基于主题和主体框架的工程应用软件开发技术研究

摘要

该文提出了一种基于主题和主体框架的面向对象软件开发新方法.第一章作为绪论,从软件工程观点出发,阐述了工程应用软件开发所需具备的知识结构.简单地描述了软件工程、数据结构、软件开发技术、计算机语言基础、工程背景知识等与软件开发的关系.在第二章中,作者从全新角度描述了面向对象三个特性的深刻内涵和它们与对象之间的辨证关系;提出面向对象技术的理论体系是由它三个特性所构成的观点;论述了采用面向对象技术开发系统的需求分析过程;简述了C++语言对三个特性实现的语法思想;总结出面向对象技术与传统技术相比较所体现的优越性.第三章作为该论文理论部分,提出了基于主题与主体框架的面向对象软件开发新方法,这种方法不但适应大型软件系统的开发,同时可以作为面向对象开发的思维方式.第四章讨论了一些独立于具体应用系统的通用类,内容上包括:不同对象类线性和树型结构的链表类,解决了第三章提出的基于主题与主体框架的不同类型对象管理问题;实时矩阵类;坐标主题类和对象类;相对坐标系类;力学边界条件类和对话框输入对象属性类等.第五章该文介绍的内容和相应的软件可以用作多个需要生成计算书,且符合规定格式的工程应用系统中,并完成计算书的自动合成功能.生成的计算书传递给Excel系统,通过Excel系统可以实现计算书的打印、显示和存储.第六章作为第一个工程应用范例,介绍了根据(GB9222-88)《水管锅炉受压元件强度计算》而开发的实用软件系统的设计思想.第七章作为第二个工程应用范例,用第三章提出的基于与主体框架面向对象的软件设计思想提出了新的建立通用锅炉热力计算模型,并介绍了建立计算软件所需的一些关键技术.第八章作为第三个工程应用范例,采用第三章提出的基于主题和主体框架面向对象软件设计思想,通过化工工艺设计与计算基本模型的假定和分析,抽象出具有广泛对象代表意义的设备和物流两方面的系统主题,并由抽象的主题构成系统主体框架,用主体框架来描述的化工工艺逻辑关系,在此基础上得出化工计算的控制过程.

