時間：2023-11-22 11:08:33
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【關(guān)鍵詞】計算機軟件；系統(tǒng)開發(fā)；技術(shù)水平
在人類漫長的社會實踐活動中，科學(xué)技術(shù)得以在社會實踐的推動下不斷進步。在這一由愚昧邁向文明的過程中，人類終于在上世紀(jì)70年代開始逐步進入了信息化時代。而在這一時代中，電子計算機的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。從占據(jù)數(shù)層樓的超級計算機到輕便可提個人計算機，在這個信息化時代中，電子計算機已經(jīng)同人類的日常生活緊密連接在一起，不可分割。我們無法想像，在沒有電子計算機的社會中生活會是什么樣子。上至國防安全、銀行系統(tǒng)、政府機構(gòu)的日常運轉(zhuǎn)，下至人民群眾的工作、娛樂需求。以電子計算機為基礎(chǔ)的，我們的生活已經(jīng)被聯(lián)系在一張巨大的網(wǎng)絡(luò)中。
一、計算機軟件開發(fā)分析
計算機由硬件和軟件組成，所以計算機的資源應(yīng)該關(guān)注軟件資源和硬件資源，而軟件又包括應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)軟件起到管理監(jiān)控的作用，應(yīng)用軟件用來解決某些具體的問題。計算機軟件的特點非常明顯，一個是廣泛性，計算機已經(jīng)很普及，軟件也在極大的發(fā)展著，是一種經(jīng)濟效益；另一個是復(fù)雜性，計算機軟件的開發(fā)是開發(fā)者智慧結(jié)晶，對開發(fā)人員的專業(yè)要求相對較高，流水線工作也需要大量人來完成。由此看來，開發(fā)計算機軟件需要一定的技術(shù)支持和物質(zhì)供應(yīng)，具有一定的復(fù)雜性。計算機軟件的開發(fā)能夠推動社會經(jīng)濟發(fā)展，而且開發(fā)的種類也多種多樣：
一是軟件的開發(fā)，包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件是其中最重要的操作系統(tǒng)，用來管理、控制、協(xié)調(diào)各個部門的工作；應(yīng)用軟件為了解決某些具體的問題，可以是一個特定的程序，程序的集合或程序系統(tǒng)。軟件的開發(fā)，使計算機用戶得到一個良好的應(yīng)用環(huán)境。
二是解決實際的應(yīng)用問題。為了保障軟件特別是大型軟件的開發(fā)質(zhì)量，工程師在開發(fā)時必須嚴(yán)格遵守軟件工程規(guī)定的原則：一是計算機軟件的質(zhì)量是頗為重要的，要有確切的保證，開發(fā)技術(shù)要得到落實和檢驗；二是軟件的開發(fā)方式可以遵循生命周期法或原型化的方法；三是建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上，用一些方法對開發(fā)出的計算機軟件評估或測試，來檢驗開發(fā)軟件的質(zhì)量問題和它預(yù)期的使用效果。計算機軟件技術(shù)促進計算機的發(fā)展，計算機的發(fā)展短時間的影響著人類的生活工作，所以計算機軟件的開發(fā)工作不能粗制濫造，要嚴(yán)格控制各部門工作，堅守開發(fā)的原則。軟件的開發(fā)，都是為了充分利用計算機的價值，打造良好的應(yīng)用環(huán)境。
二、計算機軟件開發(fā)技術(shù)的重要性
軟件開發(fā)技術(shù)的運用能夠解決開發(fā)落后和計算機需求的矛盾，而由于軟件開發(fā)技術(shù)的不斷長進，軟件的安全性，可靠性也得到了大的飛躍。計算機軟件的開發(fā)不會停下腳步，將會挑戰(zhàn)更嚴(yán)峻的難關(guān)，使信息技術(shù)不斷前行。在現(xiàn)代世界而言，以計算機網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)為中心的數(shù)字化為特征的高科技技術(shù)的不斷發(fā)展，在一定程度上推動了軟件和計算機技術(shù)的發(fā)展，同時使得兩者之間的發(fā)展獲得了均衡。而且，在計算機技術(shù)發(fā)達的今天，軟件開發(fā)的安全防護等級也是越來越高，并且隨著計算機的發(fā)展而不斷提高。這樣，軟件的需求為計算機發(fā)展提供了最為廣泛的市場。
三、計算機的常見技術(shù)
在當(dāng)前的技術(shù)不斷發(fā)展的時代背景下，我們的計算機的技術(shù)不斷發(fā)展，當(dāng)前已經(jīng)發(fā)展到高等的地步。如果我們要選擇發(fā)展計算機的技術(shù)，我們需要不斷地科學(xué)調(diào)理和選擇、變化軟件的一般技術(shù)，這些對于我們技術(shù)的發(fā)展和調(diào)整具有關(guān)鍵性作用。計算機技術(shù)開發(fā)的技術(shù)大致有幾種。接下來我們對于這計算機技術(shù)的開發(fā)的這幾種一般技術(shù)進行分析和說明：
（一）使用時間限制。這種開發(fā)技術(shù)是說：在同樣的技術(shù)開發(fā)進度中，我們需要對軟件技術(shù)開發(fā)中的相關(guān)問題，按照工程的時間進度，對著開發(fā)過程進行分析。這樣而言，我們需要對每一個進程中的軟件標(biāo)準(zhǔn)進行標(biāo)準(zhǔn)分析和評定。通常說來，我們的軟件使用限制為半年。
（二）自動開放技術(shù)。在這種技術(shù)中，主要是依靠我們當(dāng)前的新一代技術(shù)進行分析和開放的技術(shù)。在這一個工程進度中，我們的軟件開發(fā)依靠自動技術(shù)的完成。而對于這一工程技術(shù)如何運行，我們再次并不多做說明。
（三）虛擬結(jié)構(gòu)法。在我們目前的技術(shù)進程中，我們應(yīng)該進行一種常規(guī)性質(zhì)的開發(fā)。但是在某種狀況下，我們不能夠按照常規(guī)性質(zhì)的進程開發(fā)，這時候就需要進行一種虛擬結(jié)構(gòu)的技術(shù)進行開發(fā)。簡而言之，就是說我們通過建立一種虛擬的模型，然后對技術(shù)進行開發(fā)。這樣的時候，我們可以使得整個技術(shù)和工程的不斷向前發(fā)展。
四、計算機技術(shù)應(yīng)用
計算機的開發(fā)就是在我們當(dāng)前的技術(shù)基礎(chǔ)上，不斷發(fā)展和推進我們原有技術(shù)的發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，我們才能夠?qū)χM行發(fā)展。而在這樣的狀況下，我們的實際關(guān)鍵命題在于，我們當(dāng)前如何更大程度地釋放和發(fā)展我們的科學(xué)技術(shù)。在我們的當(dāng)前的發(fā)展中，我們會經(jīng)由不同的藍本和模板，只有在對這些藍本的發(fā)展，我們才能夠不斷地發(fā)展和促進。比如我們面對不同的技術(shù)配置的設(shè)備時，要采用不同的技術(shù)配置。在當(dāng)前的大機械生產(chǎn)下，計算機已經(jīng)不斷地普及，已經(jīng)走進了我們當(dāng)前的大眾家庭。在我們當(dāng)前，怎樣更加便利地擴大和釋放我們的計算機的潛能和潛力，是我們當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展中的關(guān)鍵命題之一。現(xiàn)在的時期中，我們的技術(shù)發(fā)展，要更加努力地增加對計算機的潛力的釋放程度。這樣我們在不斷貫徹科學(xué)發(fā)展觀的同時，我們還能夠借助現(xiàn)代的高新技術(shù)不斷地發(fā)展和進步。尤其是在現(xiàn)在的時候，利用現(xiàn)代的計算機技術(shù)不斷地發(fā)展現(xiàn)代科技，進而促進我們社會生活的發(fā)展。
五、結(jié)束語
在這個新時期，我們要著眼未來科技的發(fā)展動態(tài)，在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域不斷創(chuàng)新，開拓進取，在政府的積極引導(dǎo)下，在計算機軟件系統(tǒng)開發(fā)領(lǐng)域不斷取得新的進步。
摘要:眾所周知,高等職業(yè)院校計算機專業(yè)畢業(yè)生的軟件系統(tǒng)開發(fā)能力普遍不高,該文從分析原因入手,提出提高高職計算機專業(yè)學(xué)生軟件系統(tǒng)開發(fā)能力的有效方法,即培訓(xùn)實驗體驗法。
關(guān)鍵詞:高職學(xué)院;軟件系統(tǒng)開發(fā)力能;培訓(xùn)實驗體驗法
中圖分類號:TP393文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2009)28-8009-02
Discussing on Improving the Ability of Software System Development of Students of Computer Major in High Vocational College
WANG Jun-ping
(Electronic Information Department, Xianyang Vocational Technical College, Xianyang 712000, China)
Abstract: As we know, Commonly graduates of computer major don't have the high ability in the development of software system in higher vocational college. The paper analyzes the reasons, then points out the effective teaching methods, that is, training, experimenting and experiencing, to improve the ability of developing software system in higher vocational college to students of computer major.
