基于構(gòu)架7構(gòu)件復(fù)用的開放式數(shù)控系統(tǒng)研究

1、基于構(gòu)架7構(gòu)件復(fù)用的開放式數(shù)控系統(tǒng)研究摘要：通過對(duì)開放式數(shù)控系統(tǒng)和構(gòu)架/構(gòu)件復(fù)用技術(shù)當(dāng)前形勢(shì)發(fā)展的分析，本文主要 硏究基于這一技術(shù)開放式數(shù)控系統(tǒng)。釆用域工程方法，數(shù)控系統(tǒng)通常通過起著關(guān)鍵作用的數(shù)據(jù)通信組織起來。此外，構(gòu)件也被引以為例到可以再度使用的數(shù)據(jù)通信組件中，這不同于一般的構(gòu)件。推出了數(shù)控系統(tǒng)的刻面模塊分揀、表達(dá)、存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)。結(jié)合上述各種有用信息，綜合開發(fā)，構(gòu)建出開放式數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái)。支持這個(gè)平臺(tái)的開放式數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)流程包括兩個(gè)相關(guān)課程：數(shù)控重用組件開發(fā)、這些重用組件與應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)。此外，數(shù)控應(yīng)用系統(tǒng)在MSwindows上的實(shí)時(shí)應(yīng)用能力可以通過這個(gè)平臺(tái)檢驗(yàn)。關(guān)鍵詞：數(shù)控，開放式，組件

2、，軟件重用，域工程 1.簡(jiǎn)介由于硬件技術(shù)的雙快速發(fā)展，電腦數(shù)值控制系統(tǒng)的復(fù)雜性提高，與第三方軟件提高的要求相適應(yīng)，開發(fā)商頻繁的跳槽,及技工兄弟間割喉式的競(jìng)爭(zhēng)等原因， 數(shù)控系統(tǒng)的制造商不得不盡力去不斷提高自己系統(tǒng)的質(zhì)量和縮短該產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間，因此,開放架構(gòu)正成為數(shù)控技術(shù)當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)，且其主要問標(biāo)是要建立一個(gè)統(tǒng)一的識(shí)別系統(tǒng)平臺(tái)。與開放式平臺(tái)的發(fā)展相比，CNC應(yīng)用系統(tǒng)將更加模塊化和靈活化，因此，這一系統(tǒng)的使用者將可以選擇功能模塊，甚至整合、修改、拓展系統(tǒng)功能，以滿足不同的應(yīng)用要求。關(guān)于開放式數(shù)控系統(tǒng)一系列意見可以總結(jié)如下1-4：(1)開放式數(shù)控系統(tǒng)具有靈活的硬件和軟件。因此，它不僅允許硬件改變其

3、基本配置而II也允許軟件修改各級(jí)控制。(2) 一個(gè)開放式數(shù)控系統(tǒng)提供了即插即用兼容的真正意義。(3） 一個(gè)開放式數(shù)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化，允許第三方開發(fā)能滿足其要求的新的硬件 和軟件。(4)開放式數(shù)控系統(tǒng)有能力融入與這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)相同水平的其他成分，還可以共 享數(shù)據(jù)中的主要成分。 （5）開放式數(shù)控系統(tǒng)可以同其他系統(tǒng)在系統(tǒng)水平上一致。鑒于上述原因，我們把為專用數(shù)控域建立開放式數(shù)控系統(tǒng)模型作為可行的方法視為自然，但在另一方面，軟件重用是應(yīng)用軟件開發(fā)過程中，特別是在同一領(lǐng)域更深程度的應(yīng)用，因?yàn)樾碌闹贫纫幌蚺c前一期關(guān)系非常緊密5。它逐漸確信整個(gè)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和規(guī)格比軟件系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜性円益升級(jí)的公司內(nèi)的選擇算法和

