艦船電子對抗系統(tǒng)顯控軟件的跨平臺開發(fā)

吳小強

（海軍駐連云港716所軍事代表室，連云港222006）

0 引 言

艦船電子對抗系統(tǒng)顯控軟件是艦船電子對抗系統(tǒng)的人機交互界面，也是艦船電子對抗系統(tǒng)的控制樞紐與靈魂，其性能好壞在很大程度上決定了艦船電子對抗系統(tǒng)性能的好壞。它不但要完成自身的顯示控制任務，同時還要適應用戶所提出的跨平臺要求，即用戶希望顯控軟件能安裝在用戶所能提供的各種操作系統(tǒng)上，如微軟的 Ms Windows NT／2000／XP／CE系列，風河的 VxWorks系列，Sun的Solaris系列，SCO的Unix系列以及開源的Linux操作系統(tǒng)上?；谝粋€平臺開發(fā)一個性能良好的艦船電子對抗系統(tǒng)顯控軟件已屬不易，要基于多個平臺開發(fā)更是難以想象，需要花費更多的人力、財力、物力與時間資源，對于開發(fā)者來說，是難以承受的。唯一的解決辦法是跨平臺開發(fā)。最好能做到像Java語言那樣，“Write once，run anywhere”（編寫1次、到處運行），那是否選擇Java來開發(fā)就解決了問題呢？不是，因為Java實在太慢了，艦船電子對抗系統(tǒng)顯控軟件要求實時和快速地對任何外界輸入做出反應，故只能選擇C／C＋＋，那么用C／C＋＋如何實現(xiàn)跨平臺開發(fā)呢？下面分析艦船電子對抗系統(tǒng)顯控軟件的體系結構，從中找出辦法。

1 艦船電子對抗系統(tǒng)顯控軟件跨平臺分析

1.1 艦船電子對抗系統(tǒng)顯控軟件體系結構

如圖1所示，艦船電子對抗系統(tǒng)顯控軟件從層次的角度來看，可分為3層。

圖1中人機界面包括用戶圖形界面（GUI）及顯控臺上各種開關、按鈕的控制；應用邏輯即對任何外界輸入做出反應所進行的計算及算法；I／O及數(shù)據(jù)庫聯(lián)接即各種網(wǎng)絡、并口、串口等I／O口連接程序及與應用數(shù)據(jù)庫的連接程序。

圖1 艦船電子對抗系統(tǒng)顯控軟件體系結構圖

1.2 艦船電子對抗系統(tǒng)顯控軟件跨平臺分析

1.2.1 人機界面

人機界面主要是用戶圖形界面，是實現(xiàn)跨平臺開發(fā)的主要障礙，因為它跟操作系統(tǒng)密切相關，且開發(fā)的工作量巨大，如果用戶圖形界面實現(xiàn)了跨平臺開發(fā)，那么顯控軟件的跨平臺開發(fā)就實現(xiàn)了90%。

上面提到的操作系統(tǒng)從用戶圖形界面實現(xiàn)的角度可將它們分作兩類：Windows系列及類Unix系列（除 Windows系列以外都是，包括VxWorks）。Windows系列的用戶圖形界面是其自身所附帶的，而類Unix系列均是X Window，雖然它們表現(xiàn)各異，實現(xiàn)方式不同，本質還是X Window。

所以，要開發(fā)顯控軟件人機界面程序只須考慮兩種平臺：Windows和X Window。1.2.2 應用邏輯

應用邏輯與操作系統(tǒng)無關，只需開發(fā)時使用標準的C／C＋＋語言即可實現(xiàn)跨平臺。1.2.3 I／O及數(shù)據(jù)庫聯(lián)接

I／O及數(shù)據(jù)庫聯(lián)接中除并口、串口等I／O口與操作系統(tǒng)密切相關外，網(wǎng)絡、及與應用數(shù)據(jù)庫的連接具有工業(yè)標準，網(wǎng)絡可用BSD的套接字，應用數(shù)據(jù)庫的連接可用ODBC，可實現(xiàn)跨平臺。因此，這部分跨平臺開發(fā)的工作量并不大。

綜上所述，顯控軟件跨平臺開發(fā)的工作量主要在用戶圖形界面上，用戶圖形界面實現(xiàn)了跨平臺開發(fā)，任務就基本完成了。

2 用戶圖形界面的跨平臺開發(fā)

要實現(xiàn)用戶圖形界面的跨平臺開發(fā)，關鍵是尋找一個跨平臺的GUI開發(fā)工具包，事實上wxWidgets就是這樣一個開發(fā)工具包。

2.1 wxWidgets簡介[1]

wxWidgets原來叫做wxWindows，后為了避開和微軟的“Windows”之爭，改名為wxWidgets。

wxWidgets項目最初由當時工作于愛丁堡大學的人工智能應用程序研究所的Julian Smart在1992年發(fā)起，最初它只面向XView and MFC 1.0。后來，XView發(fā)展成Motif，wxWidgets也就相應地面向 Motif和 MFC來開發(fā)。1995年，Markus Holzem加入了兼容Xt的功能。1999年，基于Windows和GTK＋開發(fā)的組件也融入到wxWidgets中。如今，wxWidgets幾乎支持所有常見的開發(fā)平臺和圖形庫。

wxWidgets是一個C＋＋編寫的通用的、試圖跨平臺的GUI開發(fā)框架。從其體系結構可以看出，wxWidgets事實上只是一個簡單的 Wrapper，封裝了底層的一些圖形庫，這樣的好處就是對跨平臺的支持，使得開發(fā)的程序能完全做到與平臺無關。

