監控、數據交換等3個模塊;用戶界面層包括統一API、顯示、文檔知識等3個模塊。如圖1軟件整體架構圖所示。圖1中的層次劃分充分考慮了區域站的觀測業務需要。基礎服務層主要面向觀測設備和主程序,是連接設備和主程序的紐帶。通過該層主程序可以控制設備,與之交互,接收設備上傳的數據。然后對數據進行分析和質控處理,對異常進行警示,然后提供統一的存儲方式進行存放。可以看出基礎層雖然僅僅實現了設備的交互和數據的處理與存儲,但這是整個系統的基礎部分,而對數據的進一步加工處理就由業務服務層實現。業務服務層主要完成三個工作:一是對數據加工形成統計分析報表;二是對異常數據及系統異常進行監控;三是將加工后的觀測數據及系統異常對第三方進行交換分享。業務服務層立足業務需求,同時起到承上啟下的作用,為用戶界面層提供數據。用戶界面層首先通過統一接口服務(API),可以為不同的應用類型提供數據支持。如可以是窗口桌面程序(Windows),也可以是網站應用(WebSite),還可以是移動應用(APP),不管哪種應用都可以通過該API進行數據的顯示和。其次,可以將觀測業務常用的小工具、小常識、經驗總結等知識,文檔化,格式化存儲和展示給用戶查看。以上,通過3個邏輯層次實現了從設備接入到基礎數據解析再到數據加工和異常監控,最后再通過API的集中控制,實現了包括常見軟件類型的觀測數據顯示和功能。2.1基礎服務層基礎服務層包括設備交互、質控警示和統一存儲三大模塊,是應用軟件的基礎模塊。1)設備交互:面向各氣象設備,采用有線或無線的方式實現軟件與設備的交互,可向設備發送命令,也能接收原始數據,并將數據初步解析和轉換為格式化的數據。2)質控警示:對格式化的觀測數據進行氣候學閾值檢查,缺值處理,異常值人工訂正干預,利用業務預警模型對觀測值進行分析和發出報警。3)統一存儲:對原始數據、訂正后的格式化數據及其它加工后的數據提供統一的管理,主要包括統一數據存儲,統一數據訪問,統一數據緩存。存儲形式可以是文件、關系型數據庫等。在本層還有其它輔助類、公共操作類,方便軟件復用。本層可以作為獨立程序運行,推薦以服務方式運行,不需要提供界面即能完成氣象設備的數據采集和處理及存儲功能。其數據流程圖如圖2基礎服務層數據流程圖。從數據流程圖中可以看出,設備交互模塊是系統獲取數據的第一入口,擔負著數據接收和設備交互的工作,是此類系統的關鍵模塊。為提高系統穩定性、適應性和可擴展性,需要此模塊具備各種氣象設備數據接收和處理的能力。此處采用抽象工廠模式,將與設備交互的各種方法抽象為一個設備工廠類接口,交互方法主要有建立通訊連接、接收數據,數據格式化操作,發送數據,向設備發送命令等。農業小氣候站、能見度站等設備分別繼承并實現這個接口,在接口內部分別根據自身數據協議實現相應方法。在軟件運行階段,程序主體即可以根據配置參數實例化不同的工廠子類,從而完成不同類型設備的通訊連接,數據接收,數據格式化及其它交互操作。抽象工廠模式實現了在編碼階段已經確定的設備類型的接入,采用插件式開發方法,可對未知設備類型的動態接入提供便利。插件式開發方法由一個插件控制器完成,插件控制器可以將系統內部實現了抽象工廠接口的設備類加載編譯[21-23]。當系統中增加新的氣象設備類型時,如大氣電場儀,只需新建大氣電場儀類實現抽象工廠接口,在主程序中增加參數配置項,重啟主程序后,大氣電場儀類就會被插件控制器加載然后動態編譯為一個整體類庫,抽象工廠實例化時就能選擇到大氣電場儀設備類型進行后續操作。圖3中IDeviceFactory為抽象工廠接口,假設已有農業小氣候站和能見度觀測站,并分別實現了該抽象工廠接口。PlugController為插件控制器,當主程序運行后,會調用插件控制器,該控制器就自動把實現了抽象工廠接口的各種設備工廠類動態編譯到主程序中,從而作為主程序的一部分被調用。通過插件控制的方法,可以很方便地將諸如大氣電場觀測設備(ElectricDevice,如圖3中虛線框內所示)等設備的工廠類動態加載到主程序中。2.2業務服務層面向區域氣象觀測業務實際,提供切實可行的統計分析、系統監控及數據交換功能。主要包括以下三個模塊。1)統計分析:提供小時、日、月極值統計,月報表分析等功能。2)系統監控:提供系統運行日志、業務日志、硬件運行情況、傳感器狀態、網絡通訊狀態等監控功能。3)數據交換:對外提供統一接入接口,可以快速接入其它外部系統的觀測數據或集成設備。對外提供統一訪問接口,用通用且規范的方式向外部傳輸數據。氣象觀測業務需求并不完全統一,需要根據實際情況進行開發,此處也是整個系統中變化較多的部分。但是,在系統初始建設階段,可以考慮依據氣象法規,形成標準地面氣象觀測規范中建議的報表格式。這樣后續系統只需對規范外的特殊需求做少許改動即可。2.3用戶界面層用戶界面層主要面向使用用戶,是聯系用戶與主程序的橋梁,向用戶展示軟件功能的窗口。在邏輯上分為以下三個部分。2.3.1顯示即用戶看到的最終界面。按照不同的軟件技術體系可以有不同的實現方式。目前無外乎桌面應用程序、網站、移動應用及微信公眾號等形式。但不管采用哪種表現形式,一般都包含以下功能要求:1)提供多種監測界面,顯示實時數據、狀態數據、警示信息及觀測時間;2)可以查詢歷史數據、歷史數據趨勢圖;3)可以查詢數據統計和分析結果等;4)通過電腦屏幕、電視墻、手機或者現場顯示設備顯示數據功能。2.3.2統一APIAPI服務層是一組定義好的功能接口類庫,通過該接口類庫,可以為不同的應用界面提供功能統一、數據一致、訪問規范、安全可控的數據服務。2.3.3文檔知識:一個好的軟件設計,不僅軟件的功能強大,易用性較好,而且軟件相關文檔的完整性和幫助手冊的易用性也要求較高。因此,在業務功能之外,強調文檔知識模塊很有必要。文檔模塊包括軟件使用手冊、常見問題問答。知識模塊包括業務觀測知識、觀測技巧等知識匯總顯示。與之前的基礎服務層和業務服務層不同,用戶界面層直接面向用戶,除了實現用戶需求,滿足用戶要求外,界面是否炫酷,操作是否易用直接影響用戶的使用感受和對軟件的印象評價。因此,本層除了實現以上三個模塊,還采用主題技術、模版技術、開源框架等方式為用戶提供風格統一,支持皮膚定制等功能。