Key words: Higher vocational college; The Ability of Developing Software System; Training Experimenting & Experiencing
前些年,高校計算機專業(yè)畢業(yè)生較少,供不應(yīng)求,學(xué)生一畢業(yè)就有單位要。隨著社會的發(fā)展,目前出現(xiàn)了一種奇怪的現(xiàn)象:一方面,各行各業(yè)缺乏大量計算機技術(shù)人員;另一方面,相關(guān)院校培養(yǎng)出的大量計算機專業(yè)的畢業(yè)生卻難以找到工作或不能勝任現(xiàn)有的工作。究其原因,其中一條就是:社會對計算機人才的需求越來越高,既要求學(xué)生具有較強的軟件開發(fā)能力,又要具有一定的系統(tǒng)開發(fā)的工作經(jīng)驗。用人單位對計算機專業(yè)畢業(yè)生的要求幾乎達到了學(xué)校與公司的“無縫”鏈接。但是,高職院校計算機專業(yè)的學(xué)生的軟件系統(tǒng)開發(fā)能力普遍不高,具有系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗的就更少,有的畢業(yè)生連一個很簡單的軟件系統(tǒng)都沒有開發(fā)過,高職院校培養(yǎng)的學(xué)生在系統(tǒng)開發(fā)能力和經(jīng)驗上與社會要求脫節(jié)。為此,我們在分析原因的基礎(chǔ)上,提出提高高職計算機專業(yè)學(xué)生軟件系統(tǒng)開發(fā)能力的有效方法,即培訓(xùn)實驗體驗法。
1 學(xué)生軟件系統(tǒng)開發(fā)能力不高的原因分析
1.1 培養(yǎng)過程中重理論輕實踐
在高職計算機專業(yè)人才培養(yǎng)過程中重理論輕實踐,可以從計算機專業(yè)教學(xué)計劃的課程設(shè)置與教學(xué)過程中找到相關(guān)的依據(jù)。專業(yè)必修課是高職學(xué)生必須修讀和掌握的課程,是一個學(xué)生學(xué)好專業(yè)的基礎(chǔ),也是一個學(xué)生從事工作以后進一步提高和發(fā)揮自身潛力的根本。在培養(yǎng)學(xué)生過程中,重視這些基礎(chǔ)理論是十分正確、十分重要的,也是用人單位選擇人才的一個基本的、重要的條件。但是,我們在重視理論教學(xué)的同時,對實踐教學(xué)卻重視不夠,主要體現(xiàn)在:1) 在一些實踐性較強的課程中,理論課時占的比重還比較大,老師講得多,學(xué)生練得少,學(xué)生實踐操作的機會少。2) 任課教師重理論的講解和分析,對這些理論和技術(shù)在實際中的應(yīng)用介紹卻比較少,一般滿足于一些驗證性實驗的指導(dǎo),對提供給學(xué)生進行的一些設(shè)計性或綜合性的實驗缺乏足夠的熱情,培養(yǎng)的學(xué)生只能做一些簡單的驗證性的編程。3) 學(xué)生實驗指導(dǎo)書注重課本的配套練習(xí),強調(diào)驗證性的實驗,而針對實際應(yīng)用的實驗例子、設(shè)計性和綜合性的實驗例子很少,指導(dǎo)教師往往也因為實驗課時量少,也沒有給出更多的實用例子給學(xué)生練習(xí)。針對學(xué)生的設(shè)計性、綜合性實驗訓(xùn)練少,造成學(xué)生在學(xué)完一門課程后,只知道編寫一些簡單的程序,對實際的應(yīng)用和多種技術(shù)的綜合應(yīng)用知之甚少。由于學(xué)生每門課程都沒有得到很好的實踐訓(xùn)練,一個綜合多種技術(shù)的軟件系統(tǒng)開發(fā)對他們來說自然就不知所措,到畢業(yè)還不具備高職學(xué)生所必須掌握的技術(shù)、方法和技能。有些學(xué)生從入學(xué)到畢業(yè),連一個簡單的軟件系統(tǒng)都沒有設(shè)計過,只能勉強編出幾個簡單的程序,這樣就很難適應(yīng)社會的要求。4) 課程設(shè)置更多考慮了培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)的寬度與廣度,但是對培養(yǎng)學(xué)生綜合技術(shù)的應(yīng)用和掌握技術(shù)的深度存在著不足。比如,學(xué)生學(xué)了多門軟件開發(fā)工具的課程,從學(xué)程序語言的數(shù)量來說夠多了,但是沒有真正能夠用一種語言來開發(fā)系統(tǒng)。
1.2 制定或執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不夠嚴(yán)格,學(xué)生動手能力差
目前高等院校的計算機教學(xué)缺少制訂實驗教學(xué)或?qū)嵺`環(huán)節(jié)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)不夠嚴(yán)格,學(xué)生動手能力差。一方面,我們比較注重專業(yè)課程的教學(xué)大綱與實驗大綱的制訂,但是卻缺少課程實驗教學(xué)或?qū)嵺`環(huán)節(jié)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或者是執(zhí)行不夠嚴(yán)格。另一方面,高職計算機專業(yè)是一個實踐性很強的專業(yè),應(yīng)該有課程實驗教學(xué)或者實踐教學(xué)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),即學(xué)生學(xué)習(xí)了一門課程后要達到什么樣的技術(shù)水平,必須確定一個量化的標(biāo)準(zhǔn),如Visual Basic課程,學(xué)完后,學(xué)生要學(xué)會用Visual Basic來設(shè)計與開發(fā)一個系統(tǒng),當(dāng)學(xué)生達到這一質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)才能得到相應(yīng)的學(xué)分。但是,現(xiàn)在我們往往都是用理論考試來代替了這個質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和要求,從根本上造成學(xué)生應(yīng)付理論考試,忽略對動手能力和應(yīng)用能力的鍛煉。學(xué)生學(xué)完課程后,只能編寫一些簡單的程序應(yīng)對考試,不能夠獨立設(shè)計與開發(fā)一個綜合的系統(tǒng)。
1.3 提高學(xué)生實踐能力的主要場所沒有得到充分利用
大部分高等職業(yè)院校用于提高學(xué)生實踐能力的主要場所,如實驗室、實習(xí)實訓(xùn)基地等,沒有得到充分的利用,開放實驗室沒有真正落到實處。學(xué)生到社會見習(xí)、實訓(xùn)時間少,學(xué)生真正了解公司、企業(yè)對技術(shù)的需要,了解公司的運作,能夠參與軟件開發(fā)或者接受公司軟件開發(fā)培訓(xùn)的機會就更少。所以,學(xué)校所教、學(xué)生所學(xué)與公司、企業(yè)對人才的需求就產(chǎn)生很大的差距。學(xué)生掌握編程工具和編程能力不足,綜合各方面技術(shù)來獨立開發(fā)軟件系統(tǒng)的能力更顯得困難。
1.4 學(xué)生掌握的課程內(nèi)容分散而且各自獨立
軟件系統(tǒng)開發(fā)需要具備軟件工程、數(shù)據(jù)庫原理、程序設(shè)計的基本理論以及熟練掌握一門編程語言、一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、以及多媒體技術(shù)等多個處理和編輯系統(tǒng)。但是,學(xué)生掌握的是分散的、各自獨立的課程內(nèi)容,缺少融合多課程知識的經(jīng)驗和能力,在軟件開發(fā)過程中就出現(xiàn)了困難:1)不能熟練操作編程工具和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng);2)不知如何實現(xiàn)開發(fā)的系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫連接;3)系統(tǒng)開發(fā)時,對數(shù)據(jù)庫操作編程必須用到的語言程序感到無所適從;4)對要開發(fā)的系統(tǒng)不知從何入手。這是學(xué)生缺乏有效的指導(dǎo)和實驗方法,掌握的課程內(nèi)容分散造成的,也是很多學(xué)生擁有自己的電腦,卻只是用于上網(wǎng)聊天玩游戲的主要原因。
2 提高高職計算機專業(yè)學(xué)生軟件系統(tǒng)開發(fā)能力實驗方法的設(shè)計
為了幫助學(xué)生提高軟件系統(tǒng)開發(fā)能力,我們根據(jù)計算機軟件生命周期原理,針對需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(包括框架設(shè)計和數(shù)據(jù)庫設(shè)計)、詳細(xì)設(shè)計、程序設(shè)計、軟件測試等5個階段從實驗方法、實驗路線的研究出發(fā),設(shè)計出了針對高職計算機專業(yè)畢業(yè)生的一套有效方法,即培訓(xùn)實驗體驗法。
2.1 實驗方案
指導(dǎo)思想:先培訓(xùn),然后在老師指導(dǎo)下完成。
實驗?zāi)繕?biāo):完成一個簡單的功能比較完整的軟件系統(tǒng)。
參與對象:高職二年級以上的學(xué)生,5人/組。
指導(dǎo)老師:1人/組。
實驗設(shè)備:在課余時間利用開放實驗室及學(xué)生自有的電腦。
實驗方法:先案例培訓(xùn)、學(xué)生結(jié)合案例實現(xiàn)與老師分段結(jié)果檢查相結(jié)合的方法。
實驗路線:先由指導(dǎo)老師結(jié)合具體的案例進行培訓(xùn),把系統(tǒng)開發(fā)的全過程進行講解,然后由老師出題或?qū)W生自命題進行開發(fā)。老師提出完成系統(tǒng)的各時間段,以及每個時間段要完成的內(nèi)容和進度,學(xué)生在在老師的指導(dǎo)下完成。
實驗步驟:第1階段,利用課余時間組織學(xué)生進行培訓(xùn),用6～8課時對具體的案例進行講解。第2階段,給出系統(tǒng)名稱后,要求學(xué)生在20～30天的時間內(nèi)結(jié)合案例寫出軟件需求分析和系統(tǒng)的框架設(shè)計,明確系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能模塊。第3階段,要求學(xué)生在30天左右時間內(nèi)結(jié)合案例對系統(tǒng)進行詳細(xì)的設(shè)計。第4階段,要求學(xué)生在30～60天的時間內(nèi)結(jié)合案例編寫代碼。第5階段,要求學(xué)生在30天左右時間內(nèi)結(jié)合案例進行系統(tǒng)調(diào)試修改。第6階段,學(xué)生在30天左右時間結(jié)合案例寫出系統(tǒng)使用說明書以及總結(jié)報告。
2.2 實驗方法
實驗方案確定以后,我們召集參與實驗的學(xué)生進行培訓(xùn),由指導(dǎo)老師先對一個比較具有代表性的軟件系統(tǒng)進行講解和剖析,從軟件系統(tǒng)運行環(huán)境、開發(fā)工具、數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)的集成等開發(fā)過程進行介紹,使學(xué)生了解在系統(tǒng)開發(fā)中自己缺少什么知識。然后根據(jù)學(xué)生的具體情況,布置學(xué)生自行修讀相關(guān)的技術(shù)、工具等知識,并在一定時間內(nèi)完成,寫出修讀的總結(jié)或讀書報告。最后指導(dǎo)老師給出具體的題目讓學(xué)生去實現(xiàn)。
實驗從2008年10月開始,到2009年6月結(jié)束,參與的是2006級計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的20名學(xué)生,他們基本具備開發(fā)系統(tǒng)所需要的知識和技術(shù),分4個小組,每個小組由1名指導(dǎo)教師輔導(dǎo)。
2.3 實驗效果
對學(xué)生進行的2期試驗結(jié)果如下:1) 軟件需求分析和系統(tǒng)的框架設(shè)計文檔,書寫得比較完整、規(guī)范,符合系統(tǒng)的功能要求的,共有18人;寫得一般的,共有2人;寫得差的,共有0人。2) 對系統(tǒng)進行詳細(xì)地設(shè)計,功能較為完整、規(guī)范的,共有15人;完成得一般的,共有5人。3) 編寫代碼能力強的,共有5人;一般的,共有10人;較差的,共有5人。4) 系統(tǒng)調(diào)試修改、刻錄打包。完成得好的,共有12人;一般的,共有7人;較差的,1人。5) 書寫系統(tǒng)使用說明書文檔。完成好的,共有17人;一般的,共有3人;較差的,0人。總體效果比較好。
3 經(jīng)驗體會
