工业组态软件设计中的模式研究及实践

摘要

组态软件在工业控制和管理上发挥着越来越重要的作用，他以灵活多样的组态方式(而不是编程方式)提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能。组态软件的灵活性和通用性导致了组态软件开发的复杂性，增加了组态软件设计的难度。 传统的结构化设计开发方法尽管有其优点，但是他以功能为中心的设计方法在进行组态软件的设计时显得力不从心，不仅开发成本高，而且开发出来的软件灵活性和扩展性均较差。组态的核心思想是将工业控制系统分解成许多实体，通过配置各个实体的属性和各个实体间的关系来完成整个系统的搭建，这种思想符合面向对象的思维方式，同时面向对象技术在提高软件的灵活性和扩展性有明显的优势，因此用面向对象的设计方法开发组态软件是最佳选择。面向对象的设计难点在于如何识别出系统中的对象，并将对象映射到计算机系统中去，建立起对象模型和对象间的通信关系。设计模式是面向对象设计的精髓，他表达了解决特定问题的设计方法和设计结构。对面向对象的设计有巨大的指导作用，本文正是对设计模式在组态软件设计中的应用进行研究，结合实践，探讨设计模式解决问题的思想和带来的效果。 文中就组态软件框架的设计，图形结构的设计，图形操纵的设计，数据管理的设计，动画关联系统的设计等方面展开论述，剖析了模式应用的场合，给出设计实例，分析了模式具体应用时的变化，并比较了不同实现间的差异。通过设计最终完成了一个小型组态软件的原型。验证了设计模式使用的效果。本文对一些其他技术也略有涉及，如图形显示的双缓冲方案，矢量图形的结构设计，DLL的使用等，这些技术对整个软件的事先都起了重要的作用。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1组态软件的概念与现状

1.2面向对象技术与设计模式

1.2.1面向对象技术的概念与优势

1.2.2设计模式概述

1.3组态软件开发与设计模式

1.3.1组态软件开发引入设计模式的意义

1.3.2设计模式的实践方法

第二章设计模式的主要内容

2.1设计模式的要素

2.2组态软件中的设计模式

第三章软件的功能需求

3.1图形组态的功能需求

3.2变量管理的功能需求

3.3动画关联的功能需求

第四章组态软件的框架设计

4.1基于MFC的程序框架设计

4.2 Object类的设计

4.3组态软件存储系统设计

4.3.1对象的存储

4.3.2对象的重构

4.3.3隐藏对象的重构过程

第五章图形组态的设计

5.1图形的设计

5.1.1图形类的层次设计

5.1.2图形的复制功能实现

5.1.3组合图形的设计

5.1.4图形显示的实现

5.1.5 Windows位图的引入

5.1.6其他关键技术

5.2图形的操纵系统设计

5.2.1绘图工具的设计

5.2.2图形操纵的设计

5.3图形库的设计

第六章数据管理系统的设计

6.1变量的层次结构设计

6.2各种变量的实现

第七章动画关联系统的设计

7.1动画对象的类层次设计

7.2旋转动画的实现

7.3输入动画的实现

总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文