一種基于Eclipse的雷載軟件重用技術(shù)

吳旭光, 牛 云, 吳 祥

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一種基于Eclipse的雷載軟件重用技術(shù)

吳旭光, 牛 云, 吳 祥

（西北工業(yè)大學(xué) 航海學(xué)院, 陜西 西安, 710072）

為提高雷載軟件的開發(fā)效率和產(chǎn)品質(zhì)量, 需要將傳統(tǒng)的作坊式軟件開發(fā)模式轉(zhuǎn)變?yōu)榛谲浖赜眉夹g(shù)的生產(chǎn)線開發(fā)模式。本文首先分析了雷載軟件重用的意義, 針對(duì)雷載軟件的特點(diǎn), 根據(jù)功能將雷載軟件進(jìn)行了可重用任務(wù)劃分, 在此基礎(chǔ)上基于構(gòu)件的方法研究了可重用雷載軟件開發(fā)的技術(shù)路線, 討論了雷載構(gòu)件的接口標(biāo)準(zhǔn)化問題及代碼自動(dòng)生成方法和遠(yuǎn)程調(diào)試方法。最后基于Eclipse平臺(tái)提出了一種具有軟件重用功能的雷載軟件生產(chǎn)線集成開發(fā)平臺(tái)框架。該平臺(tái)作為一種高性能、可擴(kuò)展的集成開發(fā)環(huán)境, 可以有效支撐本文提出的可重用雷載軟件的開發(fā)技術(shù)。

魚雷軟件系統(tǒng); 軟件重用; 軟件生產(chǎn)線; Eclipse集成開發(fā)環(huán)境

0 引言

隨著魚雷戰(zhàn)技指標(biāo)的提高, 雷載軟件系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜度也不斷加強(qiáng), 而如何提高雷載軟件開發(fā)效率和產(chǎn)品質(zhì)量, 一直是制約魚雷綜合電子信息系統(tǒng)建設(shè)和發(fā)展的瓶頸之一。

目前, 雷載裝備硬件已基本脫離傳統(tǒng)手工業(yè)的單件生產(chǎn)模式, 轉(zhuǎn)向構(gòu)筑在標(biāo)準(zhǔn)化零部件基礎(chǔ)上的高效率、高質(zhì)量的新型生產(chǎn)方式, 使得雷載裝備硬件的可靠性、可維護(hù)性大大提高[1-2]。但雷載軟件領(lǐng)域面臨的現(xiàn)狀是, 一方面大量軟件要開發(fā)和維護(hù), 另一方面又有大量的重復(fù)性工作存在。為了解決這一問題, 提高雷載軟件的生產(chǎn)量、可靠性和可維護(hù)性, 基于軟件生產(chǎn)線的軟件重用技術(shù)作為一個(gè)重要的解決手段應(yīng)該引起業(yè)界人士的廣泛關(guān)注。

2 雷載軟件重用的意義

本文研究的雷載軟件是指裝備中區(qū)別于硬件模型的軟件程序和其他軟件開發(fā)文檔, 它們是邏輯的、非具體的物理實(shí)體。因此, 軟件重用的對(duì)象不僅涉及源程序代碼, 還包括項(xiàng)目計(jì)劃、成本估計(jì)、體系結(jié)構(gòu)、需求模型和規(guī)格說明、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、源程序代碼、用戶文檔、技術(shù)文檔、用戶界面、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、測試用例等。

所謂重用是指利用現(xiàn)有的軟件及其構(gòu)件或者它們的抽象層次來構(gòu)造新的軟件系統(tǒng), 即將原有軟件或系統(tǒng)中的代碼、數(shù)據(jù)和方法或者由它們抽象而得的構(gòu)件作為其中一部分直接引用。

軟件重用技術(shù)是軟件工程中一項(xiàng)重要的技術(shù),采用該技術(shù)能為軟件開發(fā)帶來以下好處。

1) 提高軟件生產(chǎn)率。軟件重用技術(shù)是軟件開發(fā)中利用現(xiàn)有的有用資源, 避免重復(fù)勞動(dòng), 從而大大提高編碼效率及代碼利用率的技術(shù)。

