（计算机应用技术专业论文）雷达模拟机管制案例课件制作系统的分析和设计.pdf

四川大学硕士学位论文 雷达模拟机管制案例课件制作系统的分析和设计 计算机应用专业 研究生李新胜指导老师游志胜 d r s 系列航管雷达模拟机用来培训空中交通雷达管制人员，己 经成为民航、 军航空中交通管制部门和院校的必备的基础设施。 雷 达模拟机管制案例课件制作系统 ( 简称课件系统) 是一个 d r s的相关系 统， 它具有以下功能: . 实现空中管制实际信号 ( 历史信号或实时信号)的采集; . 对采集到的历史信号进行历史信号回放: . 对采集到实时信号进行实时数据播放; . 得到指定时间段内空中交通以及飞行安全情况分析; . 根据实际信号生成训练计划，生成的培训训练计划可以在 d r s 9 8雷达模拟 机上进行管制模拟: 本文一共分六个部分: 本文前四部分对雷达模拟机管制案例课件制作系统进行需求分析、可行性 分析、初步设计，详细地给出了 课件系统的分析设计过程。 第一部分先对雷达模拟机进行概述，对其与课件系统息息相关的训练计划 在雷达模拟机系统中的作用和使用做了较详细讲述。 第二部分是软件复用工程应用概述，它对软件复用的对象和过程，复用的 方法等进行概括， 并对在课件系统中如何应用软件复用工程提出了原则和方针。 第三部分是雷达模拟机课件制作系统的分析，分析方案说明了对系统总体 设计的考虑，包括需求描述、各子系统初步设计及可行性研究等，为系统的详 ， 嚼 身两 1 丈处乡 - 四川大学硕士学位论文 细设计提供基础。 第四部分是对雷达模拟机管制案例课件制作系统的设计。这部分对课件系 统的各个子系统的功能进行了细化，并对各个子系统进行设计， 给出了系统框 图。关键技术是对课件系统中的重要技术做一阐述。 由于雷达模拟机管制案例课件制作系统从 c a t s ( c h e n g d u a i r t r a f f i c s y s t e m ) 系统接收数据， 也与d r s 相关， 它们模块之间的交集比 较大。 从软件复 用的工程上来说，这样的环境下进行应用一些软件复用工程方法，可以提高效 率。降低开发成本。 第五部分是对软件复用工程在课件系统中的应用进行探讨。作者对软件复 用工程从 c a t s ( c h e n g d u a i r t r a f f i c s y s t e m ) 系统和雷达模拟机 ( d r s ) 两个 方面阐述软件复用如何具体在课件系统中应用，对数据结构、图形显示模块、 数据库管理模块复用等做详细的描述，旨在为以后项目 开发中应用软件复用工 程提供经验。 第六部分是对项目 进行中的成败和软件复用经验做总结。 关键词:课件制作、分析设计、雷达模拟机、软件复用 四川大学硕士学位论文 ab s t r a c t t h e a t c r a d a r s i m u l a t o r i s t h e c r u c i a l e q u i p m e n t f o r t r a i n i n g t h e r a d a r c o n t r o l l e r s i n o u r c o u n t ry n o w . d r s ( d i g i t a l r a d a r s i m u l a t i o n ) h a s b e e n t h e b a s i c n e c e s s a ry d e v i c e f o r t h e c i v i l a n d m i l i t a r y a v i a t io n . d i g i t a l r a d a r s i m u l a t i o n c o n t r o l c a s e c o u r s e w a r e c r e a t i n g s y s t e m ( c c s ) r e l a t e s t o dr s . we l i s t c cs s f u n c t i o n s a s f l o w: . c o l l e c t t h e r e a l a i r c o n t r o l s i g n a l 伽s t o ry o r r e a l - t i m e s i g n a l) . . d i s p l a y t h e h i s t o ry s i g n a l t h a t c c s c o l l e c t e d . d i s p l a y t h e r e a l - t i m e s i g n a l t h a t c c s c o l l e c t e d a