目录

文摘

英文文摘

1第一章：绪论

1.1引言

1.2软件工程

1.2.1软件危机产生的原因

1.2.2软件工程规范

1.2.3关于软件开发中的文档

1.3数据结构

1.3.1数据结构学科

1.3.2数据结构设计

1.3.3实现数据结构设计的计算机语言

1.4数据库基础知识与数据库系统开发

1.5软件开发技术几个发展阶段

1.5.1过程化技术阶段

1.5.2结构化技术阶段

1.5.3面向对象技术阶段

1.6计算机语言知识

1.6.1语言的分类

1.6.2非计算机专业人员学习计算机语言方法的讨论

1.6.3 C语言

1.6.4 C++语言

1.7系统的应用背景知识

1.8论文研究内容与创新

1.8.1论文研究内容

1.8.2论文特色与创新

2第二章：重述面向对象技术

2.1引言

2.2结构化技术存在的问题

2.3面向对象的三个特性

2.3.1对象与类

2.3.2封装性

2.3.3继承性

2.3.4多态性

2.4面向对象的思维方式

2.5面向对象的需求分析

2.5.1对象的认定

2.5.2对象的结构认定

2.5.3主题的认定

2.5.4对象的属性认定

2.5.5对象的行为认定

2.5.6面向对象需求分析的工作重点

2.6弱性的面向对象计算机语言——C++语言

2.6.1 C++中的非面向对象成份

2.6.2 C++中封装性实现

2.6.3 C++中继承性实现

2.6.4 C++虚拟性实现

2.6.5本论文采用C++作为描述和开发语言

2.7面向对象技术的优越性

2.8面向对象技术的发挥

3第三章：基于主题与主体框架的面向对象技术研究

3.1引言

3.2本章解决的问题

3.3系统主题和主体框架的定义

3.3.1主题的发展

3.3.2主题定义

3.3.3主体框架的定义

3.4主题的讨论

3.4.1领域公认概念集合的进一步提炼

3.4.2主题是对象类

3.4.3主题的抽象性

3.4.4主题的相对性

3.4.5主题的虚拟性

3.4.6主题的灵活性

3.4.7主题的稳定性

3.4.8主题的多样性

3.4.9一个主题对象与实例对象的比较

3.5主题构成系统的主体框架

3.5.1主体框架是主题对象的集合

3.5.2完成系统主体约束

3.5.3实现系统总体进程控制

3.5.4完成数据内存管理

3.6基于主题和主体框架的方法论

3.6.1主题的抽象

3.6.2主题的组织关系认定

3.6.3主题的数据属性与行为认定

3.6.4框架主题的认定

3.6.5主体框架的行为认定

3.7完成系统主体框架后的开发工作

3.7.1实例对象类的加入

3.7.2系统可维护性讨论

3.7.3分工与合作

3.8基于主题和主体框架技术的总结

4第四章：通用类

4.1通用类的来源与用途

4.2不同对象类结点的链表类

4.3不同对象类结点的树类

4.4实数矩阵

4.5坐标类

4.5.1坐标主题类的实现

4.5.2直角坐标类实现

4.5.3曲线坐标类

4.5.4曲面坐标类

4.5.5坐标的应用讨论

4.6相对直角坐标系类

4.6.1相对直角坐标系主题类

4.6.2空间相对直角坐标系的一种表示方法

4.7力学中的边界条件类

4.8需要对话框输入对象变量的主题类

5第五章：范例一——工程计算书自动生成技术

5.1开发背景

5.2计算书的格式与对象认定

5.3计算书运算规则

5.4计算书主题抽象与对象分类

5.5计算书实例对象类

5.5.1计算书行对象类

5.5.2计算书行表对象类

5.5.3计算书节对象类

5.5.4计算书节表对象类

5.5.5计算书章对象类

5.5.6计算书章表对象类

5.5.7 正文对象类

5.6计算书生成主题

5.7计算书的应用

5.8计算书输出

6第六章范例二——水管锅炉受压元件强度计算系统

6.1引言

6.1.1项目背景介绍

6.1.2编写本章说明

6.2系统分析

6.2.1系统受压元件的对象认定与分类

6.2.2系统主题认定

6.2.3对象的继承关系认定

6.2.4对象的逻辑关系认定

6.2.5对象的数据属性认定

6.2.6对象的行为认定

6.2.7系统主体框架分析

6.3系统类的定义

6.3.1材料类定义

6.3.2受压元件主题类的定义

6.3.3容器筒体主题类定义

6.3.4辅助元件主题类定义

6.3.5系统主体框架类定义

6.4计算书自动生成技术的应用

6.4.1系统计算书格式基本假定

6.4.2主体框架类书对象生成行为

6.4.3容器类章和节对象生成行为

6.4.4辅助元件类节对象生成行为

6.5本章总结

6.5.1系统总结

6.5.2系统存在问题

6.5.3本章结束语

7第七章范例三——锅炉热力计算系统

7.1引言

7.1.1项目背景说明

7.1.2关于锅炉热力计算

7.1.3编写本章说明

7.2计算模型的基本假定和抽象

7.2.1计算内容

7.2.2炉膛基本计算模型

7.2.3对流受热面基本计算模型

7.2.4受热面与介质之间的逻辑关系

7.2.5烟气控制区的热力计算模型

7.2.6工质控制区的热力计算模型

7.2.7介质流动路径

7.3对象与主题分析

7.3.1对象的分类与认定

7.3.2系统的主题认定

7.3.3对象的继承关系认定

7.3.4对象的逻辑关系认定

7.3.5对象的数据与行为认定

7.4系统主体框架分析

7.4.1框架对象认定

7.4.2框架数据结构认定

7.4.3框架行为认定

7.5对象设计基本介绍

7.5.1燃料类设计

7.5.2介质类设计

7.5.3炉膛类设计

7.5.4对流受热面类设计

7.5.5辐射区类设计

7.5.6控制区主题类设计

7.5.7系统主体框架类设计

7.6系统集成

7.6.1系统的输入

7.6.2计算书输出

7.6.3系统集成

7.7系统开发总结与存在问题

7.7.1开发总结

7.7.2存在问题

7.7.3系统的维护工作

7.7.4本章结束语

8第八章：范例四——化工工艺设计计算系统

8.1引言

8.1.1项目来源

8.1.2开发目标

8.1.3开发环境选择

8.1.4软件系统规划

8.1.5本章编写说明

8.2系统基本分析和模型抽象

8.2.1基本分析

8.2.2基本模型

8.3物流状态分析

8.3.1物流对象与主题认定

8.3.2物流的化学成份表达

8.3.3物流的物理状态表达

8.3.4物流对象组织关系认定

8.3.5物流族对象的数据属性认定

8.3.6物流对象行为认定

8.4设备需求分析

8.4.1设备主题认定

8.4.2设备族主题的继承关系认定

8.4.3设备主题数据属性认定

8.4.4设备族主题行为认定

8.5化工艺图数据结构分析

8.5.1工艺数据结构

8.5.2工艺图的数据库管理

8.5.3联系对象分析

8.6系统主体框架需求分析

8.6.1框架主题选择

8.6.2主体框架数据结构

8.6.3主体框架行为确定

8.7本章结束语

9第九章全文总结

9.1工程应用软件开发总结

9.2需求分析总结

9.3开发技术总结

9.4范例总结

9.5今后的研究工作

参考文献

攻读博士学位期间发表的主要论文

攻读博士学位期间参加的主要科研项目

致 谢