2) 由于重用的軟件都是經(jīng)過反復(fù)測試過的軟件, 使重用軟件質(zhì)量和可靠性大幅提高。

3) 避免對(duì)大量冗余編碼的投入, 減少開發(fā)時(shí)間和費(fèi)用, 降低開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

4) 開發(fā)的軟件系統(tǒng)可維修性好, 可降低維護(hù)成本。

5) 利用可重用的軟件測試手段, 可提高系統(tǒng)的可測試性和軟件生產(chǎn)的安全性。

軟件重用技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在實(shí)際裝備軟件開發(fā)中已經(jīng)逐漸顯露出來, 尤其是航天軟件和航空軟件系統(tǒng)[3-4]。但是由于種種原因, 目前魚雷行業(yè)還未開展軟件重用技術(shù)的研究。

為了達(dá)到軟件重用的目的, 其軟件研制工作過程和要求應(yīng)完全按軟件工程化的過程要求實(shí)施, 不能降低要求, 特別是不能降低對(duì)文檔和測試的要求。這樣隨著產(chǎn)品的研制和任務(wù)復(fù)雜性的提高, 重用模塊庫才能不斷擴(kuò)充, 也才能提高和加快新產(chǎn)品的研制速度和降低研制費(fèi)用。

3 雷載軟件重用技術(shù)

軟件重用技術(shù)包括3個(gè)基本問題: 重用對(duì)象、重用范圍及重用方式。

軟件重用的關(guān)鍵在于領(lǐng)域分析, 根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的特征和相似性預(yù)測軟件構(gòu)件的可重用性。

軟件重用包括2個(gè)相關(guān)的過程: 可重用軟件(構(gòu)件)的開發(fā)和基于可重用軟件(構(gòu)件)的應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)造(集成和組裝)。解決好這2個(gè)方面的問題才能實(shí)現(xiàn)真正成功的軟件重用。

3.1 任務(wù)的抽象和劃分

要解決目前雷載軟件研制過程中的各類問題, 達(dá)到節(jié)約資源、縮短軟件開發(fā)周期、提高軟件開發(fā)質(zhì)量的目的, 就需要進(jìn)行雷載航行軟件的通用化研究。由于雷載軟件系統(tǒng)的復(fù)雜性, 對(duì)雷載軟件的任務(wù)進(jìn)行抽象和劃分來確定軟件的模塊是軟件重用的關(guān)鍵因素。抽象的層次不同, 軟件重用的粒度就不同。軟件重用按粒度可分為函數(shù)庫和類庫重用、構(gòu)件級(jí)重用和框架級(jí)重用, 如圖1所示。框架是一個(gè)可重用的設(shè)計(jì), 它規(guī)定了應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu), 闡明了整個(gè)設(shè)計(jì)、協(xié)作構(gòu)件之間的依賴關(guān)系、責(zé)任分配和控制流程, 它強(qiáng)調(diào)的是軟件的設(shè)計(jì)重用性和系統(tǒng)的可擴(kuò)充性。構(gòu)件重用是抽象層次高、重用粒度大的重用形式, 是軟件工程技術(shù)中的熱點(diǎn)研究課題, 由于它能夠帶來更高的生產(chǎn)率和開發(fā)質(zhì)量, 在業(yè)界使用也相當(dāng)廣泛。

圖1 按軟件構(gòu)件粒度劃分的重用層次

Fig. 1 Levels of reuse dividing by granularity of software component

首先對(duì)魚雷制導(dǎo)系統(tǒng)按各任務(wù)進(jìn)行如圖2所示的功能分解, 將其分解為若干獨(dú)立的子功能模塊(如制導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)航計(jì)算、導(dǎo)引計(jì)算和控制律計(jì)算等), 使子功能模塊集覆蓋目前所有任務(wù)。

圖2 任務(wù)的功能分解圖

然后根據(jù)系統(tǒng)模型對(duì)各個(gè)功能建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型, 并按照統(tǒng)一規(guī)范編寫可重用的軟件構(gòu)件。其中對(duì)已建立數(shù)學(xué)模型的功能, 搜集其在以往各個(gè)任務(wù)內(nèi)的實(shí)現(xiàn)代碼, 進(jìn)行比較篩選及優(yōu)化處理, 形成認(rèn)為具有通用價(jià)值的模塊。