4、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更為重要。所以軟件構(gòu)架的重要性正在得到承認(rèn)。近年來建筑7組件技術(shù)在眾 的軟件重用技術(shù)中發(fā)展迅速6，7。基于上述觀點(diǎn)，本文主要對(duì)開放式數(shù)控系統(tǒng)及軟件構(gòu)架/構(gòu)件復(fù)用技術(shù)，開放式數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)的集成平臺(tái)進(jìn)行研究。2.基于構(gòu)架7構(gòu)件的軟件復(fù)用技術(shù)的開放式數(shù)控系統(tǒng)2.1 軟件重用和構(gòu)件7組件技術(shù)軟件架構(gòu)是指總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和抽象的系統(tǒng)說明的劃定。這是一個(gè)對(duì)軟件系統(tǒng)的組成，結(jié)構(gòu)和工作方式的宏觀描述。簡(jiǎn)而言之，軟件構(gòu)架描述了組件及系統(tǒng)中組件間的內(nèi)在聯(lián)系。軟件開發(fā)基于構(gòu)架把其重點(diǎn)從典線轉(zhuǎn)向較大粒度的建筑元素(例如，組件)，以及整體結(jié)構(gòu)相互之問的這些元素。發(fā)展的基調(diào)是構(gòu)筑重用的軟件體系結(jié)構(gòu)；

5、它強(qiáng)調(diào)分析與設(shè)計(jì)的重用，而不是限制代碼的重用。組件是一個(gè)功能上相對(duì)獨(dú)立的單位。它可以清晰分辨，在軟件系統(tǒng)中可重復(fù)使用。這可能是一類，一類樹、框架、或普通艙。隨著對(duì)軟件重用概念的嵌入式理解， 組件成分已不再局限于代碼組件，而是擴(kuò)展到需求、結(jié)構(gòu)、文件、測(cè)試計(jì)劃、測(cè)試 用例和數(shù)據(jù)，以及其他有關(guān)開發(fā)激活的有用信息?；跇?gòu)架7構(gòu)件技術(shù)的軟件重用包括兩個(gè)相關(guān)過程:可重用組件的開發(fā)和包含可重用組件的應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。軟件體系結(jié)構(gòu)7組件技術(shù)在發(fā)展的過程的功能可以表示成圖1。首先，通過域工程方法可以分析特殊領(lǐng)域，并且能得到這個(gè)特殊域的軟件架構(gòu)。然后組件開發(fā)的進(jìn)程、分揀和存儲(chǔ)，都可用這個(gè)架構(gòu)來引導(dǎo)。當(dāng)一個(gè)新的應(yīng)用系

6、統(tǒng)需要發(fā)展的時(shí)候，一些相關(guān)組件被從領(lǐng)域構(gòu)件庫或其他一般組件庫中搜出和提取出來，緊接著那些合適的組件將通過挑選和改良以適應(yīng)系統(tǒng)，最后，這些組件被組裝在一個(gè)新的應(yīng)用系統(tǒng)中。2.2 特殊領(lǐng)域的軟件復(fù)用技術(shù)需要數(shù)控系統(tǒng)的開放開放系統(tǒng)技術(shù)的第一條原則是在系統(tǒng)開發(fā)過程中應(yīng)用接口標(biāo)準(zhǔn)，在此時(shí)按接口 標(biāo)準(zhǔn)去實(shí)現(xiàn)。這為系統(tǒng)開發(fā)的設(shè)計(jì)決策和系統(tǒng)演化提供了一個(gè)穩(wěn)定的基礎(chǔ)，同時(shí)還保證了系統(tǒng)間的相互操作8。從20世紀(jì)80年代起，開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究項(xiàng)目巳在世界各國(guó)紛紛展開研究， 其中一些還具有很大的影響力，美國(guó)的OMAC，歐洲的OSACA和日本的OSEC。OSACA 通過通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工作領(lǐng)域間的數(shù)據(jù)通信，其系統(tǒng)模型是基

7、于分層結(jié)構(gòu)，每一個(gè)功能模塊的應(yīng)用系統(tǒng)和內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制的所有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，該模塊的這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)必須定義徹底它需要復(fù)雜的配置系統(tǒng)，以建立并維持松散的應(yīng)用系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖1.軟件構(gòu)件乂組件在開發(fā)過程中的功能 現(xiàn)在，軟件復(fù)用技術(shù)能最好的支持開放式體系，尤其是符合接口標(biāo)準(zhǔn)的部件， 可以利用“插頭發(fā)揮”法容易地集成到系統(tǒng)，這是一個(gè)重新利用的黑匣子。這樣， 元件可以獨(dú)立發(fā)展，報(bào)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)。這就是有名的實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的開放即基于構(gòu)架丨構(gòu)件技術(shù)的軟件重用的潛在途 徑。數(shù)控系統(tǒng)的開放與軟件的重新利用出現(xiàn)的偶然性可見如下三個(gè)方面：(丄)在舊版本的基礎(chǔ)上，加入了新功能，產(chǎn)生了新的數(shù)控系統(tǒng)的版本，適應(yīng)了 一些新的要求

