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            软件硕士毕业论文参考范文:软件复用科技在工业控制设施软件开发之应用

            来源: www.zsalud.com 作者:lgg 发布时间:2013-08-30 18:19 论文字数:38120字
            论文编号: sb201308301548377960 论文地区:中国 论文语言:中文 论文类型:硕士毕业论文 论文价格: 150
            本课题以计算机软件复用技术为应用基础,以工业控制设备人机交互界面软件为开发实例,研究开发适合于工业控制设备的人机交互界面软件。将软件复用技术应用于工业控制设备软件开发和设

            第一章引言


            1.1研究背景
            随着软件技术的发展,软件的幵发周期越来越短,规模越来越大,给软件幵发者和用户带来了相应的问题:软件系统规模庞大,研制周期长,维护费用高;软件系统过于复杂,在一个系统中集成了各种功能,大多数功能不能灵活地装卸、单独升级或重复利用;应用软件不易集成,即使各应用程序是用相同的编程语言编写的,并且运行在相同的计算机上,特定应用程序的数据和功能也不能提供给其他应用程序使用[|]。软件复用是充分利用已有的高质量软件产品和部件,经过组装集成快速搭建应用软件系统的软件开发理论。经历了结构化程序设计、面向对象技术、软件构件技术的发展,软件复用已经成为加速软件工业化早円实现的重要力量[2]。


            1.2软件复用技术的发展及研究进展
            在计算机系统发展的初期,硬件通常用来执行一个审一的程序,而这个程序又是为一个特定的目的而编制的[3]。大多数软件是由使用该软件的个人或者机构开发,带有一定的个人色彩,没有系统的方法作为准则,软件设计的完成是一个隐藏的过程,所以除了软件的源代码可以参考外是没有软件说明书等参考的。计算机系统发展的第二个时期——60年代中期到70年代中期,这时软件作为一种产品开始被广泛使用,出现了 “软件作坊”——根据个人的需求来写软件。软件开发的方法沿用了早期的个体化软件的开发方式。这时软件的数量幵始急剧膨胀,软件需求日趋复杂,维护的难度也越來越大,失败的软件开发项目屡见不鲜,出现了 “软件危机”。为了应对“软件危机”,在1968年NATO软件工程会议上,Mdlroy第一次提出了 “软件复用”的概念。软件复用用来解决“软件危机”被公认为是可行的、现实的。在其后几十年中,软件复用进行了许多复用技术的研究和实践活动,但因技术和非技术的种种因素,造成复用技术在整体上对软件产业的影响不尽人意[4]。软件复用的历史,大致可划分为萌芽期、发展期和初步实用期三个历史时期。70年代末以前,软件复用处于萌芽期,人们对软件复用技术的认识起源于对数据(程序)共享的要求。人们产生了在同一系统中共享某些程序片段的想法,并尝试了程序和数据相分离的做法。随着数据库技术的不断成熟与发展,逐渐实现了在不同系统间共享数据以及某些与数据库密切联系的程序段。这一时期,完整的软件复用的概念尚未形成,仅有复用软件的愿望。与此同时,人们总结出不少软件的设计方法和表示方法,但没有着重考虑软件设计的可复用问题,特别是分析结果的重用,没有任何形式化的复用知识表示,更谈不上辅助工具的支持。
            70年代末到80年代末,软件复用技术迅速发展成为软件工程的一个重要应用领域。但由于注意力只放在软件系统构件的收集、提炼和改造上,软件复用技术发展缓慢。80年代起,人们不仅认识到软件复用问题涉及多方面的知识,如软件工程知识、应用领域知识、人类工程学知识和人工智能知识,而且还认识到在软件复用实施中管理因素的重要性[5]。这一时期,软件复用在子程序库、报告生成器、编译器等方面都取得了长足进展。同时,人们己对何为软件复用有了一个非形式化、不够完整的概念,对复用信息的提炼、组织和存储进行了初步探讨,已经理解了软件的组装技术及基于对象的设计技术等,但上述理解仍是非形式化的,人们仍不能以任何系统化途径实现复用[6]。这一时期被称为发展期。
            80年代后期至今,软件复用领域取得一些实用成果,软件复用进入初步实用期。各厂商开发了许多支持复用的软件系统,如Toshiba的软件工厂,Draco、Genesis系统等。从实现角度看,90年代以前,软件复用主要以采用非面向对象技术来实现,复用的效果则主要以软件生产率和软件质量为标准来加以衡量。90年代中期以后,软件复用技术的发展呈现以下三个趋势:在软件复用的用户化和惯例化过程中,要考虑技术问题和管理问题,应用软件复用技术的开发过程中,考虑软件过程形式化的问题,开发支持领域过程中领域分析的工具和方法。目前软件工程中较流行的软件复用技术有领域工程、组件技术、设计模式和应用框架等。成功实施软件复用需要正确理解软件复用的概念和掌握软件复用的有关技术。