最后在對(duì)所有生成的構(gòu)件進(jìn)行測試后, 連同其相應(yīng)的設(shè)計(jì)說明及測試等相關(guān)文檔一并入庫管理, 形成一個(gè)可重用的構(gòu)件庫。通過調(diào)用該庫中的不同模塊, 便可生成實(shí)現(xiàn)不同任務(wù)的軟件。

Eclipse就是一個(gè)可重用框架[5], 它通過使用插件機(jī)制, 可以動(dòng)態(tài)地增加系統(tǒng)功能而無需修改系統(tǒng)代碼, 還能重用Eclilpse平臺(tái)提供的眾多擴(kuò)展點(diǎn)[6]。

3.2 基于構(gòu)件的軟件開發(fā)和重用技術(shù)

為了加快軟件開發(fā)進(jìn)度, 提高軟件質(zhì)量和生產(chǎn)率, 在軟件開發(fā)過程中, 應(yīng)盡可能重復(fù)使用已有的軟件元素, 這種可重用的元素稱作軟件構(gòu)件。在開發(fā)可重用構(gòu)件時(shí), 必須要按規(guī)定的構(gòu)件規(guī)范來開發(fā)新的構(gòu)件。

構(gòu)件隱藏了具體的實(shí)現(xiàn), 只用接口對(duì)外提供服務(wù)。構(gòu)件之間是相對(duì)獨(dú)立的, 其開發(fā)與使用也是相對(duì)獨(dú)立的。因此, 構(gòu)件可以作為獨(dú)立單元被用于不同的體系結(jié)構(gòu)和軟件系統(tǒng)中, 實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的重用。在不同層次上, 構(gòu)件均可以將底層或高層上粒度更大的新構(gòu)件, 甚至直接封裝到一個(gè)系統(tǒng)中, 使模塊的重用從代碼級(jí)、對(duì)象級(jí)、構(gòu)架級(jí)到系統(tǒng)都可以實(shí)現(xiàn), 從而使軟件像硬件一樣能夠任意裝配定制。

構(gòu)件的描述方法是指對(duì)構(gòu)件的功能與接口進(jìn)行說明, 為構(gòu)件的組裝提供必要的信息。描述構(gòu)件的方法有多種, 可以采用形式化的規(guī)格描述方法, 也可以用其他非形式化的描述方法。

構(gòu)件可以用一個(gè)四元組來表示: 構(gòu)件∷＝(構(gòu)件標(biāo)識(shí)符, 構(gòu)件說明, 構(gòu)件體, 接口)。

目前, 由于可擴(kuò)展標(biāo)記語言(extensible markup lanuage, XML)的廣泛使用, 出現(xiàn)了利用XML來描述構(gòu)件的研究, 利用XML技術(shù)可以大大提高構(gòu)件描述語言的開放性和擴(kuò)展性。

圖3表示了基于構(gòu)件的雷載軟件開發(fā)技術(shù)路線, 其中構(gòu)件庫是基于構(gòu)件的軟件系統(tǒng)的一個(gè)重要部分, 它對(duì)構(gòu)件的提取、分類、存儲(chǔ)、檢索及組裝等過程進(jìn)行有效的管理。構(gòu)件庫是按照一定語義和組織結(jié)構(gòu)的可重用構(gòu)件的集合, 包括向用戶提供構(gòu)件所需的過程和函數(shù), 用來存放構(gòu)件。由于各個(gè)組織的規(guī)模、目標(biāo)領(lǐng)域、組織模式和重用成熟度不同, 導(dǎo)致構(gòu)件庫在組織中的角色和作用也不相同, 可以歸納出以下4種典型的構(gòu)件庫: 1) 面向項(xiàng)目的構(gòu)件庫; 2) 面向領(lǐng)域的構(gòu)件庫; 3) 面向構(gòu)件共享的構(gòu)件庫; 4) 面向構(gòu)件市場的構(gòu)件庫。從1)到4)標(biāo)志著構(gòu)件庫規(guī)模越來越大, 目標(biāo)領(lǐng)域越來越清晰和廣泛, 重用成熟度也越來越高。一般而言, 構(gòu)件庫主要分為2大部分: 構(gòu)件庫管理系統(tǒng)和構(gòu)件庫, 它們通過研究單位內(nèi)部的局域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。