3實驗結果與分析

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會計報表的軟件設計研究論文

一、會計報表的作用和種類會計報表是綜合反映企業一定時期財務狀況經營成果的書面報告文件。在日常會計核算中,各項經濟業務分類地登記在會計帳簿中。會計帳簿雖然能夠反映某一會計期間的經濟活動內容,但卻是分散的,不能集中揭示和反映該會計期間經營活動和財務狀況的全貌。為了進一步發揮會計職能的作用,必須對日常核算的會計資料進行整理、分類、計算和匯總,編制相應的會計報表,為有關各方提供總括性的信息資料。

(一)會計報表的作用

1.會計報表提供的經濟信息是企業加強和改善經營管理的重要依據企業管理部門及決策者通過會計報表,可以全面系統地了解企業生產經營情況、財務情況和經營成果,能及時發現企業經營中存在的問題,檢查分析財務計劃的執行情況,迅速作出決策,采取有效的措施,改善生產經營管理。同時,利用會計報表提供的信息,為制定企業經營計劃、企業經營方針等提供準確的依據。

2.會計報表提供的經濟信息是國家經濟管理部門進行宏觀調控和管理的依據政府部門利用企業報送的會計報表提供的財務信息,及時掌握各企業單位的經濟情況和管理情況,便于對企業的生產經營情況進行檢查分析。國家宏觀經濟管理部門可以通過企業的會計報表提供的資料進行匯總分析,以掌握國家經濟總體運行狀況,從中發現國民經濟運行中存在的問題,為政府進行國民經濟宏觀調節和控制提供依據。

