外文翻譯--基于構(gòu)架構(gòu)件復(fù)用的開放式數(shù)控系統(tǒng)研究

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畢業(yè)設(shè)計 (論文 )外文資料翻譯 學(xué)院 (系 )： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動化 姓 名： 學(xué) 號： 外文出處： f 附 件： 指導(dǎo)教師評語： 此翻譯文章簡單介紹了加工中心的加工標(biāo)準(zhǔn)，并詳細(xì)介紹了加工中心的加工范圍，并對加工中心的切削用量，刀具材料的選擇及輔助設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)的描述，翻譯用詞比較準(zhǔn)確，文筆也較為通順，為在以后工作中接觸英文資料打下了基礎(chǔ)。 簽名： 年 月 日 注： 請將該封面與附件裝訂成冊。 (用外文寫 ) 附件 1：外文資料翻譯譯文 基于構(gòu)架 /構(gòu)件復(fù)用的開放式數(shù)控系統(tǒng)研究 摘要 通過對 開放 式 數(shù)控系統(tǒng)和 構(gòu)架 /構(gòu)件復(fù)用技術(shù)當(dāng)前形勢發(fā)展 的分析， 本文 主要 研究基于這一技術(shù) 的 開放式數(shù)控系統(tǒng) 。 采用 域工程 方法 ， 數(shù)控系統(tǒng) 通常通過 起著關(guān)鍵作用 的 數(shù)據(jù)通信組織 起來。 此外 ， 構(gòu)件 也被引以為例到可以再度使用的數(shù)據(jù) 通信組件中，這 不同于一般的 構(gòu)件 。推出了數(shù)控系統(tǒng)的刻 面模 塊 分揀 、 表達(dá) 、 存儲和檢索系統(tǒng) 。 結(jié)合上述各種有用信息 ， 綜合開發(fā) ， 構(gòu)建 出 開放式數(shù)控系統(tǒng)平臺 。 支持這個平臺的開放式數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)流程包括兩個相關(guān)課程 : 數(shù)控 重用組件開發(fā)、這些重用組件 與 應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè) 。 此外 ,數(shù)控應(yīng)用系統(tǒng) 在 的 實時應(yīng)用能力可以 通過 這個平臺檢驗 。 關(guān)鍵詞 數(shù)控 開放式 組件 軟件重用 域工程 1 簡介 由于硬件技術(shù)的雙快速發(fā)展 ， 電腦數(shù)值控制 (統(tǒng) 的復(fù)雜性 提高， 與第三方軟件提高的要求相適應(yīng) ， 開發(fā)商頻繁的跳槽 ，及 技工兄弟 間 割喉式的競爭 等原因， 數(shù)控系統(tǒng)的制造商不得不盡力去不斷提高自己系統(tǒng)的質(zhì)量和縮短該產(chǎn)品 的開發(fā)時間， 因此 ,開放架構(gòu)正成為數(shù)控技術(shù)當(dāng)前的發(fā)展趨勢 ，且 其主要目標(biāo)是要建立一個統(tǒng)一的識別系統(tǒng)平臺 。與開放式平 臺的發(fā)展相比， 用系統(tǒng)將更加模塊化和靈活 化， 因此 ， 這一系統(tǒng) 的使用者 將可以選擇功能模塊 ， 甚至整合 、 修改 、 拓展系統(tǒng)功能 ， 以滿足不同的應(yīng)用 要求。關(guān)于 開放式數(shù)控系統(tǒng) 一系列意見可以總結(jié)如下[1 （ 1） 開放式數(shù)控系統(tǒng) 具有 靈活的硬件和軟件 。 因此 ， 它不僅 允許 硬件改變其基本配置 而且 也允許軟件修改各級控制 。 （ 2） 一個開放式數(shù)控系統(tǒng)提供了即插即用兼容的真正意義 。 （ 3） 一個開放式數(shù)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化 ，允許 第三方開發(fā)能滿足其要求 的 新的硬件和軟件 。 （ 4） 開放式數(shù)控系統(tǒng)有能力融入與這個標(biāo)準(zhǔn) 相同水平的 其他成分 ， 還可以共享數(shù)據(jù)中的主要成分 。 （ 5） 開放式數(shù)控系統(tǒng)可以同其他系統(tǒng)在系統(tǒng) 水平上一致。 鑒于上述原因 ， 我們把為專用數(shù)控域建立開放式數(shù)控系統(tǒng) 模型作為 可行的方法視為自然 ， 但在另一方面 ， 軟件重用是應(yīng)用軟件開發(fā)過程中 ， 特別是在同一領(lǐng)域 更深程度的應(yīng)用， 因為新的制度一向與前一期關(guān)系非常 緊 密 [5]。 它逐漸確信整個體系結(jié)構(gòu) 的 設(shè)計和規(guī)格 比 軟件系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜性日益升級 的 公司內(nèi) 的 選擇算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更為重要 。