n a l y z e t h e t r a ff i c a n d s a f e s i t u a t i o n i n s p e c i f i c t i m e . c r e a t e t h e e x e r c i s e p l a n t h a t c a n s i m u l a t e a i r c o n t r o l o n d r s b y r e a l s i g n a l . : t h i s a r t i c l e d i v i d e d in t o s i x p a r t s : t h e f o r m e r p a rt s o f t h i s a r ti c l e d o t h e re q u i r e m e n t a n a l y s i s , f e a s i b l e a n a l y s i s , p r i m a ry d e s i g n f o r t h e c c s a n d g i v e d e t a i l p r o c e d u r e o f c c s s d e t a i l d e s i g n . t h e f i r s t p a rt i s a n i n t r o d u c t i o n f o r d r s . i t d e s c r i b e s t h a t e x e r c i s e p l a n s w o r k i n g p r in c i p l e a n d h o w t o u s e e x e r c i s e p l a n t h a t r e l a t e m u c h t o d r s . t h e s e c o n d p a rt s u m m a r i z e s t h e s o f t w a r e r e u s e e n g in e e r i n g , d e s c r i b e t h e s o f tw a r e r e u s e o b j e c t a n d p r o c e d u re , m e t h o d o f r e u s e a n d s o o n . f u r th e r m o r e , t h i s p a rt g i v e t h e p r i n c i p l e t h a t h o w t o a p p ly s o f t w a r e r e u s e e n g i n e e r in g . t h e t h i r d p a rt a n a l y z e s t h e c c s . a n a l y s i s s c h e m e g i v e t h e d e s i g n i n t h e w h o l e , i n c l u d i n g t h e r e q u i r e m e n t a n a l y s i s , s u b s y s t e ms p r i m a ry d e s i g n a n d f e a s i b l e a n a l y s i s a n d s o o n . t h e f o u rt h p a rt d e s i g n s t h e c c s . i t p r o v i d e s t h e m o r e d e t a i l f u n c t i o n r e q u i r e m e n t s o f c c s , d e s i g n s t h e a l l s u b s y s t e m s a n d g i v e s fr a m e o f e a c h s u b s y s t e m . k e y t e c h n o l o g y i s t h e d i s c u s s i o n o f i m p o r t a n t t e c h n o l o g i e s i n t h e c c s . b e c a u s e c c s r e c e i v e s i g n a l d a t a fr o m c a t s ( c h e n g d u a i r t r a f f i c s y s t e m) a n d re l a t e t o d r s , t h e r e i s i n t e r s e c t i o n b e