本次實驗我們的主要經(jīng)驗是:1) 該方案包含一個比較系統(tǒng)的培訓(xùn)過程,這正是高職學(xué)生普遍缺少的經(jīng)歷和經(jīng)驗。所以,經(jīng)過培訓(xùn)的學(xué)生在撰寫需求分析與框架設(shè)計文檔、系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計、系統(tǒng)測試方面完成得比較好。而一般沒有經(jīng)過培訓(xùn)的學(xué)生,很多人在做的時候不知從何下手,撰寫出來的文檔既不統(tǒng)一,也不規(guī)范,指導(dǎo)教師花了大量的時間和精力幫他們修改和指正。而經(jīng)過培訓(xùn)的學(xué)生撰寫出來的文檔規(guī)范,系統(tǒng)設(shè)計比較清楚、系統(tǒng)測試操作得當(dāng),指導(dǎo)教師在這方面的工作量就大為減少。2) 在系統(tǒng)調(diào)用數(shù)據(jù)庫的連接編程方面,實驗小組的學(xué)生基本都能獨立完成,而一般學(xué)生,大部分都需要教師的指導(dǎo),并且花較大的精力指導(dǎo)才能完成。這方面的編程與操作是學(xué)生開發(fā)系統(tǒng)時遇到的難點之一,它涉及到多個系統(tǒng)的操作,需要學(xué)生的綜合運用。實驗小組的學(xué)生由于經(jīng)過培訓(xùn),有教師的詳細(xì)講解以及有相應(yīng)的案例作參考,這一難點得到了較為有效的解決。3) 高職學(xué)生基礎(chǔ)普遍不十分好,對軟件系統(tǒng)開發(fā)都有畏難情緒,經(jīng)過這次的成功實驗體驗,會讓他們的樹立信心,提高軟件開發(fā)的積極性。
該方法只是作為提高學(xué)生軟件系統(tǒng)開發(fā)能力的起步階段,但是通過對學(xué)生的訓(xùn)練,學(xué)生能夠掌握系統(tǒng)開發(fā)的各個環(huán)節(jié)和基本要求,學(xué)會編寫開發(fā)過程中所必須的各種文檔,掌握系統(tǒng)開發(fā)所必須的開發(fā)工具、技術(shù)和技能。經(jīng)過該方法培訓(xùn)的學(xué)生初步具備開發(fā)軟件系統(tǒng)的基本能力,再進一步通過參與實際的項目開發(fā),軟件系統(tǒng)開發(fā)能力將會得到進一步的提高。
4 總結(jié)提高
本次實驗總結(jié)出來的有效實驗方案,可以在高職計算機學(xué)生中逐步推廣,師資不足的,可以從軟件公司聘請。也可以與軟件公司合作,公司負(fù)責(zé)培訓(xùn)、指導(dǎo),學(xué)生免費為公司軟件開發(fā)流水線工作。這樣,就可以使高職計算機專業(yè)學(xué)生的計算機軟件系統(tǒng)開發(fā)能力得到全面提高。
參考文獻:
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【關(guān)鍵詞】信息管理系統(tǒng);數(shù)據(jù)庫;機票流量
1.緒論
1.1 目的和意義
本論文的編寫目的是從技術(shù)、經(jīng)濟、操作、效益等方面研究機場流量信息管理系統(tǒng)是否可行，指出開發(fā)軟件的環(huán)境、手段、方案，并對軟件的前景作出簡略的分析。一個正常營運的航空公司需要管理所擁有的飛機、航線的設(shè)置、客戶的信息等，更重要的還要提供票務(wù)管理。面對各種不同種類的信息，需要合理的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)來保存數(shù)據(jù)信息以及有效的程序結(jié)構(gòu)支持各種數(shù)據(jù)操作的執(zhí)行。[1]
機場流量管理信息系統(tǒng)是民航空中交通管理系統(tǒng)的重要組成部分之一，是在航空運輸事業(yè)迅猛發(fā)展致使機場管制系統(tǒng)不能適應(yīng)航空運輸需求的情況下，首先由美國等航空發(fā)達國家提出的。經(jīng)過本世紀(jì)初幾年來的發(fā)展，已經(jīng)成為機場管理系統(tǒng)中必不可少的重要組成部分。我國機場流量與國際上航空大國相比相差甚遠(yuǎn)，目前國內(nèi)的機場快速發(fā)展，但機場流量管理的研究卻十分不足和薄弱，機場流量管理系統(tǒng)面臨著重大挑戰(zhàn)。針對上述存在的各種問題和弊端，本文設(shè)置機場流量管理系統(tǒng)的性能指標(biāo)，對性能指標(biāo)進行綜合評價，這對于提高機場流量，減少航班延誤，與國際順利接軌等，都具有重要的意義。
1.2 開發(fā)設(shè)計思想
本系統(tǒng)用Microsoft Visual Basic 6.0（VB 6.0）開發(fā)工具來編寫機場流量信息管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫采用SQL Server 2005，即VB+SQL Server的經(jīng)典組合完成整個設(shè)計工作。
系統(tǒng)主要分為七個模塊，分別為：航班信息管理、艙位等級信息管理、客機信息管理、客戶信息管理、客戶類型信息管理、訂票信息管理、系統(tǒng)管理。
用戶通過用戶名和密碼進入系統(tǒng)的主界面，由于機場信息量大，旅客多，節(jié)假日高峰期，這種狀況尤為明顯。因此，實現(xiàn)機場流量信息信息管理就顯得十分必要，既可以節(jié)省資源，又可以有效存儲、更新、查詢信息，提高工作和服務(wù)效率。開發(fā)的系統(tǒng)要求界面友好，方便直觀、有一定的藝術(shù)感，美觀、實用。方便管理員對機場流量信息進行添加、刪除、修改、查詢等管理。[2]
注：由于開發(fā)機場流量信息管理系統(tǒng)的規(guī)模比較大，對此系統(tǒng)僅做了客流量未做貨運流量，所以我將原任務(wù)書中系統(tǒng)主要分為七大模塊：“用戶信息、航班信息、航班計劃信息、售票信息、航路信息、用戶登錄、貨運信息”改為“航班信息管理、艙位等級信息管理、客機信息管理、客戶信息管理、客戶類型信息管理、訂票信息管理、系統(tǒng)管理”，請各位老師諒解！
2.開發(fā)工具及環(huán)境
2.1 VB 6.0簡介
Visual Basic，簡稱VB，是Microsoft公司推出的一種Windows應(yīng)用程序開發(fā)工具。是當(dāng)今世界上使用最廣泛的編程語言之一，它也被公認(rèn)為是編程效率最高的一種編程方法。它源自于BASIC編程語言。VB擁有圖形用戶界面（GUI）和快速應(yīng)用程序開發(fā)（RAD）系統(tǒng)，可以輕易的使用DAO、RDO、ADO連接數(shù)據(jù)庫，或者輕松的創(chuàng)建ActiveX控件。無論是開發(fā)功能強大、性能可靠的商務(wù)軟件，還是編寫能處理實際問題的實用小程序，VB都是最快速、最簡便的方法。程序員可以輕松的使用VB提供的組件快速建立一個應(yīng)用程序。[3]
開發(fā)機場流量信息管理系統(tǒng)要求界面友好，方便直觀。采用VB 6.0作為開發(fā)工具具有以下幾個優(yōu)點：
第一，易用性、上手快、開發(fā)效率高。可以讓經(jīng)驗豐富的VB程序員或是剛懂得簡單操作的人都能用自己的方式快速開發(fā)程序。
第二，可以輕易的使用DAO、RDO、ADO連接數(shù)據(jù)庫，或者輕松的創(chuàng)建ActiveX控件。
第三，不需編寫大量代碼去描述界面元素的外觀和位置，而只要把預(yù)先建立的對象add到屏幕上的一點即可。
第四，VB的程序可以包含一個或多個窗體，或者是一個主窗體和多個子窗體，類似于操作系統(tǒng)的樣子。
2.2 SQL Server簡介
SQL是英文Structured Query Language的縮寫，意思為結(jié)構(gòu)化查詢語言。SQL語言的主要功能就是同各種數(shù)據(jù)庫建立聯(lián)系，進行溝通。按照ANSI（美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會）的規(guī)定，SQL被作為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)語言。SQL語句可以用來執(zhí)行各種各樣的操作，例如更新數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)等。SQL Server是微軟公司推出的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，SQL Server 2005是一個全面的數(shù)據(jù)庫平臺，使用集成的商業(yè)智能（BI）工具提供了企業(yè)級的數(shù)據(jù)管理。SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫引擎為關(guān)系型數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)提供了更安全可靠的存儲功能，使您可以構(gòu)建和管理用于業(yè)務(wù)的高可用和高性能的數(shù)據(jù)應(yīng)用程序。[4]
機場流量信息管理系統(tǒng)采用SQL Server 2005作為后臺數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)存儲，機場流量數(shù)據(jù)信息處理工作量大，數(shù)據(jù)繁多，而SQL Server 2005簡化了開發(fā)、部署和管理業(yè)務(wù)線和分析應(yīng)用程序的復(fù)雜度，它為開發(fā)人員提供了一個靈活的開發(fā)環(huán)境，為數(shù)據(jù)庫管理人員提供了集成的自動管理工具。再者SQL Server 2005自身帶有支持對用戶自定義數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)進行加密的功能。安全、可靠、可伸縮、高可用的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫引擎，提升了性能且支持結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化（XML）數(shù)據(jù)。最后，對于編程經(jīng)驗不足的人來說，SQL Server 2005還可以在對象資源管理器中直接新建數(shù)據(jù)庫，對新建數(shù)據(jù)庫可以進行直接操作，如對每一張表中的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的添加、修改、刪除、查詢等。
3.系統(tǒng)分析
3.1 可行性研究的前提
由于機場信息量大，旅客多，節(jié)假日高峰期，這種狀況尤為明顯。因此，實現(xiàn)機場流量信息信息化管理就顯得十分必要，既可以節(jié)省資源，又可以有效存儲、更新、查詢信息，提高工作和服務(wù)效率。開發(fā)的系統(tǒng)要求界面友好，方便直觀。既要方便管理員對機場流量信息進行添加、刪除、修改、查詢等管理，又要方便客戶查詢業(yè)務(wù)的辦理。
3.2 可行性分析
3.2.1 經(jīng)濟性
系統(tǒng)實現(xiàn)的功能主要有添加、刪除、修改、查詢等，所以在開發(fā)的過程中考慮成本較少，開發(fā)人員已盡可能的減少。使用較成熟的開發(fā)工具也減少不必要的支出，使用本系統(tǒng)的用戶只需在短時間內(nèi)就可以獲得個人所需的信息，并獲得需要的服務(wù)。這點與傳統(tǒng)的人工服務(wù)相比，效率得到了很大的提升，無論是對用戶還是公司都節(jié)省了大量的時間，帶來很大的方便，并且省去了雇傭員工的費用。軟件的經(jīng)濟效益大大的超過了它的開發(fā)成本，所以從經(jīng)濟上考慮，開發(fā)本系統(tǒng)完全可行的。
（1）投資估計本
①一次性支出：系統(tǒng)開發(fā)、建立費用;硬件設(shè)備費用;外購開發(fā)工具、軟件環(huán)境費用;其他費費用。[2]
②經(jīng)常性費用：主要是系統(tǒng)運行費用。
（2）成本/收益分析。主要計算投資回收率;投資回報率;純收益。
3.2.2 技術(shù)性
本系統(tǒng)是一個基于Windows操作的系統(tǒng)，現(xiàn)有技術(shù)已較為成熟，利用現(xiàn)有技術(shù)可以基本實現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)目標(biāo)，預(yù)計可以在規(guī)定期限內(nèi)完成開發(fā)任務(wù)。所以開發(fā)這套管理系統(tǒng)的技術(shù)可行性是可行的。
3.3 社會因素可行性分析
3.3.1 法律方面的可行性
所有軟件都、用正版，技術(shù)資料都由提出方保管，數(shù)據(jù)信息均可保證合法來源。所以，在法律方面是可行的。
3.3.2 用戶使用可行性
使用本系統(tǒng)的人員均有一定計算機應(yīng)用基礎(chǔ)，系統(tǒng)維護員由計算機專業(yè)人員擔(dān)任，所有人員都要經(jīng)過本系統(tǒng)的使用培訓(xùn)。人員經(jīng)過簡單培訓(xùn)就會熟練使用本軟件。
4.數(shù)據(jù)庫設(shè)計