8、。(之)修正部分以適應(yīng)運(yùn)行平臺(tái)，讓軟件可以在另一個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)上運(yùn)行將數(shù)控系統(tǒng)的軟件(或其組成部分)應(yīng)用到另一個(gè)數(shù)控應(yīng)用系統(tǒng)，使舊系統(tǒng)演 變成具有不同的功能和用途的新系統(tǒng)?；谟蚬こ痰臄?shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分析和建模為設(shè)計(jì)系統(tǒng)得到正確的結(jié)構(gòu)是非常重要的。而域丁程的方法9-12必須釆取對(duì) 數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行分析，以便獲得正確的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。領(lǐng)域指一套被具有類似的要求的應(yīng) 用系統(tǒng)覆蓋的功能8。領(lǐng)域工程包含三個(gè)主要階段：領(lǐng)域分析，領(lǐng)域設(shè)計(jì)和領(lǐng)域?qū)?現(xiàn)。在域分析和建模這一進(jìn)程巾，主要的問題是要實(shí)現(xiàn)開放式數(shù)控系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。3.1.數(shù)據(jù)通信在組織開放式數(shù)控系統(tǒng)中起關(guān)鍵作用通過用領(lǐng)域工程方法分析典型數(shù)控系統(tǒng)，我們可以發(fā)現(xiàn)數(shù)控系

9、統(tǒng)的進(jìn)程和線程 可以和在一些功能部件起關(guān)鍵作用的數(shù)據(jù)通信組織起來。這種組織形式的優(yōu)點(diǎn)如下 所示：(！)鑒于組件集成軟件的發(fā)展方向，數(shù)據(jù)通訊模塊可作為骨架去組織系統(tǒng)；這 使得系統(tǒng)的組織較前者容易。(之）以數(shù)據(jù)通信作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)的該系統(tǒng)巳不再是一個(gè)層次結(jié)構(gòu)。每一個(gè)模塊 都有一個(gè)只與數(shù)據(jù)通信模塊連接的接口。開發(fā)商只需要注意這個(gè)接口，而不需考慮 其他模塊的組織模式。）為一個(gè)系統(tǒng)詳細(xì)的定義數(shù)據(jù)通信模塊的接口是足夠的，勹接口相一致，開 發(fā)商需要做的，是發(fā)展其中有沒有必要界定的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和建立有效的完全基于 這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制的個(gè)體模塊。4如果系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊是確定的，整個(gè)系統(tǒng)的拓?fù)潢P(guān)系將嚴(yán)格界定。它

10、確保 了軟件零件間的互互操作性。我們強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)巾每模塊的自主性。所謂自主意思是每一個(gè)模塊都是一個(gè)獨(dú)立的 個(gè)體，每個(gè)單元的II標(biāo)和II標(biāo)值都是獨(dú)立的，甚至可以自己做出決定，制定計(jì)劃， 采取行動(dòng)去實(shí)現(xiàn)本身的目標(biāo)，以及應(yīng)付任何意外，因?yàn)樗男袨槭强煽氐?。自治?塊間亳無功能聯(lián)系和記憶分享。所有信息通信都通過數(shù)據(jù)通信模塊實(shí)現(xiàn)。每個(gè)模塊 只能處于可選擇狀態(tài)：運(yùn)行或睡眠。模塊本身控制這兩個(gè)狀態(tài)。關(guān)鍵環(huán)節(jié)-數(shù)據(jù)通信 模塊-具有相同的特性。圖2，眾起爻鍵作閣的數(shù)據(jù)溝通的（：領(lǐng)域功能的模型將數(shù)據(jù)通信模塊作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)的數(shù)控系統(tǒng)的功能型號(hào)如圖2所示。數(shù)據(jù)通信的 功能模塊有幾個(gè)組件接口.這些接口，可與其他功能部件，如(

11、；代碼譯員組成刀具 補(bǔ)償元件和插補(bǔ)元件等相聯(lián)系。每個(gè)部件的輸入和輸出數(shù)據(jù)都通過其接口以交換關(guān) 鍵環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)；數(shù)據(jù)通信模塊從每一個(gè)接口讀取數(shù)據(jù)，并自主送回。只有兩種基于功能模式的域行為：（丨)傳送7接收數(shù)據(jù)信息和控制信息；（之） 配套活動(dòng)，如？IX編程，（；代碼檔案的管理和編輯，參數(shù)設(shè)定等。2丨從數(shù)據(jù)通信模塊中提取系統(tǒng)建筑通過對(duì)部件實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能和組件必須自主化的強(qiáng)調(diào)，我們可以從開放數(shù)控系 統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)一數(shù)據(jù)通信模塊開始分析數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。劃分組件的原則是實(shí)現(xiàn)最 少功能耦合和組件問最可能獨(dú)立，要努力使部件功能的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流獨(dú)立。組件的設(shè) 計(jì)應(yīng)遵循領(lǐng)域的普通技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。例如，基于肥-機(jī)！如奶2000的