表1表明了wxWidgets和下層操作系統(tǒng)的聯(lián)系，從表1可清晰看出wxWidgets的設計思想和開發(fā)思路。從wxWidgets需要實現(xiàn)的目的和意圖也可以看出，它將是開發(fā)跨平臺程序的一大利器。

表1 wxWidgets和下層操作系統(tǒng)的聯(lián)系

比起其他的跨平臺gui庫，wxWwidgets的特點和優(yōu)點如下：

（1）是免費與開源的

wxWidgets的一大吸引力是它的licence類型是屬于 L-GPL （Library General Public Licence）的，也就是說，使用它開發(fā)的軟件并不要求一定得公開源碼。這樣，無論是免費軟件的開發(fā)者、GPL類型的軟件開發(fā)者，還是純粹商業(yè)軟件開發(fā)者都可以免費使用這個軟件包。

（2）是跨平臺的GUI庫，支持的操作系統(tǒng)很全面，甚至支持PDA

它雖然不像Java那樣是“全面”的，而僅僅是GUI庫，但GUI是計算機編程中最為麻煩、耗費時間、容易出現(xiàn)的部分，特別當你想要自己的軟件運行在多個操作系統(tǒng)上的時候，開發(fā)和維護的難度令人難以想象。如果解決了GUI的問題，基本上就解決了C＋＋的“跨平臺”問題——至少不用為每種平臺都維護1份源代碼了。

雖然Java可以實現(xiàn)跨平臺的GUI程序，但本質上并不是Java語言跨平臺，而是Java虛擬機跨平臺，換句話說Java并不是Native Code，它是介于編譯語言和腳本語言之間的一種特殊語言，編譯期只能完成到Code for Java VM的轉換，而真正被編譯成bytecode是在運行期完成的（腳本語言的特性），這意味著Java程序第1次啟動時需要較長的時間去加載，雖然還有類似GJC的Java Compilers可以一次到位，但大都不能完全并很好地支持Java特性。而wxWidgets被直接編譯成機器碼，從而獲得速度優(yōu)勢。

開發(fā)者只需要用自己使用的系統(tǒng)平臺的編譯器編譯源程序，并鏈接上相應的庫文件，生成的程序代碼即具有該平臺的外觀和界面。

（3）xWidgets提供的GUI是大量使用宏的，這就意味著它是在盡可能使用目標系統(tǒng)native的GUI樣式

這表示如果1個程序是在Windows下編譯的，將有典型的 Windows程序的外觀與行為，當它在Linux下編譯時將擁有Linux程序的外觀與行為。

（4）支持的編譯器也很多，如：

Visual C＋＋1.5，4.0，5.0，6.0，.net，2005

Borland C＋＋4.5，5.0

Borland C＋＋Builder 1.0，3.0

Watcom C＋＋10.6（Win32）

Cygwin

MinGW32

Metrowerks CodeWarrior 4

GNU C／C＋＋

（5）功能強大，體系結構與微軟的MFC類庫相似，容易上手

wxWidgets擁有一個功能比較完善的類庫，wxWidgets的類庫從功能上分為兩部分：用來構造圖形界面的界面構造類庫和完成傳遞信息、保存數(shù)據(jù)等輔助功能的非界面構造類庫。構造界面的類庫中，有各種控件類，如菜單欄、菜單項、按鈕、文本框等，圖2反映wxWidgets類繼承體系的一部分，該繼承體系與 MFC有一定相似之處，因此，熟悉MFC框架編程的程序員能很快適應wxWidgets的程序開發(fā)，同時已有的基于MFC的程序可很方便地移植到wxWidgets。

圖2 wxWidgets類繼承體系（部分）

2.2 基于wxWidgets顯控軟件開發(fā)

鑒于wxWidgets優(yōu)秀的跨平臺性能及易用性，選擇wxWidgets來開發(fā)顯控軟件的用戶圖形界面，由于wxWidgets與MFC相似，兩者的類庫絕大部分都是一一對應的，因此，現(xiàn)有的基于MFC的顯控軟件可以很方便地一直到wxWidgets，同時，可在大多數(shù)程序員都熟悉的Windows平臺下，甚至在Visual C＋＋6.0的開發(fā)環(huán)境中來開發(fā)基于wxWid-gets的顯控軟件，然后到用戶所要求的平臺環(huán)境中重新編譯1次即可，這樣，將大大降低顯控軟件跨平臺開發(fā)的難度，減少開發(fā)所需的時間及人力。

[1]Julian Smart，Kevin Hock，Stefan Csomor.Cross-platform GUI programming with wxWidgets[M].London：Pearson Education Inc，2006.