3.會計報表提供的經濟信息是投資者和債權人進行決策的依據由于債權人和部分投資者一般不能親自參與企業的生產經營活動,不能直接獲得企業經營方面的信息,因此,債權人和投資者為了進行投資等方面的決策,需要通過對企業會計報表的分析,了解企業的財務狀況及生產經營情況,分析企業的償債能力和盈利能力,從而,作出投資、融資等決策。同時,投資者通過會計報表了解企業情況,監督企業的生產經營管理,以保護自身的合法權益。

(二)會計報表的分類會計報表可以根據需要,按照不同的標準分類按照會計報表反映的內容,可分為動態會計報表和靜態會計報表。動態會計報表是指反映一定時期內資金耗費和資金回收的報表,如損益表是反映企業一定時期內經營成果的報表;靜態報表是指綜合反映資產、負債和所有者權益的會計報表,如資產負債表是反映一定時期企業資產總額和權益總額的報表,從企業資產總額方面反映企業的財務狀況,從面反映企業資產的變現能力和償債能力。

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計算機軟件設計論文

1計算機軟件開發的分層技術概述及其發展趨勢

現代分層技術在計算機軟件設計中的應用文/郭娟自改革開放以來,我國的經濟發展速度迅猛,科學技術也在不斷地發展。如今已經完全進入了一個計算機網絡時代,人們的生活已經離不開計算機網絡技術,并且計算機技術是整個信息網絡中的主要部分,其中關鍵技術在于計算機軟件開發上,而分層技術是當前最為受歡迎的軟件設計開發技術之一,在計算機領域中應用廣泛,分層技術在計算機軟件開發設計中能夠實現更好的業務處理,可以對服務內容進行擴充。本文將針對現代分層技術在計算機軟件開發設計中的應用進行分析。1.1分層技術的含義。在進行計算機軟件設計開發過程中,需要對分層技術的知識理論了解清楚,才能夠在設計開發過程中,充分應用分層技術,將分層技術的功能充分發揮出來。針對分層技術,其實其相關概念不僅僅在計算機技術領域當中存在,并且在物理領域也存在著分層技術的概念,但是相對而言,分層技術在計算機技術領域當中,其概念更為復雜一些。在計算機技術領域中,分層的含義是指在計算機軟件開發的過程中進行分層,將軟件的開發分成不同的層,每一層都擁有不一樣的解決方案,并且每一層都有自己的一個工作流程,開發的每一層看似是一個個單獨的模塊,在等級上都一模一樣的,但是它們又不是完全獨立的,在各個開發層之間還存在一定的聯系,從而構建成為一個系統整體。在計算機軟件開發中,分層技術應用最多的部分就是軟件的架構設計開發上,網絡架構是整個軟件開發過程中的關鍵。在計算機剛剛起步階段,軟件開發人員在進行開發過程中采取的網絡架構搭建只是單層次的,比較簡單,但是隨著20世紀80年代,在計算機領域中小型數據庫以及網絡編程技術的發展,極大地促進了單層結構的應用,與此同時,網絡技術與計算機之間的聯系也推進了單層結構發展,使計算機軟件的架構設計開發過程中從之前的單層結構逐漸轉變成雙層結構。但是隨著計算機技術的不斷發展,雙層結構也不能夠滿足新型計算機數據需求,并且在計算機軟件設計開發過程中,發現了很多問題,需要運用新的技術來解決這些問題,使計算機軟件開發效率更高。因此,人們對分層技術越來越關注,對分層技術的研發投入的也很多。如今計算機分層技術已經成為了計算機軟件開發中的最為重要的技術手段之一,在計算機軟件開發過程中應用十分廣泛。1.2分層技術的優點。分層技術被廣泛應用于計算機軟件開發的過程中,凸顯出許多的優點。采用分層技術進行開發時,可以對計算機軟件從功能上進行不同層次的劃分,然后針對不同層級可以進行改造以及升級,將整個復雜的軟件系統分解成一個一個小模塊,然后對其進行修改,或者進行上下層的修改,從根本上優化整個軟件。分層技術的應用使得軟件不僅僅是在質量以及性能上能夠達標,并且可以很大程度上節約開發時間,使開發時間更短。另外分層技術還能夠保證軟件運行的穩定性,使用戶在使用軟件時用戶體驗度更佳。同時分層技術還可以將之前的計算機系統進行優化和改造,使復雜的軟件開發更為簡化,流程更為清晰,在開發時間上消耗更少的時間,提高了效率。并且通過計算機系統的升級,使新軟件的開發質量會有很大的提升,為新計算機軟件的質量提供有力的保障。在計算機軟件的后期維護、優化以及二次使用上,分層技術擁有特別的優勢,因為分層技術可以使整個軟件根據功能特性劃分為一個個不同的層,然后把每一層進行接口的定義,每個接口對應不同的軟件功能,然后在對軟件進行維護和改造時可以根據功能接口來進行逐一優化。分層技術給計算機軟件開發帶來了很多的好處,應用十分廣泛,深受人們的歡迎。