            第二章软件复用


            2.1软件复用概述
            2.1.1软件复用的定义
            软件复用也叫软件重用,是指在新的系统中充分利用已有的软件成果,减少开发中的一些困难和重复劳动,提高系统的生产效率和质量[8]。这里所说的软件成果可以包括需求规格说明、设计过程、设计规格说明、程序代码、测试用例、度量等,对于新的软件开发项目而言,它们或者是构成新软件系统的构件,或者是在软件开发过程中发挥某种作用,通常将这些软件元素称为可复用构件。软件复用的基本而又典型的例子是开发者可以按照约定的格式,调用程序库或函数库中预先编好的子程序和各种函数,提高开发速度。


            2.1.2软件复用的类型
            软件复用可以分为横向复用和纵向复用。横向复用是指复用不同应用领域中的软件成份,如数据结构、算法、人机界面构件等。纵向复用是指在一类具有较多公共性的应用论域之间复用软件构件[9]。由于在两个截然不同的应用论域之间进行软件复用潜力不大,所以纵向复用受到了更广泛的关注和应用。纵向复用活动的关键在于领域分析,根据应用领域的特征和相似性预测软件构件的可复用性。一旦根据领域分析确认了软件构件的可复用价值,即可进行软件构件的开发,并对具有可复用价值的软件构件做一般化处理,使它们能够适应新的类似的应用领域,然后将软件构件和其文档存入可复用构件库,成为可供未来开发项目使用的可复用资源,这是一个不断积累和完善软件构件的渐进过程。


            第三章 工业控制设备系统软件的总体设计.......... 22-31
                3.1 HMI软件设计分析.......... 22-24
                    3.1.1 项目规划.......... 22-23
                    3.1.2 业务流程 ..........23
                    3.1.3 功能结构 ..........23-24
                3.2 HMI软件复用分析 ..........24-31
                    3.2.1 HMI软件的可复用构架 ..........24-27
                    3.2.2 HMI软件面向复用的设计过程 ..........27-31
            第四章 数据库的设计..........31-36
                4.1 MySQL介绍.......... 31-33
                    4.1.1 MySQL体系结构.......... 31-32
                    4.1.2 连接MySQL.......... 32-33
                4.2 数据库的设计.......... 33-36
                    4.2.1 数据库设计要求 ..........33-34
                    4.2.2 数据库的需求分析.......... 34
                    4.2.3 数据表E-R图.......... 34-35
                    4.2.4 数据表的结构.......... 35-36
            第五章 HMI软件的实现.......... 36-54
                5.1 设计实现.......... 36-40
                5.2 软件实现.......... 40-54
                    5.2.1 用户管理 ..........41
                    5.2.2 首页信息显示.......... 41-44
                    5.2.3 串口通信 ..........44-47
                    5.2.4 设备操作管理 ..........47-50
                    5.2.5 信息记录模块.......... 50-52
                    5.2.6 系统设置模块.......... 52-53
                    5.2.7 帮助信息模块.......... 53-54


            结论


            本课题以计算机软件复用技术作为研究基础,以工业控制设备的人机交互界面软件作为应用实例。重点研究适合于工业控制设备人机交互界面软件的软件复用技术,并且最终在实际应用中得到了成功验证,提高了人机交互界面软件的整体性能和质量,缩短了开发周期,使HMI软件成为了一个面向复用的软件。本文主要工作归纳如下:
            1.分析了软件复用技术的产生背景、发展现状,提出将软件复用技术应用于工业控制设备人机交互界面软件作为研究对象。
            2.具体深入的研究了软件复用技术,对于它们的技术发展有了进一步地了解。以工业控制设备的人机交互界面软件作为丌发实例,有针对性的对于人机交互界面软件进行了分析和设计。
            3.深入的剖析了支持软件复用技术的面向对象方法和设计模式,并将它们应用到HMI软件的设计和开发中,以实现面向复用的HMI软件。
            4.在HMI软件的开发中,使用MySQL数据库进行运用和开发。对MySQL数据库进行了大量的研究分析和实践的开发,来满足实际的需求。
            5.在人机交互界面软件中,使用串口通讯,实时监测整个设备网络,实现了工业控制设备的要求。
            6.将合理的软件复用技术应用于工业设备的HMI软件中,运用面向对象方法和设计模式,解决软件整体设计问题和在开发过程中所遇到的问题,缩短了开发时间,提高了软件的稳定性,为之后系统的升级维护打下了良好的基础。


            参考文献
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            [3]吴建学.最新软件技术在自动化监控领域中的应用研究[D].浙江大学.2002.
            [4]杨芙清,朱冰,梅宏.软件复用[J].软件学报,1995,6(9): 525-533.
            [5]陈英.软件复用技术研究[J].北京理工大学学报.1998, 18(6):712~717.
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            [9]王宽.基于范例推理的特征领域构件复用技术研究与实现[D].中山大学.2004.
            [10]周拥峰.基于本体的构件检索架构研究[D].复旦大学.2003.


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