12、數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和高性能運(yùn)動(dòng)控制卡的分析如 下。整個(gè)系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)通信模塊組織起來。建筑描述了全球系統(tǒng)組織，該系統(tǒng)的控 制了部件的結(jié)構(gòu)、部件問的通信及其部件間的協(xié)議、元件的問步化、元件的功能分 配元件的實(shí)物分配、元件的集成、整個(gè)系統(tǒng)的伸縮性等等。首先，對(duì)域和接口的關(guān)系如經(jīng)營(yíng)環(huán)境和數(shù)據(jù)要求進(jìn)行分析。變異也將進(jìn)行鑒定。 在領(lǐng)域范闈被確定之后，跨社區(qū)和不同領(lǐng)域的應(yīng)用將予以分析，它包括域特點(diǎn)，要求在領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的領(lǐng)域知識(shí)信總和資料的需求信息，數(shù)據(jù)和控制流的操作。在 此基礎(chǔ)上，后續(xù)工作就是對(duì)并行進(jìn)程和單位域?qū)ο?，定義過程，這些進(jìn)程和模塊的 后天分布特征，功能和數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行識(shí)別，為在領(lǐng)域巾應(yīng)用提供解決軟件，

13、最后開 發(fā)出域的建筑模型。被提取的開放式數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)見閣3。數(shù)控系統(tǒng)軟件可分為兩部分：在電腦上運(yùn)行的上部和在高表現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制卡的03？上運(yùn)行的下部。它是一個(gè)多程序和 多線的多任務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以分為四種類型：設(shè)備驅(qū)動(dòng)組件，基本組件，數(shù) 控領(lǐng)域的普通組件及特殊應(yīng)用組件。數(shù)控系統(tǒng)硬件的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序被標(biāo)準(zhǔn)化到組件，這樣使者可以像操作其他一 般組件一樣選擇和安裝設(shè)備驅(qū)動(dòng)組件。基木組件就是那些實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)共同的功能的組件，例如多媒體通信組件， 檔案管理組件和奇異硬件測(cè)試組件。域的共性成分就是那些有條件實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的域通用功能的成分。這些成分就 是數(shù)控系統(tǒng)中通過域工程分析所獲得的最重要的成就。通常

14、，它包含了數(shù)據(jù)通信組 件、人機(jī)界面組成、任務(wù)調(diào)度組件、（；代碼編譯組件、插補(bǔ)組件、刀具補(bǔ)償元件、 運(yùn)動(dòng)控制組件、診斷組件、？IX程序解讀和編輯組成、？IX的執(zhí)行組件、參數(shù)設(shè)定組 成、數(shù)據(jù)庫操作組件、實(shí)時(shí)誤差補(bǔ)償元件等。特殊應(yīng)爪構(gòu)件就是為某些特殊應(yīng)爪開發(fā)的組件，如螺旋圓錐齒輪的計(jì)算組件。外部網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)檢測(cè)數(shù)據(jù)通仏0代碼編譯人機(jī)交接刀具補(bǔ)償數(shù)據(jù)庳操作 檔案管理 設(shè)袼驅(qū)動(dòng)積序佩隱7000控制卡 數(shù)據(jù)通信誤差補(bǔ)償任務(wù)調(diào)度？IX：邏輯 運(yùn)動(dòng)控制輸入7輸出端II運(yùn)動(dòng)軸控制終端圖3丨基于“！如卵2000和運(yùn)動(dòng)控制的（：系統(tǒng)的構(gòu)件3丨對(duì)數(shù)據(jù)通信組件的開放式數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)件的例示冃前，卅界上有四種描述和表示軟件體