4.1 數(shù)據(jù)庫需求分析
客戶的需求具體體現(xiàn)在各種信息的提供、保存、更新和查詢，這就要求數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)能充分滿足各種信息的輸出和輸入。收集基本數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)處理的流程，組成一份詳盡的數(shù)據(jù)字典，為后面的具體設(shè)計打下基礎(chǔ)。由于此開發(fā)項目針對機場流量，使用頻率較高，使用性能要求比較高。為防止對信息資料和管理程序的惡意破壞，要求有較為可靠的安全性能。總之，要求穩(wěn)定、安全、便捷，易于管理和操作。查詢速度不超過10s;其他所有交互功能反應(yīng)速度不超過3s;平均故障間隔時間不低于200h。
圖1 航班信息實體E-R圖
4.2 數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計
得到上面的數(shù)據(jù)項和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以后，就可以設(shè)計出能夠滿足客戶需求的各種實體，以及它們之間的關(guān)系，為后面的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計打下基礎(chǔ)。這些實體包含各種具體信息，通過相互之間的作用形成數(shù)據(jù)的流動。通過對機場流量信息管理系統(tǒng)需求及其數(shù)據(jù)流圖的分析，可以得出該系統(tǒng)涉及的實體有：艙位等級信息實體、客機信息實體、航班信息實體、客戶類型信息實體、客戶信息實體、訂票信息實體。各個實體具體的描述實體關(guān)系E-R圖如下。
航班信息實體E-R圖如圖1所示。
訂票信息實體E-R圖如圖2所示。
圖2 訂票信息實體E-R圖
艙位等級信息實體、客機信息實體、客戶類型信息實體、客戶信息實體與航班信息實體類似。
實體之間關(guān)系的E-R圖如圖3所示。
圖3 實體之間關(guān)系的E-R圖
5.系統(tǒng)測試與維護
5.1 測試方案
測試方案是測試階段的關(guān)鍵技術(shù)問題。為了提高測試效率降低測試成本，本測試方案采用黑盒法設(shè)計基本的測試方案。本系統(tǒng)因為沒有太多的算法，只要求功能的實現(xiàn)和完善，所以采用黑盒測試方法的功能測試對系統(tǒng)進行測試。主要是檢查按鈕的功能是否正確（如刪除、添加、修改等功能是否正確）和檢查帶出信息的完整性（在查看信息和修改信息時，查看所填寫的信息是不是全部帶出，帶出信息和添加的是否一致）。
通過各方面的測試，改正了代碼中的許多不合理以及錯誤之處，本系統(tǒng)模塊連接完整，頁面信息顯示完整，可以正常運行。
5.2 黑盒測試的定義
黑盒測試也稱功能測試，它是通過測試來檢測每個功能是否都能正常使用。在測試中，把程序看做一個不能打開的黑盒子，在完全不考慮程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部特性的情況下，在程序接口進行測試，它只檢測程序功能是否按照需求規(guī)格說明書的規(guī)定正常使用，程序是否能適當(dāng)?shù)亟邮茌斎霐?shù)據(jù)而產(chǎn)生正確的輸出信息。黑盒測試著眼于程序外部結(jié)構(gòu)，不考慮內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)，主要針對軟件界面和軟件功能進行測試。黑盒測試是以用戶的角度，從輸入數(shù)據(jù)與輸出數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系出發(fā)進行測試的。很明顯，如果外部特性本身設(shè)計有問題或規(guī)格說明的規(guī)定有誤，用黑盒測試方法是發(fā)現(xiàn)不了的。[8]
功能測試就是對產(chǎn)品的各項功能進行驗證，根據(jù)功能測試用例逐漸測試，檢查產(chǎn)品是否達到用戶要求的功能。
5.3 系統(tǒng)出錯處理設(shè)計
5.3.1 出錯信息
用一覽表的形式說明每種可能的出錯或故障情況出現(xiàn)時，系統(tǒng)輸出信息的形式、含義及處理方法。
5.3.2 補救措施
[關(guān)鍵詞]計算機網(wǎng)絡(luò)；自動檢測控制系統(tǒng)；軟件開發(fā)設(shè)計
中圖分類號：TP311.52 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）13-0205-01
自動檢測控制系統(tǒng)主要是指相關(guān)用戶在實際應(yīng)用過程中，可以方便地利用該系統(tǒng)內(nèi)的檢測設(shè)備來開展相關(guān)的檢測工作，并進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)收集，最后再將該數(shù)據(jù)進行分析并傳出結(jié)果。該系統(tǒng)的主要是由系統(tǒng)設(shè)備的用戶端、服務(wù)器端、檢測單元、數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)絡(luò)通信等幾部分共同構(gòu)成。所有通過該系統(tǒng)完成的自動檢測工作都需要以上各部分構(gòu)成結(jié)構(gòu)的共同完成。
一、系統(tǒng)軟件的實際工作與功能
（一）該軟件的實際工作流程
該系統(tǒng)在進行工作時，對應(yīng)用軟件提出了一定的工作要求，其包括軟件所具備的應(yīng)用可靠性、實時應(yīng)用性、安全與開放性以及方便進行系統(tǒng)維護等多種特點。其在實際工作中的操作流程主要為：首先由操作者進行個人登錄以及身份驗證，之后啟動系統(tǒng)發(fā)送遠(yuǎn)程服務(wù)的連接要求完成登錄，操作者進行相關(guān)測試設(shè)備與被測對象之間的端口連接。之后操作者進行測試信號配置，并要求系統(tǒng)展開相應(yīng)的測試操作。接著系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)連接進行相應(yīng)的檢測數(shù)據(jù)的傳送，并由遠(yuǎn)程服務(wù)器對相關(guān)數(shù)據(jù)進行及時性的處理，最后將相關(guān)的分析結(jié)果傳遞到用戶面前。
（二）該系統(tǒng)軟件內(nèi)部的模塊功能
依據(jù)相關(guān)功能模塊的實際需求特點將其進行劃分，可大致分為服務(wù)器與客戶端兩部分。其中服務(wù)器又被劃分為系統(tǒng)管理、分析診斷以及網(wǎng)絡(luò)通信三個具體的部分，客戶端也涵蓋了網(wǎng)絡(luò)通信、檢測資源以及檢測執(zhí)行三個模塊成分。且各個模塊也分為多個更小的部分。系統(tǒng)管理模塊涵蓋面廣泛，承擔(dān)了該系統(tǒng)的主要操作平臺的提供。而分析診斷模塊在實際應(yīng)用中則主要是能為系統(tǒng)診斷提供在線支持平臺，及時就相關(guān)的故障問題進行定位以及隔離。網(wǎng)絡(luò)通信模塊在實際應(yīng)用中為該系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了包括通信網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)據(jù)輸出與接入更多個應(yīng)用功能。而檢測模塊作為該系統(tǒng)內(nèi)最為核心的模塊部分，其主要承擔(dān)了相應(yīng)的檢測執(zhí)行工作。
二、該系統(tǒng)軟件的開發(fā)設(shè)計思考
（一）軟件開發(fā)設(shè)計之?dāng)?shù)據(jù)庫設(shè)計
該系統(tǒng)軟件在實際運行過程中往往需要進行大量的信息存儲，為實現(xiàn)更為方便的信息存儲與檢索工作，可采用VItest數(shù)據(jù)庫來對該系統(tǒng)中涉及到的相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行管理。在該數(shù)據(jù)庫中的管理工作所涉及到的管理表格包括對用戶、設(shè)備的信息表以及進行服務(wù)程序記錄的列表表格，其基本形式都以最初的表格作為基本設(shè)定。當(dāng)操作人員需要對表格數(shù)據(jù)進行增加、刪減以及系統(tǒng)退出等操作時，該系統(tǒng)都會自行對表格進行維護。其中，用戶信息表的基本設(shè)定包括用戶ID、用戶名、登錄密碼、用戶注冊信息、真實姓名以及用戶類型幾個部分。
（二）系統(tǒng)內(nèi)部相關(guān)組件之間的通信聯(lián)絡(luò)
一般來說，DataSocket都會同時支持許多類型的數(shù)據(jù)傳送協(xié)議。但通常都會采取DSTP這一協(xié)議作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳送協(xié)議。為更好的對多種協(xié)議進行合理區(qū)分，系統(tǒng)將會自動通過協(xié)議的URT來進行具體的協(xié)議判斷。在該系統(tǒng)中，接受與發(fā)出兩個端口內(nèi)的數(shù)據(jù)項都處于獨立通信狀態(tài)，采用類似的設(shè)計原理，所以在實際設(shè)計過程中僅需要就單一數(shù)據(jù)項展開分析。同時，DataSocket編程系統(tǒng)提供了多項VI，操作者在進行系統(tǒng)軟件應(yīng)用時僅僅需要通過VI調(diào)用就能實現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)項讀出以及寫的操作。
（三）客戶端程序
為保證該系統(tǒng)的客戶端程序滿足監(jiān)測工作所要求的多項功能，所以在進行該部分軟件設(shè)計時應(yīng)當(dāng)運用多線程技術(shù)來進行實現(xiàn)。在該系統(tǒng)的實際工作過程中往往需要同時展開有關(guān)激勵信號的數(shù)據(jù)輸入、采集以及通訊等工作內(nèi)容。客戶端的實際流程主要為首先進行用戶登錄與驗證，之后進入相應(yīng)的控制界面，根據(jù)實際需求來對相關(guān)的工作任務(wù)進行選擇。但是該系統(tǒng)的功能規(guī)模涵蓋面廣泛，難以在同一面板進行完全呈現(xiàn)，所以設(shè)計工作者在進行該部分設(shè)計操作時，應(yīng)當(dāng)進行多面板的人機界面的設(shè)計。
另外，針對激勵信號進行的相關(guān)的VI模板的設(shè)計工作中，為方便操作者的操作，設(shè)計人員進行了直觀的面板設(shè)立，并支持操作者通過簡單的點擊或修改來完成相應(yīng)的信號參數(shù)的調(diào)整。并且在對該軟件的相關(guān)操作程序設(shè)計工作中，設(shè)計主要以符合操作者簡單操作的要求來進行相應(yīng)的模塊安排，主要以事件結(jié)構(gòu)與條件結(jié)構(gòu)來完成。
（四）服務(wù)器程序
針對該系統(tǒng)中的服務(wù)器程序的設(shè)計，相關(guān)設(shè)計人員主要是采用多線程設(shè)計方法來實現(xiàn)。常見的任務(wù)處理方式包括循環(huán)式與并發(fā)式兩種處理模式，其中并發(fā)式模式在進行問題處理時具有更高的執(zhí)行速度與效率。該系統(tǒng)的服務(wù)器程序中存在著包括初始化、客戶端連接監(jiān)控等多種不同的線程類型，且相互之間的合作性協(xié)調(diào)工作也主要是由事件進行引發(fā)的。
服務(wù)器程序展開實際工作的流程大致可歸納如下。首先進行系統(tǒng)服務(wù)器啟動，其次操作者發(fā)出系統(tǒng)連接請求，之后進入客戶端管理與服務(wù)程序管理模塊中。這三者又分別連通著下一步系統(tǒng)操作。當(dāng)客戶端管理模塊回饋相關(guān)的客戶端信息后完成用戶連接的相關(guān)處理工作。而服務(wù)程序管理將相應(yīng)的服務(wù)程序包傳遞到用戶連接成功之后的操作中，最后系統(tǒng)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理記錄。
除此之外，在系統(tǒng)的服務(wù)器設(shè)計中還涉及到多線程的共同實現(xiàn)。監(jiān)聽系統(tǒng)操作者的相關(guān)連線程序需要在實際工作開展的過程中完成以下幾部分重要的工作功能。其一，需要及時進行系統(tǒng)的初始化處理操作。其二，在系統(tǒng)內(nèi)建立DataSocket連接，并等待相關(guān)操作者完成連接工作。其三，對系統(tǒng)的登錄操作者進行必要的身份信息核對。其四，在系統(tǒng)操作者發(fā)出或選擇系統(tǒng)工作類型之后，還要及時就類型分類進行與其相適應(yīng)的處理線程分配。而正是由于該系統(tǒng)在實際運行工作中能依靠同一服務(wù)器針對操作者的不同請求進行合理的線程分配，從而最終實現(xiàn)服務(wù)器的多項工作共同進行。