t w e e n t h e m . i f w e a p p l y s o ft w a re r e u s e i n t h i s e n v i r o n m e n t , e f f i c i e n c y c a n b e i m p r o v e d a n d c o s t c a n b e r e d u c e d . t h e f i ft h p a rt d i s c u s s e s h o w t o a p p l y s o ft w a r e r e u s e t o c c s d e s ig n c o n c r e t e l y . t h e a u t h o r d e s c r i b e t h e s o f t w a r e r e u s e m e t h o d i n c c s fr o m t h e t w o s i d e s , b o t h c a t s a n d d r s . i n o r d e r t o p r o v i d e t h e e x p e r i e n c e o f s o ft w a r e r e u s e , t h i s p a rt r e s e a r c h t h e r e u s e o f d a t a s t r u c t u r e , r a d a r - d i s p l a y in g m o d u l e , d a t a b a s e a d mi n i s t r a t i o n mo d u l e a n d s o o n . t h e l a s t p a rt i s a s u m m a r i z a t i o n o f s u c c e s s o r f a i l u r e o f c c s p r o j e c t a n d s o ft w a r e r e u s e e x p e r ie n c e s . k e y w o r d s : c o u r s e w a r e c r e a t i n g , a n a l y s i s a n d d e s i g n , r a d a r s i m u l a t i o n 四川大学硕士学位论文 s o ft wa r e re u s e 四川大学硕士学位论文 1 . 雷达模拟机系统简介 空中 交通管制 ( a t c ) 按指挥时是否使用雷达监视设备而分为使用雷达的雷 达管制和不使用雷达的程序管制两种管制模式。未装备雷达监视设备的管制中 心只能实施程序管制:装备了雷达监视设备的管制中心正常情况下实施雷达管 制或雷达监控下的程序管制，在雷达设备检修、 停用期间实施程序管制:在机 场跑道邻近的特殊区域实施以目 视为主的塔台管制。雷达管制作为现代空中交 通管制的主要手段，具有程序管制无法比 拟的优越性。雷达管制在保障空中运 输安全的前提下，大幅度提高空域利用率， 增加空中交通流量。 d r s 系列航管雷达模拟机用来培训空中交通雷达管制人员， 它们广泛用于民 航、军航院校的养成培训，在职空中交通管制、指挥人员的见习培训、岗位培 训或强化训练以及业务水平考核等方面，己经成为民航、军航空中交通管制部 门和院校的必备的基础设施。由于空中交通管制的现场指挥事关飞行安全，各 种类型的实习、 训练， 除非特别必要， 都必须尽可能地在模拟训练设施上进行， 空中交通管制模拟机的不可替代作用不言而喻。此外，模拟机可以方便设置现 场极难遇到的特殊、危急情况，如通讯失效、劫机、雷达失效、机场关闭等， 特别有利于有意识、 有目的、循序渐进地训练学员处理各种异常情况的能力。 d r s 系列航管雷达模拟机是训练空中交通管制人员的大型关键设备， 它是一 种工作于网 络环境下的大型图象图形仿真系统，能够逼真地模拟现代空中交通 管制中心一次 ( p s r ) 和二次 ( s s r ) 航管雷达， 机场环境，各种各样的空中交 通场景及运动目 标，以及管制员对空中交通的调度指挥效果，提供完善、逼真 的虚拟现实 ( v i r t u a l r e a l i t y )训练环境。 d r s 系列航管雷达模拟机不仅可用于培养雷达管制人员， 而且还可以 用于机 场或航路等空域结构划设方案的评估工作中。 d r s 系列航管雷达模拟机包括9 0 型、 9 3 型和9 8 型，其中9 8 型是目 前的主 流系统。同时，我们还在研制采用更新技术如语音识别和 工 n t e r n e t / i n t r a n e t 技术的2 0 0 0 型系统， 以确保d r s 系列航管雷达模拟机在技术上和性能上的先进 水平。 