所以 軟件構(gòu)架 的 重要 性 正在得到承認(rèn) 。 近年 來 建筑 /組件技術(shù) 在 眾多的軟件重用技術(shù) 中 發(fā)展迅速 [6， 7]。 基于上述觀點 ,本文主要 對開放式數(shù)控 系統(tǒng)及軟件構(gòu)架 /構(gòu)件復(fù)用技術(shù) , 開放式數(shù)控系統(tǒng) 的 結(jié)構(gòu) 和 開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)的集成平臺 進(jìn)行 研究 。 2 基于構(gòu)架 /構(gòu)件的軟件復(fù)用技術(shù) 的 開放式數(shù)控系統(tǒng) 2. 1 軟件重用和構(gòu)件 /組件技術(shù) 軟件架構(gòu)是指總體結(jié)構(gòu)設(shè)計和抽象的 系統(tǒng)說明的 劃定 。 這是一個 對 軟件系統(tǒng)的組成 ,結(jié)構(gòu)和工作方式 的 宏觀描述 。 簡而言之 ， 軟件構(gòu)架描述了組件 及系統(tǒng)中組件間的 的內(nèi)在聯(lián)系 。 軟件開發(fā)基于構(gòu)架 把 其重點從典線 轉(zhuǎn)向 較大粒度的建筑元素 (例如 ， 組件 )， 以及整體結(jié)構(gòu)相互之間的這些元素 。 發(fā)展的基調(diào)是構(gòu)筑重用的軟件體系結(jié)構(gòu) ； 它強(qiáng)調(diào)分析與設(shè)計 的 重用 ， 而不是 限制 代 碼 的 重用 。 組件是一 個功能上 相對獨立 的單位。 它可以清晰分辨 ， 在 軟件系統(tǒng) 中 可重復(fù)使用 。 這可能是一類 ， 一類樹 、 框 架、 或普通艙 。 隨著 對 軟件重用概念 的 嵌入式理解 ，組件 成分已不再局限于代碼組件 ，而是 擴(kuò)展 到 需求 、 結(jié)構(gòu) 、 文件 、 測試計劃 、 測試用例和數(shù)據(jù) , 以及其他 有關(guān)開發(fā)激活的 有用信息 。 基于構(gòu)架 /構(gòu)件技術(shù) 的 軟件重用包括兩個相關(guān)過程 ：可重用組件的 開發(fā)和 包含可 重用組件 的 應(yīng)用系統(tǒng) 的開發(fā)。 軟件體系結(jié)構(gòu) /組件技術(shù)在發(fā)展的過程 的功能 可以表示成圖 1。 首先 ，通過域工程方法可以分析特殊領(lǐng)域，并且能得到這個特殊域的軟件架構(gòu)。 然后組件開 發(fā) 的進(jìn)程、 分揀和存儲 ，都 可 用 這個架構(gòu) 來引導(dǎo)。 當(dāng)一個新的應(yīng)用系統(tǒng)需要發(fā)展 的時候， 一些相關(guān)組件 被從 領(lǐng)域構(gòu)件庫或其他一般組件 庫 中 搜 出 和提取 出來，緊接著那些合適的組件 將 通過 挑選和改良 以 適應(yīng) 系統(tǒng)， 最后 ，這些組件 被 組裝在一個新的應(yīng)用系統(tǒng) 中。 2. 2 特殊領(lǐng)域 的 軟件復(fù)用技術(shù) 需要 數(shù)控系統(tǒng)的開放 開放系統(tǒng)技術(shù) 的 第一條原則是在系統(tǒng)開發(fā)過程中應(yīng)用接口標(biāo)準(zhǔn) ， 在此時 按接口標(biāo)準(zhǔn) 去實現(xiàn)。 這為系統(tǒng)開發(fā) 的 設(shè)計決策和系統(tǒng)演化提供了一個穩(wěn)定的基礎(chǔ) ， 同時還保證了系統(tǒng)間的相互操作 [8]。 從 20世紀(jì) 80年代起， 開放式數(shù)控系統(tǒng) 的研究項目 已 在世界 各國 紛紛 展開研究，其中 一些 還 具有很大的影響力 ，美國的 洲的 日本的 過通信系統(tǒng)實現(xiàn)工作領(lǐng)域間的數(shù)據(jù)通信， 其系統(tǒng)模型是基于分層結(jié)構(gòu) , ,每一個功能模塊的應(yīng)用系統(tǒng)和內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制的所有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 的 基礎(chǔ)上 ， 該模塊 的這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)必須定義徹底 它需要復(fù)雜的配置系統(tǒng) ,以建立并維持松散的應(yīng)用系統(tǒng) 的 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 。 現(xiàn)在 ， 軟件復(fù)用技術(shù) 能 最好 的 支持開放式體系 ， 尤其 是符合接口標(biāo)準(zhǔn)的 部件 ，可以 利用“ 插頭發(fā)揮 ” 法容易地集成 到系統(tǒng) ， 這是一個 重新利用的 黑匣子 。 這樣 ，元件可以獨立發(fā)展 ， 根據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn) 。 