管道過濾器體系結(jié)構(gòu)在水環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、管道過濾器體系結(jié)構(gòu)在水環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要：軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格是一個(gè)工程領(lǐng)域成熟的標(biāo)志，它給出了大規(guī)模軟件復(fù)用，特別是領(lǐng)域復(fù)用的重要設(shè)計(jì)模式。目前有管道過濾器風(fēng)格，主程序-子程序風(fēng)格，倉(cāng)庫(kù)風(fēng)格和黑板風(fēng)格等幾種典型風(fēng)格。本文中分析了基于水環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)，敘述了管道過濾器體系結(jié)構(gòu)的基本概念和特點(diǎn)，并將該模式在水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)軟件系統(tǒng)的應(yīng)用做了具體的分析。關(guān)鍵詞：模式軟件體系結(jié)構(gòu)管道過濾器中圖分類號(hào)：TP302.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：引言目前，在水環(huán)境自動(dòng)化檢測(cè)的要求和標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，檢測(cè)條件越來越困難的情況中。用無線傳感設(shè)備網(wǎng)路科技來處理水環(huán)境自動(dòng)化檢測(cè)是一個(gè)比較合理的方法。該方

2、案除了硬件設(shè)計(jì)之外，與之配套的水質(zhì)量檢測(cè)軟件也不可或缺。該系統(tǒng)主要計(jì)是通過算機(jī)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、預(yù)警、數(shù)據(jù)分析與挖掘，自動(dòng)查找異常數(shù)據(jù)，自動(dòng)追蹤污染源，為質(zhì)檢部門提供原始資料；對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行檢測(cè)，達(dá)到實(shí)時(shí)排污監(jiān)控；在高精農(nóng)作物區(qū)對(duì)水域進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)元素的檢測(cè)，為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供基礎(chǔ)。根據(jù)該系統(tǒng)的功能分析，系統(tǒng)包含信息收集、信息傳送、信息監(jiān)測(cè)、信息儲(chǔ)存和信息研究這些有關(guān)功能，后一個(gè)模塊都以前一個(gè)模塊的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，屬于一個(gè)典型的流水線性處理過程，如果單獨(dú)采用傳統(tǒng)的單線程或者批處理的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，就會(huì)存在著明顯的效率問題，因?yàn)楦鱾€(gè)模塊的工作屬于實(shí)時(shí)系統(tǒng)，要求能夠并發(fā)工作，而且各個(gè)功能模塊根據(jù)工作需求和實(shí)現(xiàn)的

3、工作原理，隨時(shí)需要重組和替換，伴隨程序體系范圍與困難性的增多，體系整體構(gòu)造布設(shè)的關(guān)鍵性已經(jīng)大大超越固定算法與信息構(gòu)造的選取，很好的系統(tǒng)構(gòu)造是保障體系實(shí)現(xiàn)的條件。根據(jù)程序系統(tǒng)構(gòu)造的進(jìn)程研發(fā)是目前程序研發(fā)的根本方法，還為程序項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的信號(hào)。筆者在此系統(tǒng)中，提出采用了管道/過濾器的構(gòu)架模式，完成系統(tǒng)的構(gòu)架設(shè)計(jì)，解決了實(shí)際中的各種問題。1. 管道過濾器體系結(jié)構(gòu)概述管道和過濾器模式是體系結(jié)構(gòu)模式中的一種，該方式的主要特征為：將體系目標(biāo)劃分若干個(gè)關(guān)聯(lián)的操作環(huán)節(jié)，各個(gè)過程的輸送是其他過程的送入，并且信息的整理與管控有效執(zhí)行。一般的特點(diǎn)為：給整理信息的體系供應(yīng)了一個(gè)構(gòu)造；各個(gè)操作環(huán)節(jié)封存于某個(gè)過濾設(shè)備部件里，