15、系的類型：（丨)繪畫矩形定向線段的數(shù)字 表達(dá)；2模塊中連接傳統(tǒng)的編程語言模塊的路徑語言；（幻結(jié)合面向?qū)ο蠹夹g(shù)與 傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)語言的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)的特殊軟件構(gòu)架描述語言（)；(幻基于組件的 系統(tǒng)描述語言。第一類是通常釆用的方法。但這種方法的“圖案和注釋”始終是隨機(jī)的并沒有 正式確定的，就是不嚴(yán)格的。彌補(bǔ)了其他種類的缺點(diǎn)并不是偶然的。通過我們對(duì)每 種有關(guān)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信組件的構(gòu)件的例示，致使軟件構(gòu)件不冉是抽象意義上的概念 模型，但是程序代碼按照宇宙法能被其他組件所重復(fù)使用。由于開發(fā)環(huán)境的不同， 每個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都最少符合一個(gè)數(shù)據(jù)通信元件，而每個(gè)數(shù)據(jù)通信組件僅符合一個(gè)獨(dú)特 系統(tǒng)抽象體系結(jié)構(gòu)。數(shù)控系統(tǒng)組件的類和檢

16、索4.1.數(shù)控系統(tǒng)組件的分類4.1.1.組件的關(guān)節(jié)分類模型組件分類是構(gòu)建和維護(hù)組件的問錄信總的活動(dòng)，且構(gòu)件檢索方法取決于元件的 表達(dá)和分類，岡此構(gòu)件的分類將有利于部件的管理，存儲(chǔ)，檢索和理解。組件分類 有大量的分類方式，其中刻面分類方法有廣泛的應(yīng)用13，14。面分類模式是由一套描述組件的基本特征的面組成。組件庫中根據(jù)不同的方面 劃分成各個(gè)面組件。通常所說的面是由一蕓基本的術(shù)語（即關(guān)鍵詞）組成的術(shù)語空 間。每個(gè)組件能被一或者較多術(shù)語用每個(gè)面（面術(shù)語是一確定的聚集）描述，而且 每個(gè)而反映一個(gè)方法在庫屮分類成份。為何，使用者能夠直覺地指定成份被從不同 的視野取回。結(jié)果，這一個(gè)程序也將會(huì)促進(jìn)使用者了解

17、組件。據(jù)組合可知刻面分類具有以下特征：(！) 一個(gè)而必須充分肯定的表達(dá)組件庫屮的所有組件，也就是每個(gè)組件可以通 過面來區(qū)分。()每個(gè)面都有與之相關(guān)聯(lián)的術(shù)語空間。任何兩個(gè)術(shù)語空問間都是正交的，這 就意味著其中一面術(shù)語的改變不會(huì)影響其他面中的術(shù)語空問。）刻面的術(shù)語空間是一個(gè)有限而模糊的空間，術(shù)語可以被動(dòng)的增加或刪除。(斗）每個(gè)組件的所有刻面必須預(yù)先被定義，它不允許汽區(qū)別組件的時(shí)候，那里 存在不確定的刻面。但是當(dāng)質(zhì)疑的時(shí)候，使用者可根據(jù)刻面的隨機(jī)數(shù)質(zhì)疑。(已）。一位組件庫經(jīng)理對(duì)組件進(jìn)行分類的時(shí)候，他應(yīng)該瞄準(zhǔn)每個(gè)刻面選擇來自 術(shù)語空間的適當(dāng)?shù)模ㄒ粋€(gè)或者更多）術(shù)語，如此同樣地完成組件的封包工作。()術(shù)語

18、空間中的術(shù)語按照從一般到特別的關(guān)系呈樹狀階層結(jié)構(gòu)分布。每個(gè)術(shù) 語都有著不定數(shù)問的同義詞。4.1.2用刻面模式給數(shù)控系統(tǒng)組件分類根據(jù)上述的刻面分類方法，將其運(yùn)用于數(shù)控系統(tǒng)屮，本文提出以下的刻面分類, 用81巴科斯范式表示如下：(：組件：組件標(biāo)識(shí)，組件類別，組件實(shí)現(xiàn)，組件信息，組件運(yùn)行環(huán)境， 組件版本關(guān)系。0組件標(biāo)識(shí)：用于惟一標(biāo)識(shí)某一數(shù)控組件，主要包含以下屬性：組件號(hào)：區(qū) 別其他的數(shù)控性同組件。組件名字：相同的類型的（：；組件無法擁有相同的名字， 但是不同類型的能擁有相同的名字。組件實(shí)體類型：用于標(biāo)識(shí)組件的實(shí)體類型， 即源代碼文件、1=1標(biāo)文件、庫文件等類型。(之）組件功能性：組件功能性是由在它的