2分層技術在計算機軟件設計中的應用

隨著時代的發展,如今的社會已經進入了一個網絡技術的年代,在人們的日常生活中隨處可見信息網絡,各個不同的領域當中都需要用到計算機,計算機已經成為當下人們工作以及生活娛樂的必備工具,人們通過對計算機中的軟件的使用,可以為人們的生活提供便利以及歡樂。由于科學技術在蓬勃發展,在計算機軟件的開發上,已經不再局限于以前那種簡單而單一的業務處理方式,而是從不同層面可以進行全方位的業務處理。2.1雙層技術在計算機軟件開發中的應用。通過雙層技術的應用,使計算機軟件在開發的過程中不僅僅在質量上有所提升,并且在軟件開發所需的時間上也有效地縮短了,提高了開發的速度以及效率。所謂的雙層技術其實主要的組成部分就是客戶端和服務器,由這兩項來實現雙層技術。首先是客戶端,由名稱便可以直接了解到其是客戶可以直接進行操作的對象,它主要是為用戶提供一個可操作的界面,并且還會進行一定的邏輯程序地處理。客戶端是可以進行實質性操作的一個界面,與用戶直接打交道。而服務器并不會直接和用戶打交道,服務器的功能主要是將所有用戶發來的消息進行一個處理以及整合,然后再將信息回傳到客戶端,顯示給用戶。在進行雙層技術應用時,需要有一定的前提條件,才能充分發揮其功能。首先是需要保證計算機的服務器擁有較好的效能,并且在用戶的訪問量上也有所限制,如果用戶的訪問量太多,會導致計算機軟件在實際運行中出現一系列的問題,會在訪問時拋出系統錯誤等,并且訪問數量過大,也會影響性能,使軟件在運行速度上相對來說比較慢,因此就很難滿足用戶實質的需求,不能帶給用戶很好的體驗。所以雙層技術在應用的過程中,需要保證其服務器的效能和用戶訪問的數量。2.2三層技術在計算機軟件開發中的應用。三層技術是在雙層技術上進一步優化形成的,相比雙層技術而言,三層技術的作用以及功能點會更加完善。首先,三層技術會使應用服務器數量在一定程度上提高,用戶數據在計算機存儲中的使用也得到了優化,具有一定的優勢。計算機軟件開發的過程中通過應用三層技術,能夠實現計算機與用戶之間信息的真正的交互,并且在信息的訪問速度上也加快了不少。三層技術主要分為業務處理層次、界面層次以及數據層次,由這三個部分進行構成。首先業務處理層直接對接點就是用戶的需求,核心功能就是對客戶的需求進行分析,找到其中的要點,并且在需求整合清楚后,會發出請求。對于界面層而言,主要的核心功能就是搜集,因為用戶的各種需求首先對接的都是界面,因此界面層可以將用戶所需進行一個集中,在搜集需求后需要對數據進行一定的處理,然后將數據處理結果傳遞給業務處理層進行處理,主要是用戶需求搜集的功能。2.3四層技術在計算機軟件開發中的應用四層技術主要包含的有業務處理層、Web層、數據庫層以及存儲層,由這四層組合而成。四層技術是在三層技術上進行了提升,進一步完善。業務處理層主要是搜集用戶的需求,并且對其進行整理,然后會發送請求到數據層。數據層主要功能是將接收到的申請進行處理,并將其發送給Web層,最后Web層會對通過程序的運行,直接反應出數據庫與計算機對象的關系。四層技術相對三層技術而言更為復雜一些,但是其技術等級更高,使軟件開發效率更高。2.4中間件技術在計算機軟件開發中的應用。由于科學技術地不斷進步,現在已經完全進入了一個信息技術的時代,數據通信以及計算機網絡也在不斷地發展,深入人們的日常生活中。