三、結(jié)束語
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，最終實現(xiàn)了操作者和相關(guān)檢測設(shè)備之間建立遠(yuǎn)程信息傳遞的功能。而該系統(tǒng)軟件的進一步開發(fā)與技術(shù)研究已經(jīng)成為了該領(lǐng)域當(dāng)前十分重要的工作內(nèi)容之一。相關(guān)設(shè)計與研發(fā)人員應(yīng)當(dāng)明確該類型軟件的當(dāng)前工作現(xiàn)狀，并在這基礎(chǔ)上為更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與分析處理等工作操作進行更加深入的研究。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：計算機軟件開發(fā)技術(shù)；物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)分析；數(shù)據(jù)安全性
中圖分類號：TN929.5 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）02-0091-01
1 計算機軟件開發(fā)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的結(jié)合
在計算機軟件開發(fā)技術(shù)中，通過物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的結(jié)合，在信息的準(zhǔn)確程度上得到了有效的提升，并為所開展的程序設(shè)計創(chuàng)造一個有利的環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)發(fā)展是十分迅速的，尤其是在技術(shù)不斷創(chuàng)新的市場環(huán)境下，計算機軟件開發(fā)要有一個先進的整體思想，并在思想的配合下達到更理想的數(shù)據(jù)分析運行。基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)之下，所開展的各項程序匯編任務(wù)中，更真切的從實際情況出發(fā)，并探討有效的安全防護措施，確保系統(tǒng)在運行過程中內(nèi)部數(shù)據(jù)信息的安全性，即使在W絡(luò)環(huán)境下受到不同程度的威脅，也能更好的解決這一問題，通過防火墻技術(shù)來提升系統(tǒng)的安全防護能力[1]。數(shù)據(jù)系統(tǒng)功能實現(xiàn)需要建立在信息搜集整理基礎(chǔ)上，這一點在軟件開發(fā)技術(shù)中得到了實現(xiàn)，通過功能模塊的引入，幫助更好的解決技術(shù)性問題，并形成一個功能保護層，在數(shù)據(jù)系統(tǒng)中可以根據(jù)運行使用需求來對信息進行錄入，將其控制在需求的范圍內(nèi)，根據(jù)系統(tǒng)運行所接收到的指令來對信息進行調(diào)動，確保了計算機軟件功能實現(xiàn)的速度，對信息數(shù)據(jù)的使用形式也更合理。基于計算機軟件開發(fā)技術(shù)所進行的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)設(shè)計，在技術(shù)層面仍然需要進一步創(chuàng)新，下面文章將對分析分析內(nèi)容加以探討。
2 基于計算機軟件開發(fā)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)分析技術(shù)
2.1 數(shù)據(jù)系統(tǒng)分析的定義
通過數(shù)據(jù)分析可以準(zhǔn)確的判斷計算機設(shè)備在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的運行使用需求，并結(jié)合所遇到的問題進行定向分析，重點解決其中所存在的安全隱患。數(shù)據(jù)分析需要一個準(zhǔn)確的界定范圍，這樣才能在分析中避免受到數(shù)據(jù)變化的影響，對于分析中比較重要的功能劃分，需要針對其使用范圍來進行。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析在速度上相對較慢，并不能達到理想的使用效果，但隨著計算機軟件開發(fā)技術(shù)的發(fā)展，目前已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的自動數(shù)據(jù)分析，更符合系統(tǒng)的運行管理需求，在分析過程速度與分析結(jié)果的準(zhǔn)確程度上都有明顯的提升，這一點是傳統(tǒng)技術(shù)方法中所難以實現(xiàn)的[2]。數(shù)據(jù)分析可以理解為是計算機軟件開發(fā)的產(chǎn)物，通過計算機軟件開發(fā)技術(shù)，數(shù)據(jù)分析范圍得到了規(guī)劃，在相關(guān)技術(shù)方法的選擇上也更符合實際需求情況，并且能夠根據(jù)計算機軟件技術(shù)的層次劃分來實現(xiàn)分析內(nèi)容上的歸類，促進信息資源的使用效率得到提升。
2.2 數(shù)據(jù)系統(tǒng)分析服務(wù)器的設(shè)計
在對數(shù)據(jù)分析服務(wù)器進行設(shè)計時，首先從感知層部分來進行，觀察在感知層中是否能夠準(zhǔn)確的判斷信息，并結(jié)合信息的實際使用方向來進行一個更細(xì)致的劃分規(guī)律。根據(jù)所需要的存儲的數(shù)據(jù)信息數(shù)量來對服務(wù)器進行選擇，以免在計算機軟件運行過程中發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的嚴(yán)重問題，對于一些比較常見的數(shù)據(jù)更新困難問題，在對軟件進行設(shè)計時也會重點考慮服務(wù)器的運行能力，選擇更符合信息傳輸與數(shù)據(jù)分析的接入端口，同時設(shè)置備用的介入端口，這樣在軟件運行使用過程中如果服務(wù)器運行速度下降，能夠快速的進行自動端口調(diào)整，連接到更穩(wěn)定的端口中實現(xiàn)使用功能[2]。服務(wù)器設(shè)計也具有特異性，并不是所有的服務(wù)器在數(shù)據(jù)分析上都是通用的，在使用過程中仍然需要進一步的調(diào)整，根據(jù)實際需求進行技術(shù)方面的匹配，更符合現(xiàn)場工作任務(wù)開展需求，將服務(wù)器運行使用中的數(shù)據(jù)分析隱患問題將至最低點。
3 基于計算機軟件開發(fā)技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)分析驗證
驗證部分是在計算機軟件開發(fā)結(jié)束后進行的，其中可能會涉及到的問題主要是功能之前的配合是否合理，以及所能夠遇到的問題中應(yīng)當(dāng)配合的解決措施。計算機軟件開發(fā)技術(shù)具有很強的選擇性，驗證階段發(fā)現(xiàn)問題也可以及時的調(diào)整，避免問題繼續(xù)深入影響到數(shù)據(jù)系統(tǒng)分析計劃開展。根據(jù)所得到的分析結(jié)果與實際情況之間進行篩選探討，得出分析結(jié)果的具體穩(wěn)定性，如果發(fā)現(xiàn)其中存在需要繼續(xù)完善的內(nèi)容，要及時采取開發(fā)技術(shù)加以調(diào)整，以免錯誤的數(shù)據(jù)系統(tǒng)分析結(jié)果被投入到使用中[1]。
4 結(jié)語
本文對于提出了物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)分析對于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有十分重要的意義，并結(jié)合技術(shù)發(fā)展真實狀況加以分析。由于物聯(lián)網(wǎng)的特點決定物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘存在許多困難，為了解決這些困難，對于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘和云計算結(jié)合進行了許多研究，并提出了結(jié)合計算機軟件開發(fā)進行分布式數(shù)據(jù)挖掘的觀點，通過實驗驗證了這種思路的可行性。
參考文獻
引言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步，計算機應(yīng)用的領(lǐng)域已經(jīng)越來越廣泛，其帶給人們的“驚喜”也越來越多。將計算機應(yīng)用到生產(chǎn)領(lǐng)域已經(jīng)不是其創(chuàng)新的表現(xiàn)，但是基于計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包裝設(shè)計所進行的軟件開發(fā)技術(shù)創(chuàng)新則是其在包裝設(shè)計領(lǐng)域的重要展現(xiàn)。包裝設(shè)計的軟件開發(fā)是計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重要輔助作用，其能夠更好地為產(chǎn)品的包裝提供服務(wù)，能夠優(yōu)化人工包裝設(shè)計軟件的應(yīng)用，不僅可以包裝的效果更加受到人們的青睞，而且讓包裝人員的工作量予以下降，降低工作的強度，提升工作者的質(zhì)量。當(dāng)前階段，人們對包裝設(shè)計的要求越來越高，包裝給人們的視覺震撼也越來越強烈。只有讓計算機技術(shù)與包裝設(shè)計進行完美結(jié)合，提升軟件開發(fā)技術(shù)應(yīng)用，才能夠真正讓包裝效果呈現(xiàn)出越來越好的態(tài)勢。
1 計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包裝設(shè)計軟件優(yōu)勢
計算機的配置和硬件是其應(yīng)用的基礎(chǔ)，但是真正發(fā)揮作用的還是其軟件的應(yīng)用。就包裝設(shè)計而言也同樣如此，其軟件的開發(fā)利用才是真正提升包裝效果的最為關(guān)鍵因素。通過軟件的應(yīng)用還可以為客戶呈現(xiàn)出需要的成品的模擬狀態(tài)，讓客戶從網(wǎng)絡(luò)中看到包裝所呈現(xiàn)的效果，能夠防止因為不滿意而產(chǎn)生的資本浪費。基于計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所形成的包裝設(shè)計軟件，能夠打破時間、地點的局限性，能夠讓人們隨時隨地進行溝通、交流，從而讓包裝設(shè)計更加具有人性化，其不僅提高了軟件的應(yīng)用性，而且提高了設(shè)計的方便、快捷性。
2 計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包裝設(shè)計軟件開發(fā)技術(shù)探索
(1)Photoshop軟件開發(fā)技術(shù)。Photoshop是目前國內(nèi)最流行的平面設(shè)計軟件，以其強大的圖像處理功能見長。其在應(yīng)用最重要的優(yōu)勢便是其像素的處理。自然環(huán)境中，所有的顏色和圖片的變化都可以通過像素來達到調(diào)節(jié)的需要，但是矢量則不可以。而Photoshop軟件軟件則可以對圖像進行多層次處理，能夠達到特殊的視覺效果呈現(xiàn)。該軟件的開發(fā)需要在開放式結(jié)構(gòu)上下功夫，擴大其圖像的輸入設(shè)備，達到色彩保真的效果。當(dāng)前對于該軟件的開發(fā)利用已經(jīng)非常到位，尤其在其經(jīng)過多次升級之后，所制作的圖片效果甚至可以達到以假亂真的程度，能夠在包裝設(shè)計方面發(fā)揮重要的功效。
(2)AutoCAD軟件開發(fā)技術(shù)。AutoCAD軟件是當(dāng)前非常盛行的輔助繪圖軟件之一，其具有非常強大的繪圖功能和圖形編輯功能，在繪圖效率提升上展現(xiàn)出了極大的優(yōu)勢。此外，CAD軟件的繪圖和編輯功能可以對紙張進行充分而合理的應(yīng)用，其可以通過對紙張的計算讓其利用呈現(xiàn)出最大功效，并運用三維動態(tài)方式予以呈現(xiàn)，可以觀看到任意角度的成性作品，有效提升了設(shè)計的功效性，在節(jié)約成本方面發(fā)揮了重要的作用。
(3)Illustrator在包裝技術(shù)中的應(yīng)用。Illustrator是Adobe公司推出的優(yōu)秀矢量軟件，其具有極為強大繪圖工具，在圖形操作上具有優(yōu)勢。但是因為其在功能上無法達到CAD的水平，沒有超越CAD的應(yīng)用范圍和效果。但是，該軟件的推出更加可以被認(rèn)定為一種藝術(shù)創(chuàng)作的形式，其在設(shè)計精度和控制能力上的把控非常好，不僅適用于大型包裝項目，而且尤其適合小型包裝項目的應(yīng)用。