19、最初而可能軟件系統(tǒng)種組件提供的軟 件功能聚集。組件庫中的任何組件一定具備一個(gè)或多個(gè)功能。功能刻面的術(shù)語大部 分由從組件的制作濟(jì)7提供齊提供的組件功能關(guān)鍵字組成。由于術(shù)語的一致，功能術(shù) 語應(yīng)該試著使來自一個(gè)比較高的抽象水平的組件用法具體化。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)功能劃分可分為0代碼編譯組件、刀補(bǔ)半徑組件、速度預(yù)處理組 件、插補(bǔ)組件、位置控制組件、人機(jī)交互組件、故障診斷處理組件等等。那么，“功 能”就可以作為一個(gè)刻面。關(guān)于插補(bǔ)組件，依照不同的運(yùn)算法則，他們能釆用直線 插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、以符合高的精密需求拋物線插補(bǔ)、橢圓插補(bǔ)等等。不同的組件能 采用一種或多種的運(yùn)算法則。3組件應(yīng)用環(huán)境：組件應(yīng)用環(huán)境是洵使刖（包括

20、了解7集合7修正）組件時(shí)所 必須提供的硬件和軟件平臺(tái)。只有當(dāng)依賴特定的應(yīng)用環(huán)境的時(shí)候，組件庫中的每個(gè) 組件才能被重復(fù)使爪。甚至原始碼水平的通爪組件也必須仰賴特別的編譯系統(tǒng)。應(yīng)用環(huán)境大概鈕含以下屬性：(！)組件硬件環(huán)境。(！)組件操作系統(tǒng)環(huán)境。 數(shù)據(jù)庫平臺(tái)。（“）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。）編譯而且連接環(huán)境(幻組件實(shí)現(xiàn)：描述組件的功能及勹實(shí)現(xiàn)有關(guān)的一些信息，主要包含以下屬 性：1開發(fā)語言：實(shí)現(xiàn)組件所用的程序設(shè)計(jì)語言。II組件參數(shù)類型： 描述(：組件參數(shù)的類型是否可選，接口參數(shù)及引用方法的具體描述。（瓜）上下 文環(huán)境：即如果組件被裝配從系統(tǒng)中得到的程序水平上的上下文環(huán)境。（）形式: 組件的合成和他們的相互關(guān)系，像

21、是類別、類別樹、框架、模塊。（乂）表示法：它 是過去一直描述組件內(nèi)容，像是輪廓、本文、中文、英語的形式。）組件階級(jí)體系：組件階級(jí)體系是勹軟件發(fā)展程序聯(lián)系緊密的處于抽象水平 的組件。岡為階級(jí)體系刻而的術(shù)語比較簡(jiǎn)單，組件庫經(jīng)理通常列舉它們。目前的階 級(jí)體系術(shù)語包括：（丨）分析；（丨丨）設(shè)計(jì)；（丨）編碼；（“）測(cè)試()組件信息：組件信息描述了數(shù)控組件的一些特定歷史信息，如.當(dāng)它們被產(chǎn) 生的時(shí)候，且這個(gè)數(shù)據(jù)大體包含以下屬性：（丨）關(guān)于組件的資訊開發(fā)者和發(fā)展部門。 (！)組件生產(chǎn)數(shù)據(jù)。（丨丨丨）成份儲(chǔ)入倉(cāng)庫資料。（“)組件尺寸。組件版本關(guān)系：描述功能相似的同一系列(：呢組件之問的關(guān)系，主要包含以 下屬性

22、：（丨)相關(guān)版本。（)提倡版本。上述的刻面完全地與彼此分開，因此，他們完全具體表達(dá)了與重新利用相關(guān)聯(lián) 的組件特性，而且是能適應(yīng)開放系統(tǒng)的組件庫的發(fā)展。被包含在每個(gè)刻面的屬性是他們的第一個(gè)水平術(shù)語；術(shù)語和他們的下級(jí)術(shù)語之 間的關(guān)系是一個(gè)從一般到特別的樹形結(jié)構(gòu)。舉個(gè)例子來說，“開發(fā)語言”的術(shù)語在 組件實(shí)現(xiàn)刻面是第一水平術(shù)語（概要，歸納開發(fā)數(shù)控組件所用的語言，可以是(：、 (：+十、協(xié)8、？0聽、八例等，這些要素構(gòu)成了 “開發(fā)語言”屬性的值。對(duì)于這樣一個(gè)主題：“用(：+語言開發(fā)的有拋物線插補(bǔ)算法的插補(bǔ)組件”。通過對(duì) 它的分析，可提取它在功能刻面內(nèi)的元素：釆用拋物線算法的插補(bǔ)組件，在組件實(shí) 現(xiàn)刻面內(nèi)的