四川大学硕士学位论文 1 . 1 d r s 9 8 航管雷达模拟机系统框图 ( 二套) 图1 . 1 d r s 9 8 航管雷达模拟机系统框图 1 . 2 d r s 9 8 航管雷达模拟机系统组成 d r s 9 8 航管雷达模拟机由 模拟管制员位、 模拟机长位和系统控制台( 包括中 心机、服务器和数据库)组成，配备了模拟地空通讯、内通讯系统、练习记录 与重放系统、网络系统以及美观的 机架。各部分简介如下: 1 、 管制席: 管制席由全高显控台机架、 2 1 英寸彩显( 1 6 0 0 x 1 2 8 0 ) , 微机、 图形发生器、 模拟v h f 通讯、内通讯、 进程单、网络等构成， 逼真地模拟一、二次航管雷达， 包括机场环境、空中交通状况等，为管制员提供了逼真的训练环境。 2 、 机长席: 由 微机、模拟v h f 通讯、内 通讯网 络构成。 机长席在模拟空中 交通管制中 扮演着机长的角色，它能实时完成飞行操作、控制，自 动生成飞行报告，航迹 显示。 3 、系统控制台: 由服务器配置的微机或工作站、 2 1 英寸彩色显示器组成。 它的主要作用包 括:模拟飞机运动轨迹和飞行状态;管理和控制系统资源，监视系统各能席位 四川大学硕士学位论文 的运行状态， 并兼作教员监督位: 运行数据库软件， 实现对各种飞机性能参数、 机场地图、标准过程飞行计划和训练计划的编辑与修改。 4 ,实时数据通讯网络: 实现实时数据通讯， 支持分布式处理。 由网 络服务器、 h u b 、 网卡和通讯电 缆组成。 5 ,模拟v h f 通讯与内通讯系统: 实现模拟空地通讯和各部门的内 部协调通讯。由模拟无线通讯机、话筒耳 机、脚踏开关、模拟无线通讯主机，电话机、程控交换机组成。 6 、数字同步记录与重放系统: m d s l 多通道数字同步记录仪可同步记录通讯话音和训练场景， 便于对训练 过程进行讲评和评估。 1 . 3训练计划在雷达模拟机系统中的作用和使用 1 . 3 . 1 训练计划简介 航管雷达模拟机系统支持多对多的训练方式， 就是说该系统能同时运行多 个训练计划。 在使用过程中， 训练的定义、 启动、冻结、 解冻和结束这些操作， 都是以训练计划 ( 也叫组)为单位来进行的，应该定义一个训练计划类来描述 这个训练单位。服务器中根据中心机传来的命令生成相应的训练计划类，同时 可以有若干个训练计划类在运行，见图1 . 2 . 图1 . 2一个仿真计算线程维护多个计划对象 四川大学硕士学位论文 一次训练一般是由 若干架飞机的飞行组成的， 飞机数目 的多少大致体现了 训练的难度，因此训练计划中包含一个飞行过程对象的列表。一次训练只针对 一个机场， 所有的飞机的飞行环境都一样， 训练计划中只包含一个飞行环境。 由于所有的训练计划中所使用的飞机机型都是同一个飞机参数集的子集，与飞 行过程相连接的飞机参数实例对象是从训练计划外部输入的。 训练计划是由d r s 数据库n t b a s e 生成，一个训练计划由飞机的航路航迹数据、 航路数据、 机长位雷达位拓朴关系数据、 飞机基本数据和地图数据构成， 其标识 由 机场名和训练计划名组成， 中心机发出训练计划标识， 服务器收到标识后， 生 成相应的训练计划类实例，发送训练计划数据给相关的机长位和雷达位。 生成过程如图: 图1 3训练计划使用过程 四川大学硕士学位论文 1 . 3 . 2 数据结构 训练计划由 三种文件组成， 分别是r o u t e * . f i l , t r a c e * . d a t , b a s i c . 工 n f ， 其结 构如下: .r o u t e * . f i l : 1 . s h o r t o l d t a g f l y i n g p r o c一 c u r r e n t - r o u t e - t o t a l ;/ * 航路所含点数* / 2 . t y p e d e f s t r u c t c h a r s z r o u t e p o i n t n a m e 1 5 ; / * 航路点 名 * / s h o r t i r o u t e t y p e ;/ * 航路点 类型* / f l o a t f a b s x ;/ * 航路点x 坐标 ( 相对于机场中心点) ，单位:公里*/ f l o a t f a b s y ;/*航路点y 坐标 ( 相对于机场中心点) ， 单位:公里*/ f l o a t c u r _ h d g ; / * 飞过航路点时飞机航向， 单位: 度*/ f l o a t g r a d e ;/ * 过点高度属于的高度区间*/ s h o r t t u r n _ m o d e ; /*飞 过 航路点时 飞 机转 弯模式 */ s h o r t t u r n _ d i r t ; / * 飞过航路点时飞机转弯方向*/ s h o r t c u r _ i a s ; /*飞过 航路点时飞 机表 速。 