隨著計算機結技術的不斷完善,出現了中間件技術,其在計算機軟件的開發過程中應用十分廣泛。中間件技術不同于其他層次技術,它比較獨立,通過對其的應用可以將一些比較復雜的技術完全規避,使計算機軟件在開發的過程中比較通暢,不會涉及過于復雜的技術,很大程度上減輕了開發的難度,使實現效率更高。中間件技術的使用具有很多的優點,首選中間件技術可以在很大程度上提高計算機軟件的開發效率,與此同時,中間件技術還能夠從根本上優化操作系統,應用軟件和數據庫之間的某種關系,另外中間件技術可以有效地保障系統運行的安全,可以降低軟件在開發過程中的風險性。中間件技術的使用,能夠將計算機中的各項資源有效地結合在一起,充分發揮其功能特性。另一方面中間件也具有一定的局限性,中間件服務一般都是有專門的API和協議,導致在很難實現不同廠家的產品上的相互操作。同時在開發人員在中間件服務基礎上開發自己應用存在很大的風險,因為科學技術在不斷地發展,開發人員重新開發軟件的幾率很大。2.5五層技術在計算機軟件開發中的應用。針對一些比較特殊的領域,或者是一些比較復雜的計算機數據運行環境,只是運用四層技術來進行計算機軟件的設計與開發往往是不足夠的,需要在四層的基礎上進一步將數據層分成集成層以及資源層,這可以在很大程度上提高系統的運行效率,同時還能夠滿足一些特殊的機械的運行需要。五層技術是對架構分工進行更為細致地分化。五層技術在J2EE環境中使用是最為廣泛的,五層技術是在三層上進行擴展形成的,包括Web應用層、資源層、客戶層、集成層。其中的客戶層以及Web應用層就是從三層結構的表示層分化過來的。客戶層即為在客戶機上運行的層級,而在服務器上運行的層級就是Web應用層級。集成層以及資源層是通過數據層分化過來的,集成層主要是應用在數據持久性的訪問場景中,其中包含數據庫的映射系統以及事務處理之類的。資源層其實相當于數據庫,是來進行數據、文件的存儲。通過使用五層技術,可以形成多個組件,這些組件能夠在不同的機器上進行安放。舉個實例說明,一個在J2EE平臺上實現的購物系統,首先用戶通過瀏覽器看到購物系統的頁面,然后在頁面上進行操作,輸入用戶自己的需求,這就是客戶端,通過客戶端可以對用戶進行管理和維護。SLB就是來維護整個系統的平衡,它可以將用戶輸入的需求,在服務器上進行分配,可以有效地擴展系統的功能服務,如果出現有Server不能夠進行分配的情況時,可以采取增加Server,幫助分攤,使各個Server的基本工作量一致,從而能夠有效地保證系統最佳的運行狀態。HTTP服務器可以實現將動態的頁面傳遞給客戶機。應用服務器主要是實現整個購物流程的進行,其中包含對用戶所購買的物品,貨物清點等。

3總結

如今是信息技術的時代,社會通過計算機技術、網絡技術、通信技術等各項技術的應用,有效地促進了經濟的增長,同時豐富了人們的生活,提高了人們的生活品質,為人們的生活提供了便利。往后,計算機技術應用只會越來越廣泛,因此對于計算機軟件的開發技術需要引起人們足夠的關注。現在已經出現的分層技術在計算機軟件設計開發應用中,占據很重要的位置,通過分層技術的應用,使計算機軟件在開發過程中降低了難度,在開發時間上也縮短了很多,并且在開發質量上也得到了很好的保障,在效率上有了很大的提升,并且分層技術的應用,也為日后計算機軟件維護提供了方便,使改造和優化更為快速。分層技術還有很大的發展前景,需要人們對其進行更為深層次的研究。