23、元素：語言。4丨2丨組件恢復(fù)在組件重用的過程中，荇先我們應(yīng)，吸取來自所給定需要的功能的規(guī)格的一組 關(guān)鍵字。然后按照這些關(guān)鍵字從已有組件中搜尋所需的候選組件。如果只發(fā)現(xiàn)一個(gè) 組件符合所有的需求，那么就選擇它。但是通常有不止一個(gè)候選組件，而且每個(gè)備 用組件只有一部分符合使用濟(jì)的需求。在這情況下，存在多個(gè)候選組件，但每個(gè)候 選組件都只能部分地滿足用戶要求。在這樣的情況下，就要對(duì)候選組件滿足用戶的 要求程度和為滿足要求而需做的適應(yīng)性修改的丁作量進(jìn)行評(píng)價(jià)，并以此對(duì)候選組件 進(jìn)行排序。有了排好序的組件清單后，用戶即可選定需最少工作量即可完成修改并 重用的組件。下列的運(yùn)算法則解釋重復(fù)使用的過程： 開始在一個(gè)

24、相配方法的組件庫中搜尋 歸還滿足配對(duì)要求的一組組件 計(jì)算與每個(gè)組件相配的水平 選擇最佳組件 為適應(yīng)性修正挑選的組件 結(jié)束巧檢索組件的時(shí)候(包括在組件庫中搜索，計(jì)算匹配水平：)，我們可用由 和叩冇次提出的簽名171；配方法來對(duì)組件進(jìn)行匹配：把從組件中抽取出的特征信息 稱為簽名，檢索時(shí)把用戶的檢索要求和組件的簽名相匹配。簽名匹配定義如下：簽名匹配(仏從，0 二曰：從給定一個(gè)簽名查詢01，匹配謂詞釓組件庫(：，經(jīng)簽名匹配處理返回滿足匹配謂詞 條件的組件集合。適應(yīng)性修正就是修正不勹使用需求一致的經(jīng)挑選的組件，比如原始碼組件的修 正，二進(jìn)位組件接口的修正，組件的再包裝等等。5丨基于建筑7組件重復(fù)使用技術(shù)

25、的整合發(fā)展平臺(tái)和開放式0系統(tǒng)的 工作流程發(fā)展開放式數(shù)控系統(tǒng)的工作流程如圖4所示。整個(gè)的流程包括兩個(gè)有相互聯(lián)系的 過程：可以再度使用的（(：系統(tǒng)組件的發(fā)展和可再用組件的應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)造。應(yīng)用 系統(tǒng)的即時(shí)能力能被由整合的發(fā)展平臺(tái)所提供的 “0視野 軟件檢測(cè)。5.1.可以再度使用0系統(tǒng)組件發(fā)展的過程第一，領(lǐng)域釆用領(lǐng)域工程方法分析，而且系統(tǒng)建筑被萃取。然后， 系統(tǒng)的建筑將會(huì)被作為數(shù)據(jù)通信組件的例示。這一個(gè)過程將詳細(xì)地定義數(shù)據(jù)通信組 件的接口和它的內(nèi)部運(yùn)行控制運(yùn)算法則。數(shù)據(jù)通信組件能被要求約束、文件、原始 碼、二進(jìn)位的密碼等等來表達(dá)。數(shù)據(jù)通信組件的詳細(xì)被定義的接口擔(dān)任了主要的技術(shù)規(guī)格并產(chǎn)生其他的組件， 同

26、時(shí)被文件、原始碼和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等來表達(dá)。在這個(gè)過程中形成的所有的建筑和組件被分類而且被儲(chǔ)存在組件庫中。系統(tǒng)常規(guī)管理和維護(hù)包括組件的疑、劃除、修正，購(gòu)買，創(chuàng)造新的組件。含有可以再度使用組件的數(shù)控應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)用上述的（：；系統(tǒng)整合的發(fā)展平臺(tái)去發(fā)展一個(gè)（(：應(yīng)用系統(tǒng)的過程能被區(qū) 分為二個(gè)階段：第一個(gè)階段是框架產(chǎn)生，也就是說，依照新的系統(tǒng)的要求最適。的系統(tǒng)構(gòu)件被選 擇和被組件庫支持的系統(tǒng)構(gòu)件選擇，而且數(shù)據(jù)通訊組件被吸取。如果需要，構(gòu)件和 數(shù)據(jù)通信組件必須被修正。過程可見如下所示：一新系統(tǒng)要求域分析 起關(guān)鍵作用 的數(shù)據(jù)通信構(gòu)件提取儲(chǔ)存選擇系統(tǒng)構(gòu)件：系統(tǒng)構(gòu)架 構(gòu)件例示分類，儲(chǔ) 存組件提取數(shù)據(jù)通信蟣件-和通