裝配 域分析 軟件構(gòu)件 基于組件的 域 基于組件的其他 管理 分類，貯存 參考 搜索并吸取 搜索并吸取 適應(yīng)性修正 組件開發(fā)者 應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā) 圖 組件在開發(fā)過程中的功能 這就是有名 的 實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的開放 即 基于構(gòu)架 /構(gòu)件技術(shù) 的 軟件重用的潛在途徑 。 數(shù)控系統(tǒng) 的開放與軟件的重新利用出現(xiàn)的 偶然 性可見如下三個方面 : (1)在舊版本的基礎(chǔ)上， 加入 了 新功能 ， 產(chǎn)生了新的數(shù)控系統(tǒng)的版本 ， 適應(yīng) 了一些新的要求 。 (2)修正部分 以適應(yīng) 運(yùn)行平臺 ， 讓軟件可以在另一個系統(tǒng)平臺 上 運(yùn)行 ?? (3)將 數(shù)控系統(tǒng) 的 軟件 (或其組成部分 )應(yīng)用 到另一個數(shù)控應(yīng)用系統(tǒng) ，使 舊 系統(tǒng)演變成 具有不同的功能和用途 的 新 系統(tǒng)。 3 基于域工程的數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 的 分析和建模 為 設(shè)計系統(tǒng)得到正確的結(jié)構(gòu)是非常重要的 。 而域工程 的方法 [9須采取 對數(shù)控系統(tǒng) 進(jìn)行分析， 以便獲得正確的系 統(tǒng) 結(jié)構(gòu) 。領(lǐng)域 指一套 被 具有類似的要求 的應(yīng)用系統(tǒng)覆蓋的 功能 區(qū)。 領(lǐng)域工程包含三個主要階段 ： 領(lǐng)域分析 ， 領(lǐng)域設(shè)計和領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn) 。 在域分析和建模這一進(jìn)程中 ，主要 的問題是要實現(xiàn)開放式數(shù)控系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 。 3. 1 數(shù)據(jù)通信 在組織 開放式數(shù)控系統(tǒng) 中起關(guān)鍵作用 通過 用 領(lǐng)域工程方法分析典型數(shù)控系統(tǒng) ， 我們可以發(fā)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng) 的 進(jìn)程和線程可以 和在一些功能部件起關(guān)鍵作用的 數(shù)據(jù)通信 組織起來 。這種組織形式的優(yōu)點如下所示 ： （ 1） 鑒于 組件集成 軟件的 發(fā)展方向 ， 數(shù)據(jù)通訊模塊可作為骨架 去 組織系 統(tǒng)； 這使得系統(tǒng)的組織較 前者 容易 。 （ 2） 以 數(shù)據(jù)通信作為關(guān)鍵環(huán)節(jié) 的 該系統(tǒng)已不再是一個層次結(jié)構(gòu) 。 每一個 模塊 都有一個只與數(shù)據(jù)通信模塊 連接的接口。 開發(fā)商只需要注意這個接口 ， 而不 需考慮 其他模塊的 組織模式 。 （ 3）為一個系統(tǒng)詳細(xì)的定義數(shù)據(jù)通信模塊的接口是足夠的，與 接口 相一致，開發(fā)商需要做的 ， 是發(fā)展其中有沒有必要界定的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和建立有效 的完全 基于這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制 的 個體模塊 。 （ 4） 如果 系統(tǒng)的 數(shù)據(jù)通訊是確定的 ， 整個系統(tǒng) 的 拓?fù)?關(guān)系將嚴(yán)格界定 。 它確保 了 軟件零件 間的互互操作性。 我們強(qiáng)調(diào) 系統(tǒng)中 每模塊的 自主性。 所謂 自主意思是 每一個 模塊都 是一個獨立的個體 ， 每個單元的 目標(biāo)和目標(biāo)值 都是 獨立 的， 甚至 可以自己 做出決定 ，制定 計劃 ， 采取行動去實現(xiàn) 本身的目標(biāo) ，以及 應(yīng)付任何意外 ， 因為它的行為是可控的 。自治模塊間毫無功能聯(lián)系和記憶分享。 所有信息通信 都 通過數(shù)據(jù)通信模塊 實現(xiàn)。 每個 模塊 只能 處于可選擇 狀態(tài) :運(yùn)行或睡 眠。 模塊本身 控制這 兩個 狀態(tài)。 關(guān)鍵環(huán)節(jié) 具有相同的特性 。 將 數(shù)據(jù)通信模 塊作為關(guān)鍵環(huán)節(jié) 的數(shù)控系統(tǒng)的功能型號如圖 2所示。 數(shù)據(jù)通信 的功能模塊 有幾個組件接口 . 這些接口 ,可與其他功能部件 ,如 刀具補(bǔ)償元件和插 補(bǔ) 元件等 相聯(lián)系。