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航空氣象應用軟件設計分析

摘要:航空氣象服務在民航運輸系統中發揮著重要的作用。研究航空氣象應用軟件以提高氣象信息的準確性,對于提高飛機性能,優化飛行路線,減少由于氣象原因引起的飛行事故等都具有十分重要的意義。文章通過研究ACARS系統報文,使用C#編程語言構建了基于ACARS報文的航空氣象應用軟件。研究成果可以提高高空風溫圖的準確性和實時性,對于航空公司飛行計劃的制作和機組的使用與判斷氣象信息具有一定參考。

關鍵詞:飛機通訊尋址和報告系統;航空氣象;高空風和溫度預告圖;C#ACARS

(AircraftAddressingandReportingSystem)是一種地-空數據鏈系統,該系統由飛機系統和地面系統兩個子系統組成。ACARS的通信設施能夠使飛機成為航空公司運營系統的子系統命令,控制和管理系統。ACARS是航空公司內部數據通信系統不可或缺的組成部分。同樣可以利用飛機機載ACARS數據鏈通訊以及定位功能,實時跟蹤飛機,監測ACARS數據鏈的下傳報文。根據航空氣象服務需要,從ACARS報文中提取數據,可以獲取比一次雷達、二次雷達更豐富的數據,如:垂直高度、風速、溫度等[1]。航空氣象服務是民用航空運輸所必需的重要組成成分之一,是航班運行安全有效保障的必要基礎。本文針對目前航空氣象預報所使用的主要預報資料“高空風和溫度預告圖”,選擇ACARS報文中的氣象信息來制作“高空風和溫度預告圖”并顯示。

1ACARS數據鏈研究

ACARS報文主要有表1所示的幾種類型。在進行ACARS報文的傳輸時,報文的主體組成部分最大為220個字符,大于220個字符的報文會被系統分成多個部分并分別進行傳輸,地面設備也會在收到所有部分的報文后再統一對這份報文進行處理。此外ACARS具有兩種報文傳輸的物理鏈路:VHF鏈路傳輸和衛星鏈路傳輸。1.1ARINC標準。ACARS規則主要依據ARINC解析標準來制定,AR-INC解析標準主要文件有ARINC618、ARINC620等。AR-INC618文件重點解釋了ACARS的電報結構和各組成部分的定義,其中包括全部的空/地報文的格式和其中每一個字段的信息定義。還定義了ISO-5字符集字符的授權使用范圍和ACARSMU消息傳遞協議的優先級多模塊處理和ACARS通過甚高頻收發器用于音頻的傳輸這樣一個功能。ARINC620文件具體介紹了ACARS報文中地/地信息的結構和各組成部分的定義,用來向數據鏈路用戶開發應用程序提供其所需要的信息,對數據傳輸服務和數據文檔的使用提供了相應的指導,并且使鏈接服務提供商在傳輸信息時具有一定的標準性[3],此外ARINC620文件規定了ACARS報文的基本格式,所以當進行對ACARS報文的解析時,可以將報文的報頭部分和正文部分分開并分別進行解析。1.2ACARS報文基本結構。ACARS的空/地下行報文和地/空上行報文的格式一般由報頭部分、正文部分和BCS校驗碼部分組成。其基本結構如表2所示。ACARS地-地報文結構如表3所示。1.3高空風和溫度預報圖。高空風和溫度預報圖用來顯示某一高度上的風速、風向和溫度的分布情況,高度的選擇為固定的標準等壓面高度。在高空風和溫度預告圖上,風速的單位為節(Kt,海里/小時);溫度的單位為攝氏度(℃);氣壓單位為百帕(hPa),這些數據通過風標在圖中進行定位標注,不同的風速對應不同的風標,間隔為5節,風向為風標桿所指示的方向。溫度顯示在風標旁,并不能與風標重疊,當溫度小于零度時,去掉負號直接顯示數字,當溫度大于零度時,在數字前加“+”或“PS”進行表示[4]。高空風和溫度預告圖的底圖用麥卡托投影方式顯示低緯度的地圖,用蘭勃托投影方式顯示中緯度的地圖,底圖上還會顯示所包含范圍的經緯線,每隔10°進行標注并顯示經緯線的信息[5]。

2基于ACARS數據的航空氣象應用軟件設計

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