27、信組件的獲得 新構(gòu)件倉(cāng)庳 儲(chǔ)存用作為規(guī) 格的數(shù)據(jù) 通信組件 的指導(dǎo)構(gòu)件7組件陣新組件倉(cāng)庫 儲(chǔ)存其他組件開發(fā)分類，儲(chǔ) 存構(gòu)件適應(yīng)性修正通信組件適應(yīng)性 修正 基于當(dāng)前管理和 維持的構(gòu)件丨構(gòu)架 (組件質(zhì)疑、刪 除、修正、購(gòu)買、 創(chuàng)造新的組件等 等）一結(jié)合、裝配、X 1新系統(tǒng) 一1.重用組件的開發(fā)過程2丨有重用組件的疢用系統(tǒng)的開發(fā)過程3丨框架產(chǎn)生階段1結(jié)合裝配階段圖4丨開放式數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)合開發(fā)平臺(tái)和工作流程(！)分析新的系統(tǒng)要求，獲得關(guān)鍵字且用組件庫的對(duì)應(yīng)術(shù)語更換。根據(jù)從第一步驟獲得的期限聚集，從組件庫中搜尋和取回適到的構(gòu)件。(幻如果構(gòu)件集中只有一種元素，就選擇它，而且如果有不止一種元素，每種 元素必

28、須被評(píng)估，并能獲得最好的一個(gè)。(幻如果從第二步驟獲得的構(gòu)件集是無效的，新的構(gòu)件將會(huì)被產(chǎn)生，而且將加 入組件庫。巧）依照術(shù)語集檢索，一筆數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信組件集就能被得到。）如果數(shù)據(jù)通訊構(gòu)件集中只有一種元素，就選擇它，而且如果有不止一種元 素，每種元素必須被評(píng)估，并能獲得最好的一個(gè)。(了）如果從第五步驟獲得的數(shù)據(jù)通信構(gòu)件集是無效的，新的數(shù)據(jù)通信構(gòu)件將會(huì) 被產(chǎn)生，而且將加入組件庫。）依照適應(yīng)性構(gòu)件和組件被修正，而且新的被修正的構(gòu)件和新的組件也將會(huì) 被堉加到構(gòu)件丨組件庫。第二個(gè)階段是整合和裝配。將所獲得的通信組件的接口需求作為規(guī)格，其他 的功能組件能被檢索而且可以被從構(gòu)件7組件庫中吸取。除此之外，一

29、些組件可能被 發(fā)展或各為如此的一個(gè)應(yīng)用被購(gòu)買。在所有獲得的組件被修正后，他們被整合和裝 配。最后，獲得一個(gè)新的系統(tǒng)。這個(gè)過程可以表示如下：開始為每個(gè)接口提供所需的數(shù)據(jù)通信組件吸取從接口聚集中取回的術(shù)語 取冋與術(shù)語聚集一致的功能組件 獲得功能成份聚集 如果那聚集是無效的 發(fā)展或者購(gòu)買新組件 新的組件存入倉(cāng)庫 另外 評(píng)估功能聚集 吸取唯一的功能元素 結(jié)束如果修正挑選的組件以適應(yīng)新要求 結(jié)束整合，集合，配置。然后獲得一個(gè)新的應(yīng)用系統(tǒng) 結(jié)束從上述的運(yùn)算法則中，可以發(fā)現(xiàn)應(yīng)爪系統(tǒng)的發(fā)展課程包括(：？組件的發(fā)展的 一些工作。5】0肌應(yīng)用系統(tǒng)的即時(shí)能力分析(：系統(tǒng)的組件之間存在嚴(yán)格時(shí)問的關(guān)系。一些模塊一定定期地運(yùn)行，縐其他的 模塊一定“及時(shí)”運(yùn)行的時(shí)候?yàn)槠渌哪K提供數(shù)據(jù)或者接受來自其他的模塊的數(shù) 據(jù)。運(yùn)行序列在單一工作