圖3 基于構(gòu)件軟件開發(fā)基本思路

3.3 構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化接口設(shè)計(jì)

軟件重用技術(shù)的基本原則是在開放式系統(tǒng)中構(gòu)件使用接口標(biāo)準(zhǔn), 對(duì)于穩(wěn)定接口標(biāo)準(zhǔn)的依賴, 使得開發(fā)系統(tǒng)更容易適應(yīng)技術(shù)的進(jìn)步。同時(shí)使用符合接口標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)。這些是軟件重用開發(fā)中的設(shè)計(jì)決策, 同時(shí)也為系統(tǒng)間的互操作提供了保證。

軟件構(gòu)件是具有特殊功能的軟件模塊, 這種軟件模塊遵守一定的接口規(guī)范, 提供實(shí)現(xiàn)互操作的機(jī)制, 符合接口標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件可以方便地以“即插即用”的方式組裝到系統(tǒng)中, 實(shí)現(xiàn)軟件重用。這樣, 在符合接口標(biāo)準(zhǔn)的前提下, 雷載軟件的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件就可以獨(dú)立地進(jìn)行開發(fā), 從而形成獨(dú)立的構(gòu)件供大多數(shù)型號(hào)裝備的系統(tǒng)使用。

構(gòu)件模型的接口規(guī)范是十分重要的, 構(gòu)件接口規(guī)范是解決構(gòu)件之間的接口, 實(shí)現(xiàn)重用的基礎(chǔ)。經(jīng)過多年的發(fā)展, 構(gòu)件的模型及其規(guī)范已經(jīng)提出, 較有影響的三大流派有組件對(duì)象模型(component object model, COM)、通用對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu)(the common object request broker architecture, CORBA)和分布式企業(yè)服務(wù)(enter- prise java beans, EJB)。CORBA技術(shù)是最早出現(xiàn)的, 利用CORBA技術(shù)可以代理不同操作系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用, 從而實(shí)現(xiàn)不同操作系統(tǒng)對(duì)用戶的透明。1991年, 對(duì)象管理組織(object management group, OMG)頒布了CORBA1.0標(biāo)準(zhǔn); 微軟的COM系列從最初的COM發(fā)展成現(xiàn)在的COM10; 而基于Java平臺(tái)的EJB, 除了語言外還有構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)以及構(gòu)件之間協(xié)同工作通信的框架。

具體如何選用這3種分布式對(duì)象技術(shù), 可從集成性、可用性、可擴(kuò)展性3個(gè)方面來考慮。

1) 集成性。主要反映在基礎(chǔ)平臺(tái)對(duì)應(yīng)用程序互操作能力的支持上。它要求分布在不同機(jī)器平臺(tái)和操作系統(tǒng)上、采用不同的語言或者開發(fā)工具生成的各類商業(yè)應(yīng)用必須能集成在一起, 構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的企業(yè)計(jì)算框架, 這一集成框架必須建立在網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之上, 并且具備對(duì)于遺留應(yīng)用的集成能力。

2) 可用性。要求所采用的軟件構(gòu)件技術(shù)必須是成熟的技術(shù), 相應(yīng)的產(chǎn)品也必須是成熟的產(chǎn)品, 在企業(yè)應(yīng)用中能夠穩(wěn)定、安全、可靠地運(yùn)行。另外, 由于數(shù)據(jù)庫在企業(yè)計(jì)算中扮演著重要角色, 構(gòu)件技術(shù)應(yīng)能與數(shù)據(jù)庫技術(shù)緊密集成。

3) 可擴(kuò)展性。集成框架必須是可擴(kuò)展的, 能夠協(xié)調(diào)不同的設(shè)計(jì)模式和實(shí)現(xiàn)策略, 可以根據(jù)企業(yè)計(jì)算的需求進(jìn)行裁剪, 并能迅速反應(yīng)市場的變化和技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。通過保證當(dāng)前應(yīng)用的可重用性, 最大程度地保護(hù)企業(yè)的投資。