4、各個(gè)過濾設(shè)備能夠自己改進(jìn)，其性能單調(diào)；信息經(jīng)過鄰近過濾設(shè)備互相間的通道傳送；重組過濾設(shè)備能夠創(chuàng)建有關(guān)的體系族；過濾設(shè)備為自己運(yùn)轉(zhuǎn)的元件，各個(gè)過濾設(shè)備除去輸送與送出以外，不接受所有別的過濾設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的影響。在構(gòu)造中過濾設(shè)備互相間不共用所有狀況數(shù)據(jù)，單個(gè)過濾設(shè)備對(duì)于其解決的上游與下游相連的過濾設(shè)備是無知的，有效性也體現(xiàn)于它的布設(shè)與利用不妥與其相連的所有過濾設(shè)備進(jìn)行約束，僅需關(guān)注的為其輸送信息，再實(shí)行有關(guān)操作，最終形成信息輸送。由整體上來說，通道過濾設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)造方式將體系工作劃分幾個(gè)相連的解決環(huán)節(jié)，此類過程采取經(jīng)過體系的信息流聯(lián)接各個(gè)解決過程以單個(gè)過濾設(shè)備部件完成各個(gè)過濾設(shè)備由自身的送入讀取信息流并且

5、于自身的送出形成信息流【2】，過濾設(shè)備的構(gòu)造如圖 1 所示：管道實(shí)現(xiàn)相連過濾器之間的數(shù)據(jù)流動(dòng)，通過管道聯(lián)合的過濾器序列稱為處理流水線，管道過濾器體系結(jié)構(gòu)模型如圖2所示：在此類系統(tǒng)構(gòu)造里過濾設(shè)備為流水線的解決單位，它有效提取或者變換它的送入信息。過濾設(shè)備可以劃分主動(dòng)過濾設(shè)備與被動(dòng)過濾設(shè)備。單個(gè)被動(dòng)過濾設(shè)備部件經(jīng)過成為一個(gè)函數(shù)拉，或者成為一個(gè)過程推被使用并且激發(fā)。然而主動(dòng)過濾設(shè)備卻由將本身當(dāng)做單獨(dú)進(jìn)程，或者過程進(jìn)行解決。若是兩個(gè)主動(dòng)過濾設(shè)備互相間為連接的，就憑借先進(jìn)先出緩沖設(shè)備通道可以完成它們互相間的有效操作。若是活動(dòng)為被相連著的過濾設(shè)備里的一個(gè)管控，那么通道能夠經(jīng)過此過濾設(shè)備針對(duì)被動(dòng)部件的相關(guān)使

6、用來完成。2. 根據(jù)通道過濾設(shè)備模式的水環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)的具體實(shí)現(xiàn)在管道過濾器軟件構(gòu)架的具體實(shí)現(xiàn)過程中，一定要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)解決或者變換送入信息流的體系。如此的體系必須達(dá)到下面這些前提：對(duì)于信息的整理能夠很好地劃分若干個(gè)解決環(huán)節(jié)；工作過程準(zhǔn)確無誤；信息整理準(zhǔn)確無誤；整理并行性；體系的更新能夠經(jīng)過替代增添重組解決環(huán)節(jié)完成，可能還要由使用人員進(jìn)行處理；各種解決環(huán)節(jié)不共用數(shù)據(jù)；具有各種的送入信息源；負(fù)荷需要盡量的平衡。依據(jù)上面前提，此體系里劃分以下步驟來完成：(1) 把體系目標(biāo)劃分一系列解決環(huán)節(jié)，此類過程互相間經(jīng)過信息流相連，各個(gè)過程稱作過濾設(shè)備。體系分為數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)傳輸模塊，數(shù)據(jù)接收模塊，數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊

7、，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，數(shù)據(jù)分析模塊，每個(gè)模塊必須只依賴前一階段的輸出，每一個(gè)模塊就相當(dāng)于一個(gè)過濾器，每個(gè)模塊可以在進(jìn)行布設(shè)的時(shí)候轉(zhuǎn)換，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間轉(zhuǎn)換，裝配以后也能夠完成轉(zhuǎn)換。(2) 規(guī)定沿各個(gè)通道傳送的信息格式采取通道過濾設(shè)備形式的構(gòu)造布設(shè)，具有兩個(gè)顯著的缺陷，一就是對(duì)全部過濾設(shè)備的輸送與送出采用單信息格式增添了信息轉(zhuǎn)變的例外花銷。二就是在過濾設(shè)備之間缺少和客戶互動(dòng)。根據(jù)當(dāng)前這個(gè)系統(tǒng)的功能，它主要是對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，在分析階段之前，基本上不與用戶交互，第二個(gè)缺點(diǎn)基本可以消除。但是如果統(tǒng)一了在傳輸過程中數(shù)據(jù)的格式，那么就可以極大的減小第一個(gè)缺點(diǎn)的影響，所以在實(shí)現(xiàn)功能前，要統(tǒng)一通道傳送里的信息格式。(

