基于構(gòu)件的雷達(dá)顯控終端軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)

皇甫一江,王向敏，臧 勤,張玉喜

(1. 海軍裝備部裝備項(xiàng)目管理中心，北京100071；2. 中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第八研究院，南京 211153)

0 引 言

隨著新時(shí)期軍事裝備需求不斷擴(kuò)大，技偵領(lǐng)域出現(xiàn)設(shè)備種類多、軟件個(gè)性化與定制化需求不斷提升，傳統(tǒng)的“開(kāi)發(fā)定型，批量裝備”的軟件開(kāi)發(fā)方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代軍事裝備層出不窮的新需求。近年來(lái)民用市場(chǎng)“軟件即服務(wù)”的思想也逐步滲透到軍用領(lǐng)域的軟件生產(chǎn)中。所謂“軟件即服務(wù)”意味著軟件交付之后仍需要根據(jù)用戶的新需求不斷地升級(jí)完善，以便能更好地為客戶服務(wù)。因此，亟待需要一種利于敏捷開(kāi)發(fā)、低代碼冗余度，并易于后期升級(jí)維護(hù)、低耦合度的構(gòu)件化的軟件生產(chǎn)方式，其各功能構(gòu)件可重復(fù)利用、靈活部署。本文利用基于構(gòu)件[1]的軟件開(kāi)發(fā)(Component-Based Software Development，CBSD)模式[2-3]，開(kāi)發(fā)技偵領(lǐng)域的雷達(dá)顯控終端軟件，并構(gòu)建能快速搭建不同需求的開(kāi)發(fā)軟件控制平臺(tái)。該技術(shù)可以減少軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中大量的重復(fù)性工作，提高軟件生產(chǎn)率，降低開(kāi)發(fā)成本，縮短開(kāi)發(fā)周期。

1 CBSD模式

基于構(gòu)件的軟件開(kāi)發(fā)是新一代的軟件開(kāi)發(fā)的思路和方法。它是建立在軟件重用、軟件工程和分布式系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提出的一種軟件開(kāi)發(fā)方法。傳統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)就是按照需求編寫代碼，從而產(chǎn)生很多冗余，軟件開(kāi)發(fā)的效率比較低。CBSD打破傳統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)思路，把每個(gè)相對(duì)獨(dú)立的功能抽象為一個(gè)構(gòu)件，每個(gè)構(gòu)件都有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的接口。而這些構(gòu)件又可以成為第3方的任務(wù)，可以通過(guò)定制、采購(gòu)或自主開(kāi)發(fā)獲得，就可以將軟件開(kāi)發(fā)的任務(wù)分解。軟件開(kāi)發(fā)人員只需要將這些構(gòu)件搭建起來(lái)調(diào)試運(yùn)行即可開(kāi)發(fā)出新的軟件。

2 應(yīng)用構(gòu)架

雷達(dá)顯示終端軟件主要實(shí)現(xiàn)態(tài)勢(shì)顯示、系統(tǒng)操控、故障檢測(cè)、表頁(yè)顯示、系統(tǒng)狀態(tài)顯示、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)記錄回放、情報(bào)交互、數(shù)據(jù)及日志管理等功能，與其關(guān)系到的系統(tǒng)類型包括干涉儀偵測(cè)、時(shí)差偵測(cè)、拋物面被動(dòng)偵測(cè)、數(shù)字陣列被動(dòng)偵測(cè)、主動(dòng)偵測(cè)等。

在構(gòu)造的框架[4-6]中，主要按照領(lǐng)域模型建模。隨著對(duì)雷達(dá)領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)不斷地深入和精確，在框架開(kāi)發(fā)過(guò)程中首先針對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)需求進(jìn)行分析，得到描述該雷達(dá)系統(tǒng)的共性領(lǐng)域模型和個(gè)性領(lǐng)域模型。在該領(lǐng)域模型基礎(chǔ)上進(jìn)行領(lǐng)域設(shè)計(jì)，建立可以指導(dǎo)的框架設(shè)計(jì)?？蚣茉O(shè)計(jì)包括框架體系結(jié)構(gòu)、擴(kuò)展點(diǎn)和框架構(gòu)件的設(shè)計(jì)，尤其關(guān)鍵的是個(gè)性領(lǐng)域設(shè)計(jì)以及框架的可復(fù)用性的擴(kuò)展點(diǎn)設(shè)計(jì)。在實(shí)現(xiàn)階段，根據(jù)框架應(yīng)用設(shè)計(jì)組裝應(yīng)用構(gòu)件，通過(guò)框架構(gòu)件實(shí)現(xiàn)雷達(dá)顯示終端軟件共性領(lǐng)域模型，并根據(jù)不同的組裝需求實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展模式。該構(gòu)架分解的構(gòu)件如圖1所示。本系統(tǒng)根據(jù)功能和任務(wù)特性分解17個(gè)構(gòu)件，其中4個(gè)構(gòu)件是個(gè)性構(gòu)件，即每個(gè)不同類型的設(shè)備具有不同的系統(tǒng)操控、故障檢測(cè)、系統(tǒng)狀態(tài)和使用手冊(cè)的個(gè)性的構(gòu)件。但是，對(duì)于同一類型應(yīng)用在不同設(shè)備上，該個(gè)性構(gòu)件就具備復(fù)用性。