单位: 公里 / 小时 */ s h o r t c u r 一l t i t u d e ; / * 飞 过航路点 时飞 机高 度， 单 位: 米 */ s h o r t s t d _ r e p o r t _ p o i n t _ n o ; /*该点是否 标准报告点 */ u n s i g n e d c h a r c h a n g e _ c a s e ;/ * 飞 过 航 路点 时飞 机 高 度、 速 度是 否 变 化 * / o l d t a g f p l n r o u t e ; 3 . e o f .t r a c e * . 1 . s h o r t 2 . s h o r t 迹点*/ 3 . s h o r t 数*/ 4 . t y p e d e f s h o r t d a t : i c o m p u t a t i o n n u m ; / * 航迹点数* / o l d t a g f l y i n g p r o c一 s i d s t a r b e g i n _ p o i n t ;/ * 标准过程开始的航 o l d t a g f l y i n g p r o c一 s i d s t a r 少o i n t 一o t a l ;/ * 标准过程的航迹点 s t r u c t a l t i t u d e ; / * 飞过航迹点时飞机高度，单位:米*/ 四川大学硕士学位论文 s h o r t g a s ; /*飞过航迹点时飞机地速，单位:公里/ 小时*/ s h o r t i a s ; / * 飞过航迹点时飞机表速， 单位:公里/ 小时 */ f l o a t h e a d i n g ; /*飞过航迹点时飞机航向，单位: 度*/ f l o a t f a b s x ;/ * 航迹点x 坐标 ( 相对于机场中心点) ， 单位:公里*/ f l o a t f a b s y ;/ * 航迹点y 坐标 ( 相对于机场中心点) ， 单位:公里*/ u n s i g n e d c h a r b y a t t ;/* 飞 过 航 迹点 时 飞 机是 上升、 下降 还是 平飞 */ o l d t a g t r a c e ; 5 . e o f .b a s i c . i n f : 1 . s h o r t i f l y i n g n u m ; / * v 11 练计划中的飞 机数* / 2 . s h o r t i e x e r c i s e b e g i n h o u r ; / * 训 练 计 划开 始时 间， 单 位: 小时 * / 3 . s h o r t i e x e r c i s e b e g i n m i n ; / * v 11 练计 划开始时间， 单位: 分* / 4 . t y p e d e f s t r u c t s h o r t c a t e g o r y _ n o ;/*飞 机 在 参数 表中 序 号 */ c h a r s z a c f t s i g n 1 0 ; / * 飞机名* / c h a r a i r c r a f t _ t y p e 1 0 ; / * 飞机种类* / u n s i g n e d c h a r a i r c r a f t _ s i z e ; / * 飞机大小* / c h a r t a k e _ o f f a e r o d r o m e 1 0 ; / * 飞机起飞机场* / c h a r d e s t i n a t i o n 一e r o d r o m e 仁 1 0 ; / * 飞 机降落机场* / c h a r p r e s e r v e d 一e r o d r o m e 1 0 ; / * 飞 机 备降 机 场* / u n s i g n e d c h a r i f o n l y _ p s r ; / * 是否只 有一次 雷达信号 * / u n s i g n e d c h a r a i r c r a f t 一o d e ; / * 飞 机在 1 练计划中序号* / u n s i g n e d c h a r b k f p l n