每個部件的 輸入和輸出數(shù)據(jù)都 通過其接口以交換關(guān)鍵環(huán)節(jié)來 實現(xiàn) ； 數(shù)據(jù)通信模塊從每一個接口讀取數(shù)據(jù) ，并自主 送回 。 只有兩種基于功能模式 的域行為： (1)傳送 /接收數(shù)據(jù)信息和控制信息 ； (2)配套活動 ， 如 參數(shù)設(shè)定等 。 3. 2 從 數(shù)據(jù)通信模塊 中提取系統(tǒng)建筑 通過對部件實現(xiàn)的 系統(tǒng)功能和組件必須自主 化的強(qiáng)調(diào)， 我們可以 從開放 數(shù)控系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 始 分析數(shù)控系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)。劃分組件的 原則是 實現(xiàn) 最少功能 耦合和 組件間 最 可能 獨立 ， 要 努力使 部 件 功能的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流 獨立。 組件的設(shè)計應(yīng)遵循 領(lǐng)域 的普 通 技術(shù) 標(biāo)準(zhǔn)。 數(shù)據(jù) / 控制 數(shù)據(jù) / 控制 數(shù)控組件 1 數(shù)控組件 2 數(shù)控系統(tǒng) 內(nèi)在的通 信處理機(jī) 制 數(shù)控組件 m 數(shù)控組件 n 數(shù)據(jù) / 控制 數(shù)據(jù) / 控制 ...... ……圖 2. 有 起關(guān)鍵作用的 數(shù)據(jù)溝通的 域功能的模型 例如，基于 整個系統(tǒng) 通過 數(shù)據(jù)通信模塊 組織起來。建 筑描述 了 全球系統(tǒng) 組織， 該系統(tǒng)的控制 了部件的 結(jié)構(gòu) 、部件間的 通信及其 部件間的協(xié)議、 元件的同步化 、 元件的功能分配元件的實物分配 、 元件的集成 、 整個系統(tǒng) 的伸縮性 等等 。 首先，對域和接口的關(guān)系如經(jīng)營環(huán)境和數(shù)據(jù)要求進(jìn)行 分析。變異也將進(jìn)行鑒定。在領(lǐng)域范圍被確定之后 ， 跨社區(qū)和不同領(lǐng)域 的應(yīng)用 將予以分析 ， 它包括域特點 ， 要求 在領(lǐng)域中 實現(xiàn)應(yīng)用 的 領(lǐng)域知識信息和資料的需求信息 ， 數(shù)據(jù)和控制流 的操作。在此基礎(chǔ)上 ， 后續(xù)工 作就是對并行進(jìn)程和單位域?qū)ο?，定義過程，這些進(jìn)程和模塊的后天分布特征，功能和數(shù)據(jù)對象進(jìn)行識別，為在領(lǐng)域中應(yīng)用提供解決軟件，最后開發(fā)出域的建筑模型。 被提取的開放式數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)見 圖 3。 數(shù)控系統(tǒng)軟件可分為兩部分 ：在 電腦 在 高表現(xiàn)運(yùn)動控制卡 的 是一個多程序和多線的多 任務(wù) 系統(tǒng) 。 該系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu) 可 以分為四種類型 :設(shè)備 驅(qū)動組件 ， 基本組 件，數(shù)控領(lǐng)域的普通組件 及特殊應(yīng)用組件 。 數(shù)控系統(tǒng)硬件的設(shè)備驅(qū)動程序被標(biāo)準(zhǔn)化到組件，這樣使用者可以像操作其他一般組件一樣選擇和安裝設(shè)備驅(qū)動組件。 基本組 件就 是那些實現(xiàn)計算機(jī)系統(tǒng)共同的功能 的組件， 例如多媒體通信組 件，檔案管理 組件 和奇異硬件測試 組件。 域的共性成分 就是那些 有條件實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng) 的 域通用功能 的成分。 這些成分 就是數(shù)控系統(tǒng)中通過域工程分析所獲得的 最重要的成就 。 通常 ， 它包含了數(shù)據(jù)通信組件 、 人機(jī)界面組成 、 任務(wù)調(diào)度組件 、 譯 組 件、 插 補(bǔ) 組 件、 刀具補(bǔ)償元件 、運(yùn)動控制組件 、 診斷 組件 、 參數(shù)設(shè)定組成 、 數(shù)據(jù)庫操作組件 、 實時誤差補(bǔ)償元件等 。 特殊應(yīng)用構(gòu)件 就 是為某些特殊應(yīng)用 開發(fā)的組件， 如螺旋圓錐齒輪 的計算組件。 3. 