圖1 雷達(dá)顯控終端軟件相關(guān)的構(gòu)件圖

3 構(gòu) 件

構(gòu)件是可復(fù)用的軟件組成部分，在系統(tǒng)中為實(shí)際存在的可更換部分。它實(shí)現(xiàn)特定的功能，其物理形態(tài)是符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(COM或COBAR等)的二進(jìn)制可復(fù)用軟件模塊。圖1的構(gòu)件在設(shè)計(jì)過(guò)程中符合如下的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：

(1) 獨(dú)立性 構(gòu)件必須是一個(gè)可以獨(dú)立配置的單元，必須具備自包容性；

(2) 封裝性 構(gòu)件的實(shí)現(xiàn)是嚴(yán)格封裝的，要與環(huán)境和其他構(gòu)件完全分離，這樣外界沒(méi)有機(jī)會(huì)或沒(méi)有必要知道構(gòu)件內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，從而體現(xiàn)面向?qū)ο缶幊痰姆庋b性；

(3) 規(guī)范接口 構(gòu)件在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下可以被重用，必須有規(guī)范的接口才可以被共享；

(4) 擴(kuò)展性 在需求變動(dòng)或新增需求時(shí)能夠基于該構(gòu)件快速開(kāi)發(fā)。

為了支持可重用構(gòu)件庫(kù)的管理，定義可重用構(gòu)件的屬性，具體如表1所示。將雷達(dá)顯示終端相關(guān)所有構(gòu)件根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)輸入到構(gòu)件庫(kù)中。

4 軟件快速構(gòu)建

根據(jù)顯控終端軟件不同的應(yīng)用需求，從構(gòu)件庫(kù)中查找滿足系統(tǒng)功能、系統(tǒng)類型和應(yīng)用領(lǐng)域的構(gòu)件。如果被復(fù)用的構(gòu)件不符合目標(biāo)系統(tǒng)的軟件體系架構(gòu)就可能導(dǎo)致該構(gòu)件無(wú)法正常工作，甚至影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。這種情況就會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件失配。這時(shí)需要采用開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行構(gòu)件更新，然后充分測(cè)試新構(gòu)件以保證其正確工作后入構(gòu)件庫(kù)。當(dāng)調(diào)整構(gòu)件滿足體系結(jié)構(gòu)要求的行為時(shí)構(gòu)件適配成功，再進(jìn)行構(gòu)件組裝，而構(gòu)件的組裝由顯控終端軟件構(gòu)建平臺(tái)(如圖2)完成，具體構(gòu)建流程如圖3所示。

表1 可重用構(gòu)件屬性表

圖2 顯控終端軟件構(gòu)建平臺(tái)

圖3 顯控終端軟件構(gòu)建處理流程圖

顯控終端軟件構(gòu)建平臺(tái)是以可視化的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)功能構(gòu)件的參數(shù)設(shè)置(比如菜單構(gòu)件的功能項(xiàng)設(shè)置、IP地址、窗口顯示位置、窗口是否顯示等)并生成對(duì)應(yīng)的腳本文件，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件功能上的調(diào)整或刪減，最終達(dá)到終端軟件的布局和功能需求，再啟動(dòng)雷達(dá)顯示終端應(yīng)用框架，讀取腳本文件，構(gòu)成新的顯控終端軟件。

5 結(jié)束語(yǔ)

為了雷達(dá)裝備的軟件可以繼承性地開(kāi)發(fā)，無(wú)論顯控終端軟件還是數(shù)據(jù)處理軟件在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中都可以采用軟件構(gòu)件的方式實(shí)現(xiàn)軟件重用。首先，在生產(chǎn)過(guò)程中要不斷地組織提煉共性軟件功能、優(yōu)化應(yīng)用框架；其次，不斷地進(jìn)行構(gòu)件的積累，并將它們組織成構(gòu)件庫(kù)。這樣不僅利用構(gòu)件的維護(hù)，而且也解決構(gòu)件如何檢索、如何選取構(gòu)件等問(wèn)題。

利用顯控終端軟件構(gòu)建平臺(tái)可以快速搭建一個(gè)新的雷達(dá)顯控終端軟件，同時(shí)將工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到研發(fā)新構(gòu)件。在此基礎(chǔ)上，軟件的靈活性和標(biāo)準(zhǔn)化程度也能得到進(jìn)一步提高。