基于人工智能的模塊化嵌入式軟件開發(fā)研究

時(shí)慶濤，薛澤亮

（長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院信息工程系，長春 130122）

基金項(xiàng)目： 吉林省高教學(xué)會高教科研項(xiàng)目：“校企合作，工學(xué)結(jié)合”模式下程序設(shè)計(jì)類課程體系的構(gòu)建研究，課題編號：JGJX2019D456。

作者簡介： 時(shí)慶濤，女，漢族，1981 年生，吉林德惠人，碩士，副教授，研究方向?yàn)槿斯ぶ悄芘c嵌入式軟件開發(fā)。

嵌入式軟件的開發(fā)是目前計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)的熱點(diǎn)問題，同時(shí)嵌入式軟件在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用程度也在逐漸提高，所以對嵌入式軟件的開發(fā)提出了較高的設(shè)計(jì)要求，既要體現(xiàn)嵌入式軟件的操作便捷性、靈活性，還要展現(xiàn)嵌入式軟件的智能性[1]。傳統(tǒng)的嵌入式軟件設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出來的軟件運(yùn)行效率低、可靠性差，并且操作過程復(fù)雜繁瑣，所以將人工智能技術(shù)應(yīng)用到嵌入式軟件開發(fā)中，同時(shí)采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，使嵌入式軟件的各個(gè)功能具體化，滿足計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對嵌入式軟件的開發(fā)需求，以下針對基于人工智能的模塊化嵌入式軟件開發(fā)理念，包括設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了詳細(xì)的描述。

1 基于人工智能的模塊化嵌入式軟件設(shè)計(jì)開發(fā)

1.1 基于人工智能的模塊化嵌入式軟件設(shè)計(jì)方法

基于人工智能的嵌入式軟件模塊化設(shè)計(jì)是在傳統(tǒng)軟件開發(fā)過程中一種新的設(shè)計(jì)理念，通過在獨(dú)特的設(shè)計(jì)方法中加入人工智能技術(shù)，降低嵌入式軟件操作和調(diào)試難度，同時(shí)提高軟件的智能效果，根據(jù)客戶需求將軟件的小功能劃分為小功能模塊，將小功能模塊組成較大功能模塊，最后將較大的模塊組裝到一起組成一個(gè)整體的模塊化嵌入式軟件[2]。

在嵌入式軟件模塊化方面，class 的對象語言具有繼承、多態(tài)、封裝三個(gè)特征，首先通過繼承使嵌入式軟件的子類模塊擁有父類模塊所有數(shù)據(jù)和信息，讓子類模塊擁有較大模塊相同的功能；多態(tài)是通過class 使嵌入式軟件在面對不同對象時(shí)，應(yīng)用同一操作可以讓嵌入式軟件有不同的解釋，并且產(chǎn)生不同的運(yùn)行結(jié)果[3]。多態(tài)主要體現(xiàn)在運(yùn)用class 設(shè)計(jì)方法在嵌入式軟件編程過程中，使嵌入式軟件具有靈活性；封裝是class 對嵌入式軟件的功能具有組合和拆分的效果，在組合嵌入式軟件模塊時(shí)保證軟件的其他功能不受到影響。

1.2 基于人工智能的模塊化嵌入式軟件設(shè)計(jì)流程

通過上文提出的class 基于人工智能的模塊化嵌入式軟件設(shè)計(jì)方法，將人工智能設(shè)計(jì)思想與模塊化設(shè)計(jì)中的軟件功能分析方法結(jié)合起來，采用自上而下的整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，形成一個(gè)完整的閉環(huán)嵌入式軟件設(shè)計(jì)流程，圖1是基于人工智能的模塊化嵌入式軟件設(shè)計(jì)流程圖。

首先，根據(jù)用戶需求對嵌入式軟件的功能進(jìn)行分析和劃分，通過初始化設(shè)計(jì)形成分配功能不同的模塊序列。然后運(yùn)用功能執(zhí)行準(zhǔn)則和人工智能算法對嵌入式軟件的模塊進(jìn)行劃分，保證軟件的智能功能實(shí)現(xiàn)。通過對嵌入式軟件的模塊綜合與測評后，使軟件在合理的接口設(shè)計(jì)下將所有的功能模塊連接起來，如果測試設(shè)計(jì)的軟件能合理運(yùn)用，則完成設(shè)計(jì)，如果軟件測試結(jié)果為不合理，還要重新返回初始設(shè)計(jì)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)試，直到測試軟件合理。基于人工智能的模塊化嵌入式軟件在運(yùn)行過程中主要完成兩部分任務(wù)，一是智能監(jiān)控管理部分，包括人工智能數(shù)據(jù)交換、人工智能界面管理等；二是實(shí)現(xiàn)智能控制管理，包括第三方通信程序、智能控制程序等。

圖1 基于人工智能的模塊化嵌入式軟件設(shè)計(jì)流程圖

2 結(jié)束語

人工智能技術(shù)的運(yùn)用，以及模塊化的設(shè)計(jì)理念，為嵌入式軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)具有重大意義，基于人工智能的模塊化嵌入式軟件在智能性、可靠性、靈活性方面體現(xiàn)出了較高的優(yōu)勢，設(shè)計(jì)出來的軟件具有明確的模塊功能，并且其操作起來簡單方便，值得在軟件設(shè)計(jì)領(lǐng)域推廣和使用。