3.4 代碼自動(dòng)生成和遠(yuǎn)程調(diào)試技術(shù)

由于目前雷載軟件大多使用嵌入式軟件, 其主要工作還是由軟件設(shè)計(jì)人員手工設(shè)計(jì)及經(jīng)驗(yàn)集成, 為進(jìn)一步提高工作效率, 有必要采用代碼自動(dòng)生成和遠(yuǎn)程調(diào)試技術(shù), 即開發(fā)雷載軟件集成開發(fā)環(huán)境來提高雷載軟件的開發(fā)效率和質(zhì)量。文獻(xiàn)[3]提出的魚雷自導(dǎo)系統(tǒng)集成開發(fā)環(huán)境, 其代碼自動(dòng)生成和遠(yuǎn)程調(diào)試就可以利用Eclipse平臺(tái)的插件技術(shù)實(shí)現(xiàn)此功能。

如圖4所示, 開發(fā)人員將通用模塊數(shù)據(jù)庫中的通用模塊寫成獨(dú)立的庫文件(或包含文件), 供底層調(diào)用連接使用, 用可視化語言實(shí)現(xiàn)用戶界面, 將該界面作為外殼軟件, 設(shè)計(jì)人員可以使用該軟件進(jìn)行系統(tǒng)需求輸入。由系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員和軟件設(shè)計(jì)人員共同使用該用戶軟件完成任務(wù)的時(shí)間-事件表, 將任務(wù)中涉及到的所有事件寫入表中, 并將任務(wù)使用的各種彈道數(shù)據(jù)、導(dǎo)航參數(shù)和控制律等填寫在該用戶界面上, 將所有的任務(wù)信息輸入完成后, 就可以自動(dòng)生成雷載軟件的源程序, 甚至自動(dòng)生成可供下載的目標(biāo)代碼。

圖4 基于GCC的編譯過程和代碼生成

交叉編譯是指程序在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上編譯, 然后把編譯好的可執(zhí)行代碼放到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。采用交叉編譯是因?yàn)? 主機(jī)系統(tǒng)一般比目標(biāo)系統(tǒng)要快得多, 而且具有更多的可用資源, 這樣在編譯過程中可以獲得更快的速度和更多的系統(tǒng)支持?；谕瑯拥牡览? 嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試器運(yùn)行在主機(jī)系統(tǒng)上, 而被調(diào)試的程序則運(yùn)行在目標(biāo)系統(tǒng)上。在本課題研究的調(diào)試過程中, 宿主機(jī)端GNU工程調(diào)節(jié)器(GNU Project Debugger, GDB)與目標(biāo)端的調(diào)試樁通過物理通訊介質(zhì)進(jìn)行信息交互, 如圖5所示。

圖5 GDB遠(yuǎn)程調(diào)試模型

根據(jù)對(duì)雷載嵌入式軟件開發(fā)的調(diào)試工具和GDB圖形前端的分析, 最終確定了交叉調(diào)試器的功能需求, 包括建立交叉調(diào)試環(huán)境、源代碼顯示、程序調(diào)試、程序運(yùn)行、單步跟蹤、單步步進(jìn)調(diào)試、跳出當(dāng)前函數(shù)調(diào)試、繼續(xù)執(zhí)行程序, 以及斷點(diǎn)功能, 包括添加、刪除、顯示、更新斷點(diǎn)的功能。

程序控制需要實(shí)現(xiàn)基本的調(diào)試指令, 配合斷點(diǎn)功能就可以滿足用戶一般的程序調(diào)試功能。交叉調(diào)試器的圖形界面應(yīng)該在源代碼顯示窗口中表明斷點(diǎn), 并且應(yīng)該有一個(gè)斷點(diǎn)窗口顯示所有斷點(diǎn)及其狀態(tài)。

程序上下文查看包括變量查看、寄存器查看、內(nèi)存查看、堆棧查看和表達(dá)式查看等。

4 具有軟件重用功能的雷載軟件生產(chǎn)線集成框架

軟件生產(chǎn)線(software produet line, SPL)是指一組具有下列特征的軟件密集型系統(tǒng)[5]。

1) 它們共享一組滿足特定任務(wù)或特定市場需求的公共可管理的特征;