c t r l ;/ * 飞机在a练计划中是d 否受控、是否 计划飞行、是否落地*/ u n s i g n e d c h a r c o n t r o l 一 p o s i t i o n ; / * 飞 机 在训 练 计 划中 的 受 控机 长 位号 * / u n s i g n e d c h a r i f a u t o m a t i c _ s t a r t ; / * 飞 机在 训 练 计 划中 是否自 动出 现 * / s h o r t c r u i s i n g _ a l t i t u d e ; / * 飞 机巡 航高 度， 单位: 米 * / s h o r t a p p e a r 一 h o u r ; /*飞 机 在 训 练 计 划中 的出 现时间， 单位: 小 时 */ s h o r t a p p e a r ji n ;/*飞机在训练计划中的出现时间， 单位:分*/ 四川大学硕士学位论文 s h o r t f l y i n g t i m e ; /*飞机 在训练计划中的 续 航时间， 单 位:小 时 */ o l d t a g b a s i c f l y i n g i n f ; 5 . 风和气候的数据结构 6 . e o f 1 . 3 . 3 训练计划在雷达模拟机n t b a s e 中的生成过程 训练计划由数据库n t b a s e 生成。其过程是选取机场，新建或打开一个训 练计划， 加入已 经制作好的飞行计划， 输入天气情况、 每个计划的开始时间 和油料等参数，然后就可生成计划。 在数据库n t b a s e 中，训练计划的生成对用户来说是透明的，其具体的生 成过程如图所示: 四川大学硕士学位论文 开始 否 i 6t 1 i 存在 删除计划 生成雷达位、 机长位拓朴关 系 文 件 ( . t o p 文 件) 生成飞机飞行基本信息文件 ( b a s i c . i n f 文件) 生成云文件 ( c l o u d . i n f 文件) 生 成 航 路 点 文 件 ( r o u t e * * * . i n f ) 生成 航 迹 点 文件 ( t r a c e * . d a t ) 图工 . 4训练计划生成过程 四川大学硕士学位论文 2 . 软件复用工程应用概述 2 . 1概述 软件复用是将已 有的软件及其有效成分用于构造新的软件或系统。它不仅 是对软件程序的复用，还包括对软件生产过程中其它劳动成果的复用，如项目 计划书、可行性报告、需求分析、概要设计、详细设计、编码( 源程序) 、测试 用例、文档与使用手册等等。因此，软件复用包括软件产品复用和软件过程复 用两部分的内容。 软件复用不同于软件移植。软件移植是指对软件进行修改和扩充， 使之在 保留原有功能、适应原有平台的基础上，可以运行于新的软硬件平台。而复用 则指在多个系统中，尤其是在新系统中使用己有的软件成分。 从对复用产品的了解程度和复用方式看，也可分为白 盒复用与黑盒复用。 . 黑盒复用指对已 有产品或构件不需作任何修改， 直接进行复用， 这是理 想的复用方式。 它主要基于二进制代码的复用， 包括可执行程序的复用 和基于库 ( 包括动态链接库和静态库)的复用。 . 白盒复用指根据用户需求对己有产品进行适应性修改后才可使用。 白 盒 复用一般为源代码一级的复用，以及相应的测试用例、文档等的复用。 无论白 盒复用还是黑盒复用，都需要花费一定的代价熟悉和掌握被复用的 软件系统。 作为经济上的考虑， 要求复用的代价必须大大小于重新开发的代价， 否则就不应该考虑。 软件复用的一个关键因素是抽象。 抽象是对软件可复用对象的提炼和概括， 即将可复用对象的基本属性和相应的操作，从具体的语言、环境和其他细节中 提炼出来。软件的复用性很大程度上取决于对可复用对象的认识深度或者说可 复用对象的抽象层次。抽象层次越高、与具体环境和特定细节越无关，则它被 未来系统复用的可能性也越大。领域分析则是进行抽象的有力工具。领域分析 借助特定领域、 特定行业的专业知识与技能， 对软件系统对象进行抽象和分类， 提炼认知的对象及其相互关系，获得系统整体结构，从而生成可复用的软件构 四川大学硕士学位论文 件。 通过软件复用，在应用系统开发中可以充分地利用己有的开发成果，减少 了包括分析、设计、编码、测试等在内的许多重复劳动.从而提高了软件开发 的效率，同时，通过复用高质量的己 有开发成果，避免了重新开发可能引入的 错误，从而提高了软件的质量。 软件复用有三个基本原则: . 一是必须有可以复用的 对象; . 二是所复用的对象必须是有用的; . 三是复用者需要知道如何去使用被复用的对象; 软件复用包括两个相关过程; . 