组合式模块化仪器应用的软件调试方法研究

摘要

虚拟仪器技术广泛应用于测试测量领域，以图形化编程方式进行组合式模块化仪器应用软件的开发，虽然满足了仪器用户在开发速度和开发便捷程度上的一定要求，但其在开发质量和后期维护方面仍然很难得到保障。鉴于目前的组合式模块化仪器应用开发环境存在无法满足仪器用户通过图形化程序获知仪器应用软件执行过程、数据处理状态等运行动态信息的切实需要，本课题基于实验室自研的仪器应用开发平台和仪器应用运行内核提出了组合式模块化仪器应用开发环境调试体系，为仪器用户快速定位自定义仪器应用软件的错误根源并得到相应错误解决方案提供了有效途径。课题对组合式模块化仪器应用的软件调试方法进行了如下研究:
　　1)总体方案研究。针对实验室自研的仪器应用开发平台和仪器应用运行内核存在的不足，提出了组合式模块化仪器应用开发环境调试体系的概念和总体框架。
　　2)仪器应用开发平台调试界面的研究。为了让仪器用户在进行调试时获得更好的人机交互，对适用于仪器应用开发平台中图形化程序的调试功能进行了需求分析，并在此基础上对调试工具、调试信息表达和管理方法进行了研究。
　　3)仪器应用运行内核调试支持的研究。为了让被调试的仪器应用软件受控执行并反馈运行动态信息，对适用于仪器应用运行内核的调试控制方法、调试命令执行方法和调试反馈信息收集方法进行了研究。
　　4)仪器应用开发环境调试体系交互机制的研究。为了解决处于不同进程空间的开发平台和运行内核之间就进行命令下发和信息反馈等调试交互的需求，对调试体系交互通道、交互协议和可调用的交互接口进行了研究。
　　最后，通过三层嵌套结构的验证样机对调试体系内的各项调试功能进行了动态测试，验证了组合式模块化仪器应用开发环境调试体系的可行性和有效性。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 课题的研究背景

1．2 虚拟仪器软件及相关调试技术的国内外研究现状

1．2．1 国外虚拟仪器软件及相关调试技术

1．2．2 国内虚拟仪器软件及相关调试技术

1．3 课题的研究目标和研究内容

1．4 课题的研究意义

2 组合式模块化仪器应用开发环境调试体系的总体方案

2．1 组合式模块化仪器应用开发环境概述

2．2 组合式模块化仪器应用开发环境调试体系的总体框架

2．3 组合式模块化仪器应用开发环境调试体系的设计思想

2．3．1 面向对象语言的应用

2．3．2 插件技术的应用

2．3．3 设计模式的应用

2．4 本章小结

3 仪器应用开发平台调试界面的研究

3．1 仪器应用开发平台调试功能的需求分析

3．2 仪器应用开发平台调试工具的研究

3．3 仪器应用开发平台调试信息管理器的研究

3．4 本章小结

4 仪器应用运行内核调试支持的研究

4．1 仪器应用运行内核调试控制器的研究

4．2 仪器应用运行内核调试执行器的研究

4．3 仪器应用运行内核调试信息池的研究

4．4 本章小结

5 仪器应用开发环境调试体系交互机制的研究

5．1 仪器应用开发环境调试体系交互通道的研究

5．2 仪器应用开发环境调试体系交互协议的研究

5．3 仪器应用开发环境调试体系交互接口的研究

5．4 本章小结

6 组合式模块化仪器应用开发环境调试体系的实例验证

6．1 组合式模块化仪器应用开发环境调试体系人机交互关系的展示

6．1．1 调试操作工具的展示

6．1．2 调试设置工具的展示

6．1．3 调试信息管理窗口的展示

6．1．4 调试反馈表达方式的展示

6．2 组合式模块化仪器应用开发环境调试体系验证样机的相关说明

6．2．1 调试体系验证样机嵌套结构及相关组件的说明

6．2．2 调试体系验证样机各嵌套层次中组件调度执行顺序的说明

6．3 组合式模块化仪器应用开发环境调试体系各调试功能的验证

6．3．1 调试体系中的调试启动功能的验证

6．3．2 调试体系中的调试终止功能的验证

6．3．3 调试体系中的连续执行功能的验证

6．3．4 调试体系中的单步步过功能的验证

6．3．5 调试体系中的单步步入功能的验证

6．3．6 调试体系中的单步步出功能的验证

6．3．7 调试体系中的断点功能的验证

6．3．8 调试体系中的探针功能的验证

6．4 本章小结

7 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

参考文献