3 對數(shù)據(jù)通信組件 的開放式數(shù)控系統(tǒng)的 構(gòu)件的例示 目前 ， 世界上有四種描述和表示軟件體系 的類型： (1)繪畫 矩形 定向線段 的數(shù)字 表達(dá)； (2)模塊 中 連接傳統(tǒng)的編程語言模塊 的 路徑語言 ； (3) 結(jié)合面向?qū)ο蠹夹g(shù)外部網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)通信 系統(tǒng)檢測 系統(tǒng)設(shè)定 誤差處理 檔案管理 G 代碼編譯 人機(jī)交接 刀具補(bǔ)償 數(shù)據(jù)庫操作 ...... 高性能運(yùn)動 控制卡 設(shè)備驅(qū)動程序 數(shù) 據(jù) 通 信 差補(bǔ) 誤差補(bǔ)償 運(yùn)動控制 任務(wù)調(diào)度 輯 序解讀和編輯 輸入 /輸出端口 控制終端 …… 運(yùn)動軸 圖 3. 基于 000 和運(yùn)動控制的 統(tǒng)的 構(gòu)件 與傳統(tǒng)程序設(shè)計語言 的 發(fā)展經(jīng)驗 的 特殊軟件構(gòu)架描述語言 （ (4)基于組件的 系統(tǒng)描述語言 。 第一類是通常采用 的方法。但這種方法的“圖案和注釋” 始終是隨機(jī) 的 并沒有正式確定 的，就是 不嚴(yán)格 的。 彌補(bǔ)了其他種類 的缺點并 不是 偶然的。通過我們對每種 有關(guān)的系統(tǒng)數(shù)據(jù) 通信組件的構(gòu)件的例示，致使軟件構(gòu)件不再是抽象意義上的概念模型， 但是 程序代碼按 照宇宙法 能 被其他 組件 所重復(fù)使用。 由于開發(fā)環(huán)境 的不同，每 個 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 都最少符合 一個數(shù)據(jù)通信元件 ， 而每個數(shù) 據(jù)通信組件僅 符合 一個獨特系統(tǒng)抽象體系結(jié)構(gòu) 。 類和檢索 4. 1 數(shù)控系統(tǒng)組 件的分類 4. 1. 1 組件的關(guān)節(jié)分類模型 組件分類是構(gòu)建和維護(hù) 組件的 目錄信息 的活動，且 構(gòu)件檢索方法取決于元件的表達(dá)和分類 ， 因此構(gòu)件的分類將有利于 部件的 管理 ，存 儲 ， 檢索和理解 。組件分類有 大量的分類方式 ，其中刻 面分類 方法 有廣泛的應(yīng)用 [13， 14]。 面分類模式是由一套描述 組件 的基本特征 的面組成。 組件庫 中根據(jù)不同的方面劃分成各個面組件。通常所說的面是由一套基本的術(shù)語（即關(guān)鍵詞）組成的術(shù)語空間。 每個 組件 能被一或者較 多 術(shù)語 用每 個 面 (面 術(shù)語 是一確定的聚集 ) 描述，而且每個面反映一個方法在 庫 中分類成份。為何 , 使用者能夠直覺地指定成份被從不同的視野取回。 結(jié)果，這一個程序也將會促進(jìn)使用者了解 組件 。 據(jù)組合可知刻 面分類具有以下特征 ： （ 1）一個面必須充分肯定的表達(dá)組件庫中的所有組件，也就是每個組件可以通過面來區(qū)分。 （ 2）每個面都有與之相關(guān)聯(lián)的術(shù)語空間。任何兩個術(shù)語空間間都是正交的，這就意味著其中一面術(shù)語的改變不會影響其他面中的術(shù)語空間。 （ 3）刻面的術(shù)語空間是一個有限而模糊的空間，術(shù)語可以被動的增加或刪除。 （ 4）每個組 件的所有刻面必須預(yù)先被定義，它不允許當(dāng)區(qū)別組件的時候，那里存在不確定的刻面。但是當(dāng)質(zhì)疑的時候，使用者可根據(jù)刻面的隨機(jī)數(shù)質(zhì)疑。 （ 5） 當(dāng)一位 組件庫 經(jīng)理 對組件進(jìn)行分類 的時候，他應(yīng)該瞄準(zhǔn)每個 刻 面選擇來自 術(shù)語 空間的適當(dāng)?shù)? (一 個 或者更多 ) 術(shù)語 , 如此同樣地完成 組件 的封包 工作。 （ 6）術(shù)語空間中的術(shù)語按照從一般到特別的關(guān)系呈樹狀階層結(jié)構(gòu)分布。每個術(shù)語都有著不定數(shù)目的同義詞。 4. 1. 2 用刻面模式給數(shù)控系統(tǒng)組件分類 根據(jù)上述的刻面分類方法，將其運(yùn)用于數(shù)控系統(tǒng)中，本文提出以下的刻面分類，用 表示如下： ：： =(組件標(biāo)識，組件類別，組件實現(xiàn)，組件信息，組件運(yùn)行環(huán)境，組件版本關(guān)系 )。 (1)組件標(biāo)識：用于惟一標(biāo)識某一數(shù)控組件，主要包含以下屬性：①組件號：區(qū)別其他的數(shù)控性同組件。②組件名字： 相同的類型的 法擁有相同的名字，但是不同類型的能擁有相同的名字。 ③組件實體類型：用于標(biāo)識組件的實體類型，即源代碼文件、目標(biāo)文件、庫文件等類型。 (2) 組件 功能性 : 組件 功能性是 由 在它的最初而可能軟件系統(tǒng) 種組件提供 的軟件功能聚集 。組件庫中 的任何 組件 一定 具備 一 個 或多 個 功能 。 功能 刻 面的 術(shù) 語大部分 由從 組件 的制作者 /提供者 提供 的 組件 功能 關(guān)鍵 字組成 。