8、3)布設(shè)與實(shí)現(xiàn)過濾設(shè)備在通道過濾設(shè)備的架構(gòu)里，過濾設(shè)備為流水線的解決單位，進(jìn)行收集，提取或者轉(zhuǎn)變它的送入信息。它用下面的三個(gè)方法運(yùn)行：后面的流水線單位由過濾設(shè)備里拉出信息(被動(dòng)過濾設(shè)備)；前方的流水線單位將最新送入信息放入過濾設(shè)備(被動(dòng)過濾設(shè)備)；過濾設(shè)備按照循環(huán)的方法操作，由流水線里拉出送入信息同時(shí)把其輸送信息放入流水線(主動(dòng)過濾設(shè)備)。在這一階段，需要完成的任務(wù)是通過相鄰的管道來設(shè)計(jì)過濾器，考慮每個(gè)過濾器的工作方式，注意通道緩沖區(qū)域的范圍，注意使用過濾設(shè)備和過濾設(shè)備的類型與轉(zhuǎn)換，同時(shí)可以依照固定的方法管控他們的操作，由合適的通道獲得信息，給其他的通道傳送信息。(4) 決定如何實(shí)現(xiàn)每個(gè)通道為

9、了讓過濾設(shè)備可以重組，必須給在各個(gè)通道中傳送的信息規(guī)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的格式。通道代表過濾設(shè)備互相間的相連，若是通道聯(lián)接兩個(gè)主動(dòng)過濾設(shè)備，則通道便必須做出緩沖與同步。若是兩個(gè)主動(dòng)部件為被通道里的一個(gè)過濾設(shè)備管控，則通道能夠有效使用以完成。有效的使用會(huì)讓過濾設(shè)備的重組非常困難。在這一步驟過程中，必須規(guī)定信息怎樣傳送，經(jīng)過有效使用，經(jīng)過脫離的通道體制做出緩沖與同步。利用一樣的通道體制讓過濾設(shè)備重組非常容易。(5) 設(shè)計(jì)出錯(cuò)處理若是某個(gè)過濾設(shè)備在其輸送信息里檢測(cè)出錯(cuò)誤，因?yàn)槭怯行畔⑹占軌蚴÷运腿?，直到某些清晰的分隔符?hào)產(chǎn)生，對(duì)于采集模塊和傳輸模塊中，如果發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸層停止處理，必須重置狀態(tài)，重新建立

10、連接，等待某個(gè)特定的開始符號(hào)出現(xiàn)，重新數(shù)據(jù)傳輸。對(duì)于實(shí)時(shí)系統(tǒng)的錯(cuò)誤處理，以容錯(cuò)為錯(cuò)誤處理的標(biāo)準(zhǔn)，不建議采用糾錯(cuò)的方式進(jìn)行。3. 結(jié)語(yǔ)程序系統(tǒng)構(gòu)造為最近很好的程序構(gòu)造形式，它很快變成有關(guān)體系高級(jí)構(gòu)造進(jìn)行注意的目標(biāo)。經(jīng)過針對(duì)程序系統(tǒng)構(gòu)造的分析，給類似的體系創(chuàng)建共同化的系統(tǒng)構(gòu)造，降低研發(fā)有關(guān)體系的花銷。該文基本針對(duì)通道過濾設(shè)備這類有關(guān)信息流的系統(tǒng)構(gòu)造于水環(huán)境品質(zhì)檢驗(yàn)程序體系里的使用做出分析，并且提出了其布設(shè)過程與模型。針對(duì)相似該體系的，和客戶互動(dòng)比較少的，面向信息流的有關(guān)體系，人們能夠使用該種系統(tǒng)構(gòu)造研究，提升研發(fā)效果，達(dá)到程序高效。參考文獻(xiàn):【1】 Frank Buschmann,Regine Meunier,Hans Rohnert,Peter Som-merlad,Michael Stal