2) 它以某種預(yù)先指定的方式從一組公共核心資產(chǎn)中被開發(fā)出來。

軟件生產(chǎn)線的定義與傳統(tǒng)工業(yè)的生產(chǎn)線定義是一致的, 但又增加了一些新的東西, 表現(xiàn)在它對(duì)軟件生產(chǎn)線中開發(fā)軟件的方式進(jìn)行了限制。

魚雷制導(dǎo)系統(tǒng)的核心軟件開發(fā)應(yīng)該是基于開放式平臺(tái)和構(gòu)件重用技術(shù)的軟件生產(chǎn)線, 該生產(chǎn)線的主要功能包括快速裝配、動(dòng)態(tài)發(fā)現(xiàn)和集成、代碼自動(dòng)生成、文檔自動(dòng)生成和測試用例生成等, 具體如下。

1) 支持從構(gòu)件庫中選擇構(gòu)件并快速集成, 支持生成目標(biāo)機(jī)代碼、文檔和測試用例;

2) 支持生成基于運(yùn)行平臺(tái)的快速原型, 包括開發(fā)符合魚雷制導(dǎo)系統(tǒng)應(yīng)用程序接口的構(gòu)件、構(gòu)件的修改和測試, 以及在系統(tǒng)運(yùn)行中的再裝載;

3) 生產(chǎn)線支持多操作系統(tǒng), 并且可以擴(kuò)充, 包括VxWorks, Linux,mc/os-II等。

軟件生產(chǎn)線除了圖3所示的構(gòu)件庫和構(gòu)件管理系統(tǒng)外, 還包括一個(gè)魚雷制導(dǎo)系統(tǒng)(torpedo guidance systems, TGS)的集成開發(fā)環(huán)境(integ- rated development environment, IDE)[3]。TGS IDE提供的功能包括以下幾個(gè)方面。

1) 軟件和文檔的配置管理、需求跟蹤、開發(fā)與生成等工具;

2) 軟件的編輯、鏈編、鏈接和遠(yuǎn)程調(diào)試;

3) 友好的用戶界面, 支持圖形化的環(huán)境配置;

4) 通過Eclipse平臺(tái)集成, 具有開放式, 支持軟件工具廠商。

組件庫的完善是一個(gè)積累的過程, 只能先將重用度最大的部分添加到組件庫中, 在采用Web可視化組件管理平臺(tái)對(duì)Web應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí), 組件庫也就得以日益充實(shí)和完善。

Eclipse作為著名的跨平臺(tái)自由IDE, 最初主要用來Java語言開發(fā), 但是目前亦有人通過插件使其作為其他計(jì)算機(jī)語言比如C++和Python的開發(fā)工具。Eclipse的本身只是一個(gè)框架平臺(tái), 但是眾多插件的支持使得Eclipse擁有其他功能相對(duì)固定的IDE軟件很難具有的靈活性, 許多軟件開發(fā)商以Eclipse為框架開發(fā)自己的IDE。基于Eclipse本身的跨平臺(tái)、插件豐富、開發(fā)方便的特點(diǎn), 在Eclipse上集成可視化組件管理平臺(tái), 將具備良好的可擴(kuò)展性和移植性。

本文所實(shí)現(xiàn)的可視化組件管理平臺(tái)將基于Eclipse的架構(gòu), 采用可視化開發(fā)環(huán)境, 構(gòu)建不同功能的組件, 并對(duì)組件進(jìn)行分類管理。考慮到現(xiàn)有的集成于Eclipse的可視化插件中內(nèi)置的組件管理功能的缺陷及功能單一薄弱, 課題將重新設(shè)計(jì)一個(gè)獨(dú)立于該可視化環(huán)境外的組件庫, 與該可視化編程環(huán)境進(jìn)行交互, 以實(shí)現(xiàn)對(duì)其組件管理功能的完善。