由 于 術(shù)語 的一致，功能 術(shù)語 應(yīng)該試著使來自一個比較高的抽象水平的 組件 用法具體 化 。 數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)功能劃分可分為 補(bǔ)半徑組件、速度預(yù)處理組件、插補(bǔ)組件、位置控制組件、人機(jī)交互組件、故障診斷處理組件等等。那么，“功能”就可以作為一個刻面。 關(guān)于 插補(bǔ)組件 ，依照不同的運(yùn)算法則，他們能采用直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、以 符合高的精密需求拋物線 插補(bǔ)、 橢圓 插補(bǔ)等等 。 不同的組件 能采用一 種 或多 種 的運(yùn)算法則 。 (3) 組件應(yīng)用 環(huán)境 : 組件應(yīng)用 環(huán)境是當(dāng)使用 (包括了解 /集合 /修正 ) 組件時所必須提供的 硬件和軟件 平 臺 。 只有當(dāng) 依 賴特定的 應(yīng)用 環(huán)境的時候 , 組件庫中的 每個 組件才能 被重復(fù)使用 。 甚至原始碼水平的 通用組件 也必須仰賴特別的編譯系統(tǒng) 。應(yīng)用 環(huán)境大概包含 以下 屬性 :： (i) 組件 硬件環(huán)境。 (組件操作 系統(tǒng)環(huán)境。 (數(shù)據(jù)庫 平臺 。 (網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。 (v) 編譯而且 連接 環(huán)境 (4)組件實現(xiàn)：描述 要包含以下屬性：（Ⅰ）開發(fā)語言：實現(xiàn) Ⅱ）組件參數(shù)類型：描述 件參數(shù)的類型是否可選，接口參數(shù)及 引用方法的具體描述。（Ⅲ） 上 下文環(huán)境 : 即如果 組件 被裝配 從 系統(tǒng) 中 得到的 程序 水平上的上下文環(huán)境。 （Ⅳ） 形式 :組件 的 合成 和他們的相互關(guān)系 ， 像是 類別、類別 樹、框架 、 模塊。 （Ⅴ）表示法 : 它是過去一直描述 組件 內(nèi)容 , 像是 輪廓、 本文 、中文、 英語的形式 。 (5) 組件 階級 體系 : 組件 階級 體系 是 與 軟件發(fā)展程序 聯(lián)系緊密的處于抽象水平的組件。 因為階級 體系刻 面的 術(shù)語 比較簡單 , 組件庫 經(jīng)理通常列舉 它 們 。目前 的階級 體系術(shù)語 包括 : (i) 分析 ; (設(shè)計 ; (編碼 ; (測試 （ 6）組件信息：組件信息描述了 數(shù)控組件的一些特定歷史信息，如當(dāng)它們被產(chǎn)生的時候，且這個數(shù)據(jù)大體包含以下屬性： (i) 關(guān)于 組件 的資訊開發(fā)者和發(fā)展部門。 (組件 生產(chǎn) 數(shù)據(jù) 。 (成份儲入倉庫 資料 。 (件 尺寸 。 (7)組件版本關(guān)系：描述功能相似的同一系列 要包含以下屬性： (i)相關(guān)版本。 (提倡版本 。 上述的 刻 面完全地與彼此分開，因此，他們完全具體表達(dá) 了與重新利用相關(guān)聯(lián)的組件 特性 ， 而且是能適應(yīng)開 放 統(tǒng)的 組件庫 的發(fā)展 。 被包含在每個 刻 面的屬性是他們的第一個水平 術(shù)語 ; 術(shù)語 和他們的 下級 術(shù)語之間的關(guān)系是一個 從一般到特別 的 樹形結(jié)構(gòu)。舉個例子來說，“開發(fā)語言”的術(shù)語在組件實現(xiàn)刻面是第一水平術(shù)語（概要），歸納開發(fā)數(shù)控組件所用的語言，可以是C、 C++、 ，這些要素構(gòu)成了“開發(fā)語言”屬性的值。 對于這樣一個主題：“用 C++語言開發(fā)的有拋物線插補(bǔ)算法的插補(bǔ)組件”。通過對它的分析，可提取它在功能刻面內(nèi)的元素：采用拋物線算法的插補(bǔ)組件，在組件實現(xiàn)刻面內(nèi)的元素： C++語言。 組件恢復(fù) 在組件重用的過程中，首先我們應(yīng)當(dāng)吸取來自所給定需要的功能的規(guī)格的一組關(guān)鍵字。然后按照這些關(guān)鍵字從 已有組件中搜尋所需的候選組件。 如果只 發(fā)現(xiàn) 一個組件 符合所有的需求 ， 那么 就 選擇它。但是通常有 不止一個候選組件 ，而且 每個備用組件 只有 一 部分符合使用者的需求。在這情況 下 ， 存在多個候選組件，但每個候選組件都只能部分地滿足用戶要求。在這樣的情況下，就要對候選組件滿足用戶的要求程度和為滿足要求而需做的適應(yīng)性修改的工作量進(jìn)行評價，并以此對候選組件進(jìn)行排序。有了排好序的組件清單后，用戶即可選定需最少工作量即可完成修改并重用的組件。 下列的運(yùn)算法則解釋重復(fù)使用的 過程： 開始 在一個相配方法的 組件庫 中搜尋 歸還 滿足配對要求 的一 組 組件 計算與每個組件相配的水平 選擇 最佳組件 為適應(yīng)性修正挑選的 組件 結(jié)束 當(dāng)檢索組件的時候（包括在組件庫中搜索，計算匹配水平），我們可用由 從組件中抽取出的特征信息稱為簽名，檢索時把用戶的檢索要求和組件的簽名相匹配。 