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摘要:

針對現(xiàn)代偵測系統(tǒng)綜合化和信息化的發(fā)展趨勢，分析了偵測系統(tǒng)的特點，采用四層架構模式設計實現(xiàn)了偵測系統(tǒng)的系統(tǒng)管理軟件。在需求變化的情況下，通過軟件的擴展接口，可使系統(tǒng)管理軟件具有管理靈活、模塊通用、可擴展特點。

關鍵詞:

偵測系統(tǒng);四層架構;系統(tǒng)管理;軟件擴展

0引言

隨著電子技術的發(fā)展，現(xiàn)代軍事裝備的設備復雜化程度在不斷增加。在裝備有多種偵查設備的偵測系統(tǒng)中，如何對多個設備進行管理和協(xié)同工作，以及如何對多個設備偵測到的信息數(shù)據(jù)進行存儲、挖掘、統(tǒng)計分析等操作變得至關重要。而作為偵測系統(tǒng)的系統(tǒng)管理軟件在系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，其操作靈活性、可擴展性、穩(wěn)定性及維護性尤其重要。一般偵測系統(tǒng)軟件組成主要包括9個軟件單元:多源信息控制與融合軟件單元、對外接口軟件單元、數(shù)據(jù)采集與分析軟件單元、安全管理軟件單元、系統(tǒng)管理控制軟件單元、控制硬件MIO軟件單元、數(shù)據(jù)庫服務管理軟件單元、顯示與控制軟件單元、信息處理軟件單元。

1軟件架構設計

軟件架構設計的目的是為了使軟件系統(tǒng)能夠適應需求的變更、易于維護和升級，同時盡可能地節(jié)約開發(fā)成本［1］。在軟件的架構設計中，常用的架構模式有三層/四層開發(fā)架構、SOA(面向服務架構)、DDD(領域驅動設計)等，目的在于實現(xiàn)高內(nèi)聚、低耦合的思想［3］。由于系統(tǒng)管理軟件需要處理系統(tǒng)內(nèi)大量不同實體間復雜的邏輯業(yè)務關系，需要用到大量的事件、消息、多線程等方式，采用分層架構比較合適且方便后期擴展和維護。本文采用四層架構進行設計。根據(jù)偵測系統(tǒng)的業(yè)務邏輯將系統(tǒng)管理軟件抽象成四層，即用戶界面層(UI層)、問題領域層(PD層)、數(shù)據(jù)管理層(DM層)和系統(tǒng)交互層(SI層)［2］。用戶界面層主要實現(xiàn)人機交互和各類信息進行顯示，負責提供偵測系統(tǒng)內(nèi)設備的管理控制，同時與外部系統(tǒng)進行協(xié)同工作，包括界面展現(xiàn)和控制軟件單元、對外交互軟件單元等。問題領域層主要用于對上下層之間交互數(shù)據(jù)的邏輯處理，包括操控和調(diào)度管理軟件單元、故障檢測和維護軟件單元、領域可擴展軟件單元等。數(shù)據(jù)管理層主要完成對偵測系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的分發(fā)、分析、加工、獲取等，主要包括數(shù)據(jù)記錄和回放軟件單元、系統(tǒng)版本管理軟件單元、系統(tǒng)配置管理軟件單元等。系統(tǒng)交互層負責封裝光纖采集卡、采集器、數(shù)據(jù)庫服務器的具體交互方式，包括各類原始數(shù)據(jù)的采集和控制命令的下傳等操作，主要包括數(shù)據(jù)查詢軟件單元、數(shù)據(jù)庫管理維護軟件單元等。