結(jié)語
計算機的發(fā)展讓包裝設(shè)計軟件的發(fā)展越來越具有現(xiàn)代化，其應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越廣泛，其所具有的功能也更加多樣化。設(shè)計人員可以對當(dāng)前的各種軟件進行綜合利用，不斷探索軟件的優(yōu)勢所在。同時，開發(fā)人員也應(yīng)當(dāng)更加關(guān)注設(shè)計人員的需要，對軟件進行不斷的提升，讓軟件更加人性化，讓其能夠更好地與使用者進行人機溝通，讓其更好地輔助包裝技術(shù)的完成。
關(guān)鍵詞 過程控制；罩式爐；冷軋?zhí)幚砭€；冷軋退火處理
中圖分類號 TP393 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2013）89-0216-03
0 引言
全氫罩式爐生產(chǎn)是一種將鋼卷置于氫氣氛圍中加熱（700℃～850℃）、保溫和冷卻的熱處理過程，目的是為了改善原料的組織，消除熱軋過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，滿足后道冷軋工序?qū)︿摼淼囊蟆Ｈ珰湔质綘t是當(dāng)今世界上最為常用的冷帶鋼退火設(shè)備，其具有建設(shè)成本低、運行費用低、維修費用低、靈活性高、擴充性高、產(chǎn)品質(zhì)量高等特點、從而在世界上得到廣泛的應(yīng)用。
近年來隨著國際競爭的加劇，國內(nèi)工業(yè)系統(tǒng)急需產(chǎn)業(yè)升級。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗和生產(chǎn)成本，工業(yè)過程控制計算機系統(tǒng)已經(jīng)普遍應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)之中，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程監(jiān)視和過程最佳化、提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量。罩式爐工藝部分采用過程控制計算機系統(tǒng)與基礎(chǔ)自動化共同完成整個工藝過程的生產(chǎn)操作及控制要求。
罩式爐過程控制計算機系統(tǒng)是由一套計算機系統(tǒng)組成，主要承擔(dān)罩式爐的過程控制和生產(chǎn)組織，因此，整個生產(chǎn)過程中的自動控制的核心是罩式爐過程控制系統(tǒng)。
1 過程控制系統(tǒng)的軟件架構(gòu)
為便于維護、管理和開發(fā)，本軟件系統(tǒng)基于微軟的.NET 3.5 框架。開發(fā)工具選用Visual Studio 2010，后臺程序和前臺畫面都采用標(biāo)準(zhǔn)的 Microsoft Visual C#高級語言開發(fā)，數(shù)據(jù)庫可以通過配置可以支持目前市場上流行的通用大型數(shù)據(jù)庫，如 ORACEL 和 SQL SERVER。
整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用B/S模式三層架構(gòu)設(shè)計，即表現(xiàn)層（人機界面系統(tǒng)），邏輯處理層（系統(tǒng)邏輯處理系統(tǒng)），數(shù)據(jù)訪問層（數(shù)據(jù)處理訪問系統(tǒng)）：
表現(xiàn)層（人機界面系統(tǒng)）：罩式爐計算機過程控制系統(tǒng)的操作界面采用了微軟的WPF（Windows Presentation Foundation）技術(shù)，并應(yīng)用了MVVM（Model- View-ViewModel）設(shè)計模式和可配置的智能客戶端技術(shù)。并結(jié)合了Click Once部署方式，使得罩式爐計算機過程控制系統(tǒng)操作界面可顯示在任何支持Web瀏覽器和ACTIVEX的容器內(nèi)。.NET開發(fā)的窗體控件能夠作為Web界面上的控件在Web瀏覽器中運行，并可調(diào)用客戶機的本地資源。在Web界面顯示該控件時，由Web瀏覽器檢查控件的最新更新，并下載到本地運行。
邏輯處理層（系統(tǒng)邏輯處理系統(tǒng)）：罩式爐計算機過程控制系統(tǒng)根據(jù)過程控制的不同功能，把完整的系統(tǒng)功能被分解成多個功能模塊，每個進程和組件完成特定的功能，比如數(shù)據(jù)通訊模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、物料跟蹤模塊、模型計算模塊等。不同的功能由不同的功能模塊單獨或者聯(lián)合實現(xiàn)，這樣，當(dāng)控制系統(tǒng)中需要修改、添加或調(diào)試某個功能時，只需要對相關(guān)模塊進行相應(yīng)操作，降低不同模塊間的調(diào)試干擾，使得系統(tǒng)功能的擴展、開發(fā)和調(diào)試等到大大提高，提高了系統(tǒng)的靈活性。同時，進程間通訊采用Remote .NET協(xié)議。進程間過程調(diào)用采用有調(diào)用隊列的異步處理方式，提高了控制系統(tǒng)的響應(yīng)處理時間。
模塊間共享數(shù)據(jù)采用共享內(nèi)存的方式和數(shù)據(jù)庫共享表的方式。對于變化很快、無需永久保存、同時在多個模塊間共享使用的數(shù)據(jù)，存放在共享內(nèi)存中。 對于需要永久保存的數(shù)據(jù)，同時變化不快、多個進程共享的數(shù)據(jù)，可存放在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)表中。通過兩種數(shù)據(jù)訪問方式的合理使用可以大大減少了系統(tǒng)資源的占用，保證了軟件系統(tǒng)平均負(fù)荷
數(shù)據(jù)訪問層（數(shù)據(jù)處理訪問系統(tǒng)）：數(shù)據(jù)訪問層框架采用了ORM框架中的NHibernate，NHibernate不僅僅管理.NET類到數(shù)據(jù)庫表的映射（包括.NET 數(shù)據(jù)類型到SQL數(shù)據(jù)類型的映射），還提供數(shù)據(jù)查詢和獲取數(shù)據(jù)的方法，可以大幅度減少開發(fā)時人員使用SQL和處理數(shù)據(jù)的時間。
2 過程控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能
罩式爐計算機過程控制系統(tǒng)的管理范圍，從確認(rèn)鋼卷進入罩式退火爐開始，到鋼卷離開終冷臺為止。
罩式爐計算機過程控制系統(tǒng)生產(chǎn)控制流程為：接收鋼卷組垛工藝參數(shù)確定退火規(guī)程計算堆垛指定到爐臺工藝參數(shù)設(shè)定（下傳L1）鋼卷退火外罩調(diào)換去除爐罩鋼卷出爐鋼卷上終冷臺鋼卷終冷發(fā)生產(chǎn)實績鋼卷下終冷臺。
基于上述流程，罩式爐計算機過程控制系統(tǒng)應(yīng)包括以下功能：
與外部計算機系統(tǒng)的通訊；
生產(chǎn)計劃管理；
鋼卷堆垛管理；
物料跟蹤；
生產(chǎn)過程監(jiān)控過程數(shù)據(jù)收集統(tǒng)計；
成品結(jié)果數(shù)據(jù)管理；
設(shè)備管理；
模型優(yōu)化管理。
2.1 與外部計算機系統(tǒng)的通訊
過程控制系統(tǒng)與下列系統(tǒng)之間網(wǎng)絡(luò)連接介質(zhì)用工業(yè)以太網(wǎng)，通訊協(xié)議采用面向連接的TCP/IP協(xié)議Socket方式交換數(shù)據(jù)：
與上級生產(chǎn)管理系統(tǒng)（3級）計算機之間通訊，數(shù)據(jù)交換內(nèi)容包括：鋼卷生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)、鋼卷數(shù)據(jù)（PDI）、鋼卷生產(chǎn)要求數(shù)據(jù)、鋼卷生產(chǎn)實績數(shù)據(jù)、源介質(zhì)消耗數(shù)據(jù)。
與基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)之間通訊，數(shù)據(jù)交換內(nèi)容包括生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)、設(shè)備信息、設(shè)定值等。
2.2 生產(chǎn)計劃管理
罩式爐的生產(chǎn)是按照生產(chǎn)計劃和原料數(shù)據(jù)、生產(chǎn)要求進行的，生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)和原料鋼卷數(shù)據(jù)是過程控制系統(tǒng)需要管理的最主要的數(shù)據(jù)。
生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)是一組按生產(chǎn)順序排列的入口鋼卷號以及該鋼卷對應(yīng)的生產(chǎn)要求數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可由生產(chǎn)管理計算機通過重新發(fā)送的方式進行修改。
原料主數(shù)據(jù)是指原料鋼卷的原始數(shù)據(jù)（鋼卷尺寸、鋼種名稱、化學(xué)成分等）和生產(chǎn)要求。過程控制系統(tǒng)提供操作界面，使生產(chǎn)線操作工可增、刪、改鋼卷主數(shù)據(jù)。
當(dāng)生產(chǎn)計劃中的一個鋼卷按計劃裝載到生產(chǎn)線上時，生產(chǎn)過程管理系統(tǒng)將自動維護生產(chǎn)計劃隊列，從生產(chǎn)計劃隊列中刪除該鋼卷。同時通知生產(chǎn)管理計算機該鋼卷已經(jīng)在生產(chǎn)線上，準(zhǔn)備生產(chǎn)，以方便生產(chǎn)管理計算機隨時跟蹤生產(chǎn)計劃執(zhí)行情況。
2.3 鋼卷裝爐管理
罩式爐生產(chǎn)要求將若干個鋼卷（通常是5到7個鋼卷）組成一個堆垛進行退火工藝處理。而鋼卷堆垛則是從生產(chǎn)計劃中等待生產(chǎn)的鋼卷中選出能夠滿足生產(chǎn)工藝要求和鋼卷堆垛要求的鋼卷按照確定的位置和順序組合成一個堆垛進行生產(chǎn)。
本功能提供自動堆垛（模型堆垛優(yōu)化）、人工堆垛和堆垛調(diào)整。其中自動堆垛為系統(tǒng)默認(rèn)的功能自動由模型執(zhí)行，人工堆垛功能為備用功能（或者在沒有模型的情況下使用），二者可以進行切換，而堆垛調(diào)整功能為系統(tǒng)輔助功能為操作人員對分配好的堆垛進行調(diào)整。
1）優(yōu)化堆垛功能。根據(jù)同一爐臺內(nèi)的鋼卷的堆垛規(guī)則和退火生產(chǎn)工藝要求，由數(shù)學(xué)模型進行的鋼卷組垛的鋼卷匹配和優(yōu)化，并根據(jù)組好的堆垛生成該堆垛的退火工藝參數(shù)；
2）人工堆垛功能。當(dāng)操作人員對模型生成的鋼卷堆垛不滿意時或者沒有模型進行鋼卷堆垛時，生產(chǎn)操作人員可以人工對鋼卷進行組垛；
3）堆垛調(diào)整功能。鋼卷堆垛調(diào)整是在對已經(jīng)建立的鋼卷堆垛進行調(diào)整。當(dāng)生產(chǎn)中出現(xiàn)設(shè)備故障引起的爐臺停用或生產(chǎn)周期延長、鋼卷卷型不良以及計劃需要調(diào)整等情況時，可以使用該功能。
工藝參數(shù)設(shè)定及編輯功能是為基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)提供罩式爐鋼卷退火處理控制參數(shù)的設(shè)定和維護。
1）工藝參數(shù)設(shè)定。根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的參數(shù)表進行工藝參數(shù)設(shè)定，以鋼種分類，組成一系列相關(guān)的退火處理曲線。實際生產(chǎn)時，根據(jù)鋼種形成于堆垛相對應(yīng)的鋼卷退火處理參數(shù)；
2）工藝參數(shù)編輯。工藝人員可以通過畫面完成工藝參數(shù)的日常維護，可以對工藝參數(shù)進行添加、修改、刪除等操作。
2.5 物料跟蹤
生產(chǎn)線實時物料跟蹤控制功能是在一級機基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)上完成，二級系統(tǒng)的物料跟蹤功能是在一級機生產(chǎn)線實時物料跟蹤功能的基礎(chǔ)上，通過接收基礎(chǔ)自動化對鋼卷的跟蹤數(shù)據(jù)和事件信號，來同步更新自己的跟蹤數(shù)據(jù)并根據(jù)一級機上傳的跟蹤數(shù)據(jù)和跟蹤事件信號協(xié)調(diào)二級機內(nèi)部其它程序?qū)υ跔t鋼卷進行相應(yīng)的控制與調(diào)整。