簽名匹配定義如下： 簽名匹配 )},(:{),,( ? 給定一個簽名查詢 q，匹配謂詞 M，組件庫 C，經(jīng)簽名匹配處理返回滿足匹配謂詞條件的組件集合。 適應(yīng)性修正 就是 修正不與使用需求一致的 經(jīng) 挑選的 組件，比如 原始碼 組件 的修正，二進(jìn)位 組件 接口 的 修正 ,組件 的 再 包裝 等等。 5 基于 建筑 /組件 重復(fù)使用技術(shù)的整合發(fā)展 平 臺和開 放式 統(tǒng)的工作 流程 發(fā)展開放式數(shù)控系統(tǒng)的工作流程如圖 4所示。 整個的流程包括 兩 個有相互 聯(lián)系的 過 程 ： 可以再度使用 的 統(tǒng) 組件 的發(fā)展 和可再用組件的應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)造。應(yīng)用 系統(tǒng)的即時能力能被 由 整合的發(fā)展 平 臺 所提供的 '''軟件 檢測 。 5. 1 可以再度使用 統(tǒng) 組件 發(fā)展的 過程 第一， 域 采用 領(lǐng)域工程方法分析，而且 統(tǒng)建筑被 萃取。 然后， 統(tǒng)的建筑將會被 作為 數(shù)據(jù) 通信組件的例示。 這一個 過程 將詳細(xì)地定義數(shù)據(jù)通信組件 的接口和它的內(nèi)部 運(yùn)行 控制運(yùn)算法則 。 數(shù)據(jù) 通信組件 能被要求約束、文件、原始碼 、 二進(jìn)位的密碼 等等來表達(dá)。 數(shù)據(jù) 通信組件 的詳細(xì)被定義的接口擔(dān)任了主要的技術(shù) 規(guī)格并 產(chǎn)生其他的 組件， 同時被文件、原始碼和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 等來 表達(dá) 。 在這個過程中 形成的所有的建筑和 組件 被分類而且 被儲存在組件庫中。 系統(tǒng) 常 規(guī) 管理和維護(hù)包括 組件 的疑問、劃除、修正，購買 , 創(chuàng)造新的 組件。 可以再度使用 組件 的 數(shù)控應(yīng)用 系統(tǒng)的發(fā) 展 應(yīng)用上述的 統(tǒng)整合的發(fā)展 平 臺 去 發(fā)展一個 用 系統(tǒng)的 過 程能被區(qū)分為二個階段 ： 第一個階段是框架產(chǎn)生 ,也就是說 ， 依照新的系統(tǒng)的要求最適當(dāng)?shù)南到y(tǒng) 構(gòu)件 被選擇 和被 組件庫 支 持 的系統(tǒng) 構(gòu)件選擇 ，而且數(shù)據(jù) 通訊組件 被吸取。如果需要 ，構(gòu)件和對應(yīng)的數(shù)據(jù) 通信組件 必須被修正。 過程可見如下所示： 新組件倉庫儲存 新構(gòu)件倉庫儲存 組件提取 構(gòu)件提取 分類，儲存 分類，儲存 儲存 用作為規(guī)格的數(shù)據(jù)通信組件的指導(dǎo) 構(gòu)件例示 起關(guān)鍵作用的數(shù)據(jù)通信 統(tǒng)構(gòu)架 數(shù)據(jù)通信組件 其他組件開發(fā) 選擇系統(tǒng)構(gòu)件 通信組件的獲得 構(gòu)件適應(yīng)性修正 通信組件適應(yīng)性修正 2 4 3 1 新組件倉庫儲存 組件提取 構(gòu) 件 / 組 件 庫 基于當(dāng)前管理和維持的構(gòu)件 /構(gòu)架（組件質(zhì)疑、刪除、修正、購買、創(chuàng)造新的組件等等） 新系統(tǒng)要求 其他組件的獲得 其他組件適應(yīng)性修正 結(jié)合、裝配、 成形 新系統(tǒng) 域分析 圖 (1) 分析新的系統(tǒng)要求 ， 獲得 關(guān)鍵 字且用 組件庫 的對應(yīng) 術(shù)語 更換 。 (2) 根據(jù) 從 第 一 步驟獲得的期限聚集 ，從組件庫中 搜尋和取回適當(dāng)?shù)?構(gòu)件。 (3) 如果 構(gòu)件 集 中 只有一種元素 ，就 選擇 它 ，而且如果有 不止 一種元素 ， 每種元素必須被評估 , 并能獲得最好的一個。 (4) 如果 從 第 二 步驟獲得 的構(gòu)件集 是無 效的 ， 新的 構(gòu)件 將會被產(chǎn)生，而且 將加入組件庫。 (5) 依照 術(shù)語集檢索， 一筆 數(shù)控系統(tǒng)的 數(shù)據(jù) 通信組件 集 就 能被得到 。 (6) 如果 數(shù)據(jù)通訊構(gòu)件 集 中 只有一種元素 ，就 選擇 它 ，而且如果有 不止 一種元素 ， 每種元素必須被評估 , 并能獲得最好的一個。 (7) 如果 從 第 五 步驟獲得 的數(shù)據(jù)通信構(gòu)件集 是無效的 ， 新的 數(shù)據(jù)通信構(gòu)件 將會被產(chǎn)生，而且 將加入組件庫。 (8) 依照適應(yīng)性 構(gòu)件 和 組件 被修正，而且新的被修正的 構(gòu)件 和新的 組件也 將會被增加 到構(gòu)件 /組件庫。 