2軟件內(nèi)各軟件單元的設計

軟件單元設計是描述系統(tǒng)需求的一個過程，需要將需求中的感性描述進行抽象，提取要實現(xiàn)的功能，是整個系統(tǒng)開發(fā)的一個關鍵過程［4］。根據(jù)需求，系統(tǒng)管理軟件設計分為界面展現(xiàn)和控制軟件單元、對外交互軟件單元、數(shù)據(jù)庫管理維護軟件單元，以及數(shù)據(jù)庫記錄與回放軟件單元、任務調(diào)度與操控軟件單元、故障檢測和恢復軟件單元、系統(tǒng)版本管理軟件單元、系統(tǒng)配置管理軟件單元、數(shù)據(jù)庫查詢接口軟件單元。各軟件單元完成的功能如下:(1)界面展現(xiàn)和控制軟件單元:實現(xiàn)系統(tǒng)信息的顯示和對系統(tǒng)內(nèi)設備的控制。(2)對外交互軟件單元主要實現(xiàn):向其他偵測系統(tǒng)發(fā)送協(xié)同偵察請求，或響應其他偵測系統(tǒng)的協(xié)同偵察請求，控制系統(tǒng)進行協(xié)同控制，同時完成內(nèi)外系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式化。(3)數(shù)據(jù)庫管理維護軟件單元主要實現(xiàn):數(shù)據(jù)庫的備份、還原、故障修復及完成數(shù)據(jù)庫的同步更新工作。(4)數(shù)據(jù)記錄和回放軟件單元主要完成:對系統(tǒng)內(nèi)各類信息的入庫、回放等操作，為研究人員提供二次分析的資料。(5)操控和調(diào)度管理軟件單元主要完成系統(tǒng)內(nèi)操控的轉發(fā)、分析、加工等工作。(6)故障檢測和維護軟件單元主要完成系統(tǒng)各個軟硬件模塊的故障檢測、顯示、對外上報、開關機的初始化控制等工作。(7)系統(tǒng)版本管理軟件單元主要完成系統(tǒng)各個模塊的軟件版本的上傳、下載等更新和入庫備份、還原操作。(8)系統(tǒng)配置管理軟件單元主要完成系統(tǒng)各個模塊初始化參數(shù)的推送和系統(tǒng)實時工作參數(shù)的分發(fā)等工作。(9)數(shù)據(jù)查詢軟件單元主要完成系統(tǒng)內(nèi)對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的插入、更新等操作，以及用戶操作相關界面完成偵測信息的查詢，包括目標活動規(guī)律查詢、系統(tǒng)工作日志查詢等。

3軟件各接口的設計

由上文知，一般偵測軟件系統(tǒng)由9大軟件單元組成，軟件的設計中最重要的就是其軟件各個單元間的業(yè)務通信機制，即接口設計。接口設計是后期代碼編制的基石。所以，接口設計的好壞直接決定軟件系統(tǒng)的復雜性和擴展性。本文對軟件系統(tǒng)中的各個軟件單元根據(jù)其在問題領域中的功能進行切割分類。系統(tǒng)管理軟件和系統(tǒng)內(nèi)其他軟件單元都有業(yè)務通訊。偵測系統(tǒng)內(nèi)其他軟件單元與系統(tǒng)管理軟件單元的接口關系，從中可看出系統(tǒng)管理軟件的重要性。后期的編碼中采用數(shù)據(jù)抽象(ADT)、多態(tài)和繼承類的方式抽象出軟件單元。軟件單元由一組類表達，方便后期的擴展和維護。由于系統(tǒng)內(nèi)各個軟件單元的交互頻繁且產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量大，本軟件采用消息隊列、事件、多線程、內(nèi)存映射、雙緩沖等技術構建軟件工作流引擎，使得本軟件在多任務、高頻率、大流量數(shù)據(jù)時整個工作流不堵塞。

4結束語

本軟件在服務器上作為后臺程序運行，其中的所有功能和服務都是自動運行，無需人工交互。該軟件已經(jīng)在多套裝備中實際應用，目前運行狀態(tài)良好，具備完善的系統(tǒng)管理和數(shù)據(jù)存儲功能，可將數(shù)據(jù)永久保存在后臺數(shù)據(jù)庫。由于該軟件具備通用性好、管理功能完善等特點，可以在更多的偵測系統(tǒng)中得到廣泛應用，進而指導相關領域的開發(fā)活動。

作者：李樹文 王愛矛 盛震宇 邢朦 單位：中國船舶重工集團公司第七二四研究所

參考文獻:

［1］MartinFowler．企業(yè)應用架構模式［M］．北京:機械工業(yè)出版社，2010:122-163．

［2］ErichGamm，RichardHelm，RalphJohson，JohnVlissides．設計模式:可復用面向對象軟件的基礎［M］．北京:機械工業(yè)出版社，2007:112-136．

［3］MartinFowler．重構:改善既有代碼的設計［M］．北京:人民郵電出版社，2010:66-96．

［4］溫昱．軟件架構設計［M］．北京:電子工業(yè)出版社，2012:218-222