跟蹤過程分為區(qū)域跟蹤和堆垛中的鋼卷位置跟蹤。區(qū)域跟蹤包括爐臺區(qū)域、終冷臺區(qū)域。而位置跟蹤則是跟蹤鋼卷在堆垛中的具置信息。當(dāng)相關(guān)生產(chǎn)區(qū)域的生產(chǎn)工序發(fā)生變化或吊運鋼卷使鋼卷在堆垛中的位置發(fā)生變化時，根據(jù)相應(yīng)的基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)的信號對跟蹤進行調(diào)整使最終生產(chǎn)狀況和罩式爐過程控制系統(tǒng)中的跟蹤信息一致。并且罩式爐過程控制系統(tǒng)通過接收基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)上傳的鋼卷在退火生產(chǎn)中的各個工序的特定事件信息對跟蹤數(shù)據(jù)中的鋼卷的工序狀態(tài)進行調(diào)整。當(dāng)鋼卷退火完成時，過程控制系統(tǒng)根據(jù)自己的鋼卷跟蹤數(shù)據(jù)，對鋼卷生產(chǎn)過程進行統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果保存到對應(yīng)鋼卷在數(shù)據(jù)庫中的生產(chǎn)實績數(shù)據(jù)記錄中。作為產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)。
2.6 生產(chǎn)過程監(jiān)控
生產(chǎn)過程監(jiān)控功能負(fù)責(zé)為生產(chǎn)操作人員提供生產(chǎn)線上的工序進程信息。生產(chǎn)過程監(jiān)控的監(jiān)控對象包括爐臺、終冷臺和爐罩。通過物料跟蹤進程的跟蹤信息，為生產(chǎn)操作人員在HMI畫面上直觀的顯示出爐臺、終冷臺等設(shè)備所處的不同生產(chǎn)階段；相應(yīng)階段的開始和結(jié)束時間，并動態(tài)顯示當(dāng)前工序的已耗時間以及剩余時間，監(jiān)控爐罩的使用情況，顯示爐罩的開始使用時間、已使用時間和剩余時間。
2.7 數(shù)據(jù)收集統(tǒng)計
數(shù)據(jù)收集統(tǒng)計控制（包括能源介質(zhì)消耗統(tǒng)計）是管理產(chǎn)品相關(guān)的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和數(shù)據(jù)存檔功能。實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)由基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)通信的方式傳送給罩式爐過程控制系統(tǒng)。該過程計算機收集罩式爐在爐鋼卷的生產(chǎn)數(shù)據(jù)及罩式爐各個設(shè)備的生產(chǎn)工作狀態(tài)等，罩式爐過程控制系統(tǒng)系統(tǒng)接收報文，分解出每個測量值項目，按要求對這些測量值進行收集和統(tǒng)計。在處理，需要收集的過程數(shù)據(jù)包括各爐區(qū)生產(chǎn)狀態(tài)、實時工況等相關(guān)數(shù)據(jù)，并對收集到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，如單耗、鋼產(chǎn)量累計、消耗累計等。
2.8 成品結(jié)果數(shù)據(jù)管理
在物料生產(chǎn)完成后，自動生成成品物料生產(chǎn)實績數(shù)據(jù)記錄， 同時包括產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)和生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)。成品物料數(shù)據(jù)被保存到數(shù)據(jù)庫中，在廠級生產(chǎn)控制系統(tǒng)不在線時，成品物料數(shù)據(jù)可緩存在過程計算機控制中（緩存三個月），待上級計算機系統(tǒng)恢復(fù)后傳輸給上級計算機控制系統(tǒng)。
2.9 設(shè)備管理
設(shè)備管理功能負(fù)責(zé)為生產(chǎn)操作人員提供對生產(chǎn)線上的設(shè)備（包括爐臺，終冷臺和爐罩等）的管理功能。生產(chǎn)操作人員可以根據(jù)生產(chǎn)線上的實際設(shè)備情況對設(shè)備進行添加、刪除。并對設(shè)備的狀態(tài)進行調(diào)整。
2.10 模型優(yōu)化管理
模型優(yōu)化管理包括二個模型應(yīng)用：鋼卷堆垛組合優(yōu)化模型、鋼卷加熱及冷卻退火模型。該優(yōu)化工具可以作為一個獨立的子系統(tǒng)運行，但屬于二級機系統(tǒng)的一部分，計算所需的部分關(guān)鍵數(shù)據(jù)以及計算的結(jié)果由二級機系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)配。
1）鋼卷堆垛組合優(yōu)化模型
鋼卷堆垛組合優(yōu)化模型（以下簡稱堆垛優(yōu)化模型）利用鋼卷的物理屬性（鋼種、重量、尺寸等）、加熱設(shè)定溫度等信息，按照指定的規(guī)則選擇鋼卷進行堆垛。優(yōu)化的目標(biāo)為最小化堆垛數(shù)和堆垛的總加熱時間。
2）鋼卷加熱及冷卻退火模型
鋼卷加熱及冷卻退火模型（以下簡稱退火模型）是一種基于熱工機理的熱動態(tài)數(shù)學(xué)模型，使用該模型可以精確計算堆垛的加熱及冷卻時間。利用計算的設(shè)定值組織生產(chǎn)，不僅提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源，而且可以改善產(chǎn)品的性能。
3 結(jié)論
罩式爐計算機過程控制系統(tǒng)主要承擔(dān)罩式爐的過程控制和生產(chǎn)組織，因此，整個生產(chǎn)過程中的自動控制的核心是罩式爐過程控制系統(tǒng)。通過采用這種模塊化、分層設(shè)計的軟件架構(gòu)設(shè)計，不僅便于軟件開發(fā)人員協(xié)同開發(fā)，同時也降低了軟件維護和二次開發(fā)的難度，極大地簡化了軟件維護人員的工作，此系統(tǒng)已經(jīng)成功投用到我公司承擔(dān)的首鋼京唐冷軋罩式退火項目和首鋼順義冷軋罩式退火項目工程中，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，使用效果很好，深受用戶的歡迎，具有顯著的經(jīng)濟效益與社會效益。
參考文獻
[1][美]內(nèi)格爾，等編著.C#高級編程.4 版.李敏波，譯，2006.
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)通信；可重構(gòu)穿戴；動態(tài)；可重構(gòu)穿戴計算機軟件
中圖分類號：TP393 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）06-0036-03
Abstract： The purpose of this paper is to analyze and study the development path of dynamic reconfigurable wearable computer software platform and the related issues in the implementation of network communication. Design a based on dynamic reconstruction of wearable computer software platform of wisdom to sports watch in order to meet the people on the reconstruction of the wearable computer software design and development requirements. The results show that the application of dynamic reconstruction of wearable computer software platform， not only can enhance wearable computer software platform on the environment adaptability， but also improve the quality of network communication， enhance the 18.0%. so we can publicize the software design method in practice.
Key words： network communication； reconfigurable wearable； reconfigurable wearable computer software； dynamic
隨機科技的發(fā)展，將智能化可穿戴設(shè)備軟件，穿在身上早已不是南柯一夢，可穿戴設(shè)備不僅可以直接的穿在人的身上，也可以將可穿戴設(shè)備軟件整合為一種便于攜帶、隨身佩戴的設(shè)備軟件，讓人可將其穿戴在身上，最常見就有“記步軟件、跑步手表、心率測控軟件”等，可穿戴軟件也漸漸被人們接受[1-2]。本篇基于動態(tài)可重構(gòu)技術(shù)，優(yōu)化設(shè)計開發(fā)可穿戴計算機軟件平臺及通信網(wǎng)絡(luò)，以便可以提升動態(tài)可重構(gòu)穿戴計算機軟件應(yīng)用性能。以下對此做具體分析。
1 動態(tài)的可重構(gòu)技術(shù)
動態(tài)重構(gòu)系統(tǒng)，指的是基于時序變化的數(shù)字邏輯系統(tǒng)中，對于其不同程序的時序邏輯，并非是通過芯片調(diào)用不同區(qū)域功能的，也不是由不同的邏輯資源組成的系統(tǒng)，動態(tài)可重構(gòu)的系統(tǒng)中，往往會有能夠緩存系統(tǒng)邏輯資源的FPGA模塊，可以快速動態(tài)實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)局部、全局芯片邏輯的重構(gòu)[3-7]。動態(tài)可重構(gòu)技術(shù)中，可以動態(tài)的配置系統(tǒng)實時運行時的FPGA邏輯，并可以重新配置局部需修改的內(nèi)部邏輯單元[8]，對于沒有被修改的系統(tǒng)邏輯單元，則該部分邏輯則不會受到影響，依然可以正常的運行工作。
2 需求分析
針對本次開發(fā)設(shè)計的穿戴式計算機軟件平臺中，基于動態(tài)可重構(gòu)技術(shù)，優(yōu)化設(shè)計該軟件，從軟件的平臺開發(fā)與網(wǎng)絡(luò)通信中，均能夠應(yīng)用動態(tài)可重構(gòu)技術(shù)得以支撐，提升該軟件平臺的設(shè)計質(zhì)量，使動態(tài)穿戴計算機軟件設(shè)計滿足用戶需求[9-12]。并且，在本次設(shè)計的可穿戴式計算機軟件平臺中，也能夠優(yōu)化提升軟件應(yīng)用性能，提升軟件在用戶群體中的可用性[13]。本篇研究中，應(yīng)用動態(tài)可重構(gòu)技術(shù)，優(yōu)化穿戴計算機軟件平臺開發(fā)路徑與網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量，設(shè)計一款智能運動手表，以微控制器ATmega644PA為控制核心，利用PCF8563時鐘芯片、三維加速度傳感器、溫度傳感器、氣壓傳感器采集運動數(shù)據(jù)，并使用OLED顯示屏實現(xiàn)顯示時間功能、顯示溫度、氣壓、海拔高度功能、計步功能，結(jié)合藍牙2.1模塊，實現(xiàn)與安卓手機的通信功能；團隊開發(fā)了一款安卓APP與智能手表結(jié)合使用，智能手表可以將數(shù)據(jù)傳送到安卓手機，通過APP對數(shù)據(jù)進行2次處理，實現(xiàn)運動步數(shù)、卡路里消耗量、\動距離、運動時間、運動規(guī)律的記錄與分析，能根據(jù)數(shù)據(jù)為使用者提供健康方面的建議[14]，確保設(shè)計的軟件平臺符合實際用戶需求。
3 設(shè)計實現(xiàn)基于動態(tài)可重構(gòu)技術(shù)的穿戴計算機軟件
3.1設(shè)計軟件的總體結(jié)構(gòu)
對于本次設(shè)計的動態(tài)可重構(gòu)穿戴計算機軟件中，根據(jù)軟件的需求分析，結(jié)合可穿戴計算機軟件、動態(tài)可重構(gòu)等技術(shù)，并將其作為本次軟件設(shè)計中的核心，優(yōu)化改建該軟件平臺[15]。軟件總體設(shè)計結(jié)構(gòu)如下圖1所示：
同時，在設(shè)計中，也僅需完成前端設(shè)計，要足夠的智能，能分清何時轉(zhuǎn)變角色，設(shè)計方法靈活，系統(tǒng)功能可裁減、易擴充。