本文所設(shè)計(jì)的雷載軟件生產(chǎn)線集成框架平臺(tái)采用典型的層級(jí)結(jié)構(gòu), 共有4層組成, 體系結(jié)構(gòu)如圖6所示。目前已經(jīng)完成Eclipse支撐平臺(tái)的開發(fā)、編輯和編譯窗口的實(shí)現(xiàn)、遠(yuǎn)程GDB調(diào)試, 還基本完成實(shí)時(shí)多任務(wù)嵌入式系統(tǒng)mc/os的輸入/輸出驅(qū)動(dòng)的擴(kuò)展等項(xiàng)目。

5 結(jié)束語

軟件重用技術(shù)的實(shí)質(zhì)在于它能顯著提高軟件的生產(chǎn)效率, 增強(qiáng)軟件可維護(hù)性和魯棒性, 從而達(dá)到延長軟件的生命周期, 降低開發(fā)成本和縮短開發(fā)周期的效果, 因此, 對(duì)軟件重用方法的研究一直是軟件工程中的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。傳統(tǒng)上的軟件重用一般是指程序源代碼的重用, 但這并不能給軟件開發(fā)效率帶來數(shù)量級(jí)上的提高。事實(shí)上,重用還包括軟件的分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、維護(hù)階段以及相應(yīng)的文檔、知識(shí)等一切與軟件開發(fā)過程有關(guān)的內(nèi)容。為更好地利用前期的開發(fā)成果, 在最初的分析、設(shè)計(jì)過程中就應(yīng)該以一種重用的思想來指導(dǎo)整個(gè)建設(shè)過程。

圖6 雷載軟件生產(chǎn)線集成框架平臺(tái)

要達(dá)到真正意義上的軟件重用, 必須有一個(gè)良好的軟件開發(fā)平臺(tái)。本文詳細(xì)研究了當(dāng)前軟件開發(fā)技術(shù)中的軟件重用, 提出基于Eclipse的開源式平臺(tái)和軟件生產(chǎn)線技術(shù)的雷載軟件開發(fā)環(huán)境。雷載軟件開發(fā)不是一個(gè)孤立的技術(shù), 它涉及包括嵌入式系統(tǒng)、實(shí)時(shí)現(xiàn)場總線、快速控制原型、硬件在回路仿真和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等, 而這些都是目前計(jì)算機(jī)和控制中的最新技術(shù)和理論。通過建立雷載軟件生產(chǎn)線和研究雷載軟件的重用技術(shù), 可使魚雷制導(dǎo)系統(tǒng)中軟硬件開發(fā)遇到的許多現(xiàn)在無法解決的問題, 或者不易解決的問題, 有可能獲得解決。

針對(duì)如何處理魚雷中包括DSP, MCU, 單片機(jī)等多種處理器共存時(shí), 通過為Eclipse集成開發(fā)環(huán)境配置相應(yīng)的工具鏈, 即可實(shí)現(xiàn)與硬件無關(guān)的代碼的復(fù)用, 而硬件相關(guān)的底層驅(qū)動(dòng)程序, 由于硬件的不同是無法復(fù)用的, 這屬于軟件移植的范疇, 非本文討論范圍。

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A Torpedo Software Reuse Technology Based on Eclipse

WU Xu-guang, NIU Yun, WU Xiang

(College of Marine Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi′an 710072, China)

To improve the development efficiency of software used in torpedo system, it is necessary to transform a traditional individual mode of software development into a product line mode based on software reuse technology. In this paper, the necessity of the software reuse technology is discussed, and torpedo software is divided into reusable tasks according to the functions and the characteristics of torpedo software. Then, the key technologies in developing reusable torpedo software about software component, code generator, remote debugger, etc. are discussed. Moreover, a scheme of integrated development environment for torpedo software product line is proposed based on Eclipse platform. This scheme can provide a high performance and extendible integrated development environment to support the reusable torpedo software development.

torpedo software system; software reuse; software product line; Eclipse integrated development environment

TJ630; TP311

A

1673-1948(2011)02-0091-06

2010-05-04;

2010-06-28.

吳旭光(1954-), 男, 教授, 主要從事魚雷控制、系統(tǒng)建模和仿真、魯棒控制理論、嵌入式系統(tǒng)及現(xiàn)場總線技術(shù)領(lǐng)域的研究和教學(xué).

(責(zé)任編輯: 陳 曦)