第二個階段是整合和 裝配 。 將所 獲得 的通信組件的接口需求 作為規(guī)格 ， 其他的功能 組件能 被檢索 而且 可以被從構(gòu)件 /組件庫中 吸取。除此之外，一些 組件 可能被發(fā)展或者為如此的一個 應(yīng)用 被購買。 在所有獲得的 組件 被修正 后， 他們被整合和 裝配。最后， 獲得一個新的系統(tǒng)。這個過程可以表示如下： 開始 為每個接口 提供所 需的數(shù)據(jù) 通信組件 吸取 從接口聚集 中 取回 的術(shù)語 取回 與術(shù)語聚集一致的 功能 組件 獲得功能成份聚集 如果那聚集是無效的 發(fā)展或者購買新 組件 新的 組件存入倉庫 另外 評估功能聚集 吸取唯一的功能元素 結(jié)束如果 修正挑選的 組件以適應(yīng)新要求 結(jié)束 整合 ,集合 , 配置。 然后獲得一個新的 應(yīng)用 系統(tǒng) 結(jié) 束 5. 3 用 系統(tǒng)的即時能力分 析 存在嚴(yán)格時間 的關(guān)系。 一些 模塊 一定定期地運(yùn)行 ,當(dāng)其他的 模塊 一定 “ 及時 ”運(yùn)行 的時候 為其他的模塊 提供數(shù)據(jù)或者接受來自其他的 模塊 的數(shù)據(jù)。運(yùn)行序列在單一工作操作系統(tǒng)環(huán)境之下一定被預(yù)先定義，但是現(xiàn)代的 統(tǒng)通常是一個多工作系統(tǒng) ,它的即時能力被工作優(yōu)先 購 買和同步控制確定 。 通常，一個 統(tǒng)的組件被定義為一 項工作 。 舉例來說，在窗口 2000 操作系統(tǒng)下面的一個簡單的 統(tǒng)能被分為位置控制 工作 、可設(shè)計的工作母機(jī)控制 (工作 、數(shù)據(jù) 通信工作 、 插補(bǔ)工作、刀具補(bǔ)償工作、 使用者接口 (等等的 工作 。 這些 工作 包括 兩方面： 周期的工作和無周期的工作。像是位置控制和 樣的工作 通常被設(shè)計如周期的工作 。 另一方面，根據(jù)回應(yīng)時間的需求，工作能 被 分為即時的工作和非即時的工作， 進(jìn)一步說， 即時的工作包括 硬的 即時和軟的即時。一 項 難的即時工作時常有比較高的優(yōu)先 , 而且需要比較短運(yùn)行時間。一件不能夠被打斷的工作能 受到 使用工作 優(yōu)先 鎖定 的 保護(hù)。一件非即時的工作能被即時者 優(yōu)先占有 。在那上述的 統(tǒng) 中， 位置控制、 插補(bǔ) 和 于難的 即時 ; 數(shù)據(jù) 通信 、 刀具補(bǔ)償 和 工作屬于軟的即時 ; 而且 作 非即時的。 在開 放式 統(tǒng)的整合發(fā)展 平 臺中 ， 我們了解 了在 行狀態(tài) 的監(jiān)視功能 ， 藉此 檢測 一個 統(tǒng) 是否 能達(dá)成即時的需求。 這個 軟件叫做 “ . 上述 統(tǒng)的結(jié)果 如圖 5所示。 工作從上到下 根據(jù) 優(yōu)先權(quán) 排列 ，其 '' 空轉(zhuǎn) '' 表 示 統(tǒng)的所有工作沒有 運(yùn)行 ,和圖像同步的時間 是毫秒。 一項在運(yùn)行狀態(tài)下的工作用純粹的水平線表示，優(yōu)先鎖定的工作周期用一條正方形的線表示，一件懸而未決的 工作用跨線表示，而三角形標(biāo)記表示工作給予了信 號。數(shù)控系統(tǒng)使用一個附加的硬件定時器引起難的即時工作。 圖 5. 使用 件檢測 統(tǒng)的即時能力 6. 結(jié)束語 隨著數(shù)控技術(shù)朝著開放性不斷發(fā)展和組件技術(shù)的成熟，兩者的結(jié)合成為當(dāng)今數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。組件重用技術(shù)大大減少了開發(fā)人員的工作量，使得數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)周期縮短，效率提高，穩(wěn)定性增強(qiáng)。 應(yīng)用領(lǐng)域工程方法分析 統(tǒng) ，本文首先提出數(shù)據(jù)通信是連接整個數(shù)控系統(tǒng)得關(guān)鍵，隨后吸取來自數(shù)據(jù)通信的開放式數(shù)控系 統(tǒng)的構(gòu)件，最后例示對數(shù)據(jù)通信組件的構(gòu)件。此外組件正在分類； 表達(dá)、儲藏和 檢索 被深深地分析 。基于這個基礎(chǔ)上，開發(fā)出開放式數(shù)控系統(tǒng)的整合發(fā)展平臺。了解了諸如產(chǎn)生且維持組件目錄的信息，質(zhì)疑情況的建筑等一些視覺功能。 有 刻面 分類模態(tài)、相配的簽字的 檢索 ， 組件提取 , 即時的能力 監(jiān)控等 方面的 組件 儲藏的功能 目前受平臺的支持。 插補(bǔ) 通信 態(tài)控制 刀具補(bǔ)償 編譯 轉(zhuǎn) 參考文獻(xiàn) [1] s no on 21 (1998) 84–85. 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