3.2功能設(shè)計
動態(tài)可重構(gòu)穿戴計算機軟件設(shè)計之中，能夠以軟件功能的開發(fā)為主，同時結(jié)合計算機外部硬件平臺，以便可以實現(xiàn)特定的動態(tài)可穿戴軟件系統(tǒng)的應(yīng)用功能[16]。分析我們的主題，決定我們設(shè)計系統(tǒng)的功能如下：顯示時間、年份月份日期、星期以及實時時間；顯示溫度、氣壓、海拔高度；記錄并顯示走路或者跑步步數(shù)；將傳感器數(shù)據(jù)傳送到安卓手機； 安卓手機軟件接收數(shù)據(jù)，存入數(shù)據(jù)庫，對歷史數(shù)據(jù)進行保存；手機短信提醒、來電提醒功能 ；同時應(yīng)專注于打造一種存在感，為可穿戴設(shè)備的使用用戶去提前準(zhǔn)備一些事情，比如能夠記錄睡覺時的數(shù)據(jù)，分析睡眠狀況等。
3.3動態(tài)可重構(gòu)技術(shù)應(yīng)用
動態(tài)重構(gòu)中，基于軟件平臺設(shè)計需要，主要包括兩個階段：第一階段，也就是動態(tài)可重構(gòu)模塊的入口設(shè)計與模塊設(shè)計部分的綜合，主要就是動態(tài)重構(gòu)大體功能范圍的限定；第二階段，則是要實現(xiàn)具體動態(tài)可重構(gòu)模塊的設(shè)計部分，主要包括初始預(yù)算、模塊的實現(xiàn)以及最終編譯等部分。
動態(tài)可重構(gòu)技術(shù)中，通過重構(gòu)技術(shù)，動態(tài)的實現(xiàn)系統(tǒng)中硬件邏輯資源的重構(gòu)配置，根據(jù)功能及時序變化，將芯片功能進行動態(tài)重構(gòu)，以便可以應(yīng)用較小的計算機軟件硬件資源，最大化發(fā)揮系統(tǒng)時序控制功能。
3.4軟件平臺及網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計
對于軟件通信中，通過GPS傳感器采集GPS數(shù)據(jù)，通過分析GPS采集回來的經(jīng)緯度信息，計算得出運動距離，再根據(jù)用戶設(shè)定的步長，來反推步數(shù)。
元器件的主動發(fā)光器件OLED，高分子有機材料，可以做成很薄很輕的設(shè)計，并且像素很小，分辨率很大，非常適合用于體積要求較高的可穿戴電子設(shè)備。
無線傳輸方式，無線傳輸方式中適合單片機與安卓智能手機通信的有藍牙通信和WIFI通信。 WIFI通信模塊適合大數(shù)據(jù)量的傳輸，而且傳輸?shù)乃俣纫草^快，最大的弱點就是功耗高、穩(wěn)定性不高；而藍牙技術(shù)比較成熟，在短距離傳輸方面其穩(wěn)定性好，功耗也相對較小，可以很方便地實現(xiàn)點對點通信。作為我們的智能可穿戴的設(shè)備，我們盡可能要尋找低功耗的模塊，而且我們的設(shè)備主要是傳送用戶的運動信息，信息量不是很大，所需要傳送的距離也不是很大，不需要WIFI的無線局域網(wǎng)，我們的要求是能夠穩(wěn)定的傳送，所以藍牙模塊是我們比較理想的選擇。
3.5硬件設(shè)計
本次設(shè)計的動態(tài)可重構(gòu)穿戴計算機軟件平臺，由FPGA作為該平臺的基礎(chǔ)系統(tǒng)，由TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與主機端組成硬件平臺。實時動態(tài)重構(gòu)，確保系統(tǒng)的硬件編程中有可重新編程能力，能夠動態(tài)配置系統(tǒng)資源，在任何時刻確保任何通用基本邏輯功能能夠適用于任何平臺中；主要就是通過數(shù)據(jù)總線，將FPGA配置文件傳輸?shù)紽PGA的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，實現(xiàn)邏輯配置。FPGA配置架構(gòu)如下圖2所示：
對于主機端中，可以通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)將配置文件傳送到軟件目標(biāo)系統(tǒng)中的物理層接口，接著經(jīng)過PLB總線，將配置文件暫存在DDR SDRAM之中，然后結(jié)合PLB、OPB總線，將配置文件傳送到CF卡保存。對于系統(tǒng)硬件設(shè)計中，通過系統(tǒng)服務(wù)器，將重構(gòu)命令傳送給系統(tǒng)中的Powerpc處理器，通過SystemACE芯片可以將配置文件在FPGA芯片中配置，從而完成系統(tǒng)動態(tài)重構(gòu)過程，完成系統(tǒng)重構(gòu)的功能。如下圖3所示：
核心模塊選擇搭載了Atmel ATmega644PA的Microduino-Core+，該模塊具有Digital I/O 數(shù)字輸入/輸出端共 0～23，A0～A7。Analog I/O 模擬輸入/輸出端共 A0～A7 。支持六路PWM輸出端口，支持ISP下載功能。
采用Microduino系列的矢量傳感器模塊，集成了磁場強度傳感器，氣壓傳感器，三軸加速度傳感器以及三軸陀螺儀，并且可通過I2C接口與Core/Core+核心模塊通信。利用該模塊所具有的傳感器，就可以實現(xiàn)我們的對溫度、氣壓、海拔以及運動步數(shù)的測量。用跟蹤系統(tǒng)，確定操作者頭手和身置。當(dāng)操作者移動頭的位置時，眼睛也在隨之發(fā)生變化，那么虛擬環(huán)境中我們也要是實現(xiàn)這一規(guī)律，對操作者頭手和身置進行實時檢測 ， 并獲取相關(guān)數(shù)據(jù) ， 再將其反饋給控制系統(tǒng)。用觸覺系統(tǒng)，讓操作者的手等身體部分能夠操作虛擬事物，并且能夠讓他們感受到虛擬場景中回應(yīng)他們的反作用力，這樣才能給參與者帶來真實感。
3.6軟件代碼實現(xiàn)
動態(tài)重構(gòu)步數(shù)的算法：
for （int m=0；m
accelgyro.getMotion6（&ax， &ay， &az， &gx， &gy， &gz）；
//讀取6050數(shù)據(jù)
Ax=ax/16384.00；
Ay=ay/16384.00；
Az=az/16384.00；
data_of_N_FFT[m].real = sqrt（（Ax*Ax）+（Ay*Ay）+（Az*Az））； //輸入采樣數(shù)據(jù)
data_of_N_FFT[m].imag = 0；
}
FFT（）；
for（intii=20；ii
……
4 實現(xiàn)效益分析
設(shè)計動態(tài)可重構(gòu)穿戴計算機軟件，不僅可以提升可穿戴計算機軟件平臺對環(huán)境的適應(yīng)能力，也可提升軟件網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量，提升18.0%，發(fā)揮積極設(shè)計實現(xiàn)效益。動態(tài)可重構(gòu)在可重構(gòu)穿戴計算機軟件中，可以集成化、小型化以及高可靠的實現(xiàn)動態(tài)可重構(gòu)穿戴計算機軟件的功能，并可提升軟件應(yīng)該平臺資源的利用率，降低軟件的開發(fā)成本，能夠使該軟件開發(fā)在實際中發(fā)揮應(yīng)用效益，具有極強的市場經(jīng)濟效益競爭力，發(fā)揮積極實現(xiàn)價值。
5 結(jié)論
綜上所述，設(shè)計實現(xiàn)動態(tài)可重構(gòu)穿戴計算機軟件，不及可以優(yōu)化該軟件平臺的開發(fā)路徑，還可提升其網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量，將更大化地改變現(xiàn)代人的日常生活，可以在實踐中推廣應(yīng)用該軟件設(shè)計方法。
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1)注重構(gòu)件重用度提升。在軟件構(gòu)件構(gòu)造過程中,應(yīng)結(jié)合實際應(yīng)用,實施功能構(gòu)件的分離,為滿足各類應(yīng)用實際需求,還可將可變部分進行參數(shù)化與數(shù)據(jù)化。同時,注重抽象級別提升,建立其結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn);
2)可理解性原則。抽象化是構(gòu)件的一大特點,基于此,在構(gòu)件構(gòu)造過程中,應(yīng)提供一些可理解的方法結(jié)構(gòu)、屬性、操作,或設(shè)置有完整的說明,以便復(fù)用;3)方便演化。在構(gòu)造過程中,數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)使封裝為一個整體的,可在數(shù)據(jù)構(gòu)件對象中存儲數(shù)據(jù),以便數(shù)據(jù)對其結(jié)構(gòu)的解釋。
2基于構(gòu)件技術(shù)的計算機軟件開發(fā)
面向構(gòu)件的計算機軟件開發(fā)是指以相應(yīng)的構(gòu)件模型為重要支撐,對構(gòu)件庫中的軟件構(gòu)件進行重用,并實施軟件構(gòu)件的組合,構(gòu)造更高層次的軟件系統(tǒng)。本文以某物業(yè)管理公司管理信息系統(tǒng)開發(fā)為例,以MIS系統(tǒng)為主要載體探討面向構(gòu)件的計算機軟件開發(fā)。
2.1面向構(gòu)件的計算機軟件開發(fā)方法
快速原型法、自頂向下法、自底向上法是傳統(tǒng)的計算機軟件開發(fā)的三種主要的方法,相異于這些方法,面向構(gòu)件的計算機軟件開發(fā)從分析設(shè)計到其運行實現(xiàn)等各個階段的開發(fā)工作不再是零基礎(chǔ),而是在CBSD的引導(dǎo)下,實施計算機軟件系統(tǒng)的集成。也即是基于構(gòu)件技術(shù)的計算機軟件系統(tǒng)開發(fā)是以組裝為主導(dǎo)的軟件開發(fā)過程。其開發(fā)方法如圖一所示:
2.2面向構(gòu)件的計算機應(yīng)用軟件系統(tǒng)開發(fā)
結(jié)合以上基于構(gòu)件技術(shù)的軟件系統(tǒng)開發(fā)方法,在該公司的軟件系統(tǒng)開發(fā)過程中,首要步驟即是分解該信息管理系統(tǒng)的功能模型,以確定出滿足系統(tǒng)管理需求的軟件構(gòu)件。該物業(yè)管理公司開發(fā)的信息管理系統(tǒng)模型主要目的在于實現(xiàn)對小區(qū)日常物業(yè)高效管理的需求。基于此,該信息管理系統(tǒng)的主要功能模塊則可分解為文件管理、維修環(huán)衛(wèi)、園林綠化以及保安部等。而在這些功能模塊中,都涉及查詢、添加、編輯、報表、打印、刪除等數(shù)據(jù),可見在這一應(yīng)用軟件系統(tǒng)的開發(fā)中,可確定它們是能夠復(fù)用的操作構(gòu)件。
2.2.1軟件構(gòu)件分析
軟件構(gòu)件分析主要針對系統(tǒng)的構(gòu)架選型、業(yè)務(wù)構(gòu)件需求以及數(shù)據(jù)模型、可復(fù)用服務(wù)構(gòu)件等進行分析。其中,數(shù)據(jù)模型分析應(yīng)注重概念數(shù)據(jù)模型與物理數(shù)據(jù)模型的設(shè)計。設(shè)計人員在物理數(shù)據(jù)模型設(shè)計中,應(yīng)重視儲存參數(shù)、約束條件、定義表、視圖、表空間等的設(shè)計。在該公司的信息管理系統(tǒng)開發(fā)過程中,根據(jù)其應(yīng)用管理的實際需求,可將其體系結(jié)構(gòu)劃分解為三個層次:一是數(shù)據(jù)服務(wù)層。該層主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的定義、更新、訪問、維護等。在服務(wù)層次中,主要包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)(系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)等,如用戶的賬號、密碼等數(shù)據(jù))、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)(維修環(huán)衛(wèi)等涉及系統(tǒng)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù))與控制數(shù)據(jù)(用以應(yīng)用軟件系統(tǒng)業(yè)務(wù)修改的數(shù)據(jù));二是應(yīng)用服務(wù)層。該層主要對應(yīng)用軟件系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)應(yīng)用程序進行封裝,實現(xiàn)系統(tǒng)的應(yīng)用功能構(gòu)件,如組織管理構(gòu)件、日常考勤構(gòu)件等;三是客戶服務(wù)層。該層主要根據(jù)用戶需求,提供滿足其應(yīng)用需求的可視化界面。
2.2.2軟件開發(fā)