可复用软件 构件 的开发( d e v e l o p m e n t f o r r e u s e ) . 基于可复用软件( 构件) 的应用系统构造( 集成和组装) ( d e v e l o p m e n t w i t h r e u s e ) 。 解决好这几个方面的问题才能实现真正成功的软件复用。 雷达模拟机管制案例课件制作系统中， 可复用的对象就是两个系统中所有的 部分: . 雷达模拟机 ( d r s )系统中的各个模块 . c a t s ( c h e n g d u a i r t r a f f i c s y s t e m ) 系统中的f d p 模块和 o r a c l e 数据 库模块 雷达模拟机管制案例课件制作系统对于软件复用的两个过程所坚持的原则 是: 尽量采用构件来构造课件系统， 使用d r s 和c a t s 所提供的构件， 尽量在课 件系统中采用构件，如此构件不存在，则自 己开发。即:在软件复用工程中， 尽量黑盒复用，如黑盒复用不存在，则白盒复用。 可复用软件( 构件) 的开发是实现软件复用的基本条件，对象技术的广泛使 用，提供了建造和使用构件的概念基础和实用工具，有了可复用软件，基于可 复用软件( 构件) 的应用系统构造( 集成和组装) 才能得以实现。软件的生产也可 以象硬件的生产一样，在设计好框架后通过标准的构件组装而成。一般认为构 件是具有一定功能、能够独立工作或同其他构件组合起来协调工作的程序体， 四川大学硕士学位论文 一经产生，就与它的具体实现语言无关，可以 认为是一段二进制码和数据段， 其内部具体实现是无法看到的，可将成熟的构件当作商品出售，在保证开发者 的利益同时最大地满足社会需求。采用构件来开发软件可以更有效地重用他人 已有的劳动成果。 在复用软件设计中，如何设计和构造可复用的软件是软件设计者首先要面 对的问题。根据面向对象的设计原理，应着眼于以下几个方面: ( 1 ) 封装性 在软构件的定义中， 用户只关心事件的输入输出， 对事件内部不必关心， 方法和事件是独立于应用的，用户可以在软构件中定义自己的事件，对于内部 的复杂性调用这并不知晓，从而提高了隐蔽性。 ( 2 )重载 重载就是在同一软件构件中用同一名字来表示不同的方法名。一般有两种 实现方法，一是方法参数的个数重载，二是方法参数的类型重载。 ( 3 )继承 继承就是高层的类在不同范围的复用。 4 )聚合 聚合就是把一个难以复用的大软件分成若干部分构件，使其中的某些构件 成为可以复用的构件。 ( 5 )多态性 多态性指某方法不仅可以处理有相同结构的对象，也可以处理不同结构的 对象。 中间件及相关软件是商业化的软件复用。仅看程序方面，软件复用后的制 品也不只包括中间件软件，还包括软件框架、应用框架、通用业务构件等多种 可复用形式。 2 . 2软件产品复用 通常情况下，应用软件系统的开发过程包含以下几个阶段:需求分析，设 计，编码，测试，维护等。当每个应用系统的开发都是从头开始时，在系统开 发过程中必然存在大量的重复劳动。探讨应用系统的本质，可以 发现其中通常 1 7 四川大学硕士学位论文 包含三类成分:( a ) 通用基本构件: 是特定于计算机系统的构成成分， 如基本的 数据结构， 用户界面元素等， 它们可以存在于各种应用系统中:( b ) 领域共性构 件: 是应用系统所属领域的共性构成成分，它们存在于该领域的各个应用系统 中:( c ) 应用专用构件: 是每个应用系统的特有构成成分。 应用系统中的重复劳 动主要在于前两类构成成分的开发. 通用软件就是要充分利用应用系统中的共性，即上面所提到的基本的数据 结构和用户界面元素等。一些通用软件利用软件复用思想，将应用软件系统的 共性定制成固定的代码，而将变化的部分用数据字典等类似工具来管理，从而 达到这个应用软件系统的复用。 但一般情况下软件编程人员使用最多的是编码复用。 根据软件复用的三个基本原则，编码复用是应用较广泛的一种软件复用方 式，它可以在软件的开发中避免重复编码的劳动，而使这个软件可以存在于各 种应用系统中，达到复用的目的。第一，编码复用的对象是程序代码:第二， 对程序代码的复用可以明显的减少开发软件的重复工作，提高开发效率和产品 质量。 雷达模拟机管制案例课件制作系统软件开发过程中，构件复用是一种良 好 的复用方法。在构件不存在时，而可复用的产品为一些组织不太良好的编码， 这样的复用就相对麻烦一些。但是通过开发人员的自己组织和理解，这样的软 件复用还是能够提高效率，减少开发成本。 如何正确地识别和组织可复用的信息， 使得它们在软件开发中能够被复用， 并且易于被复用，是一个重要问 题，也是软件复用的一个难点。复用信息可以 分为不变数据信息和可变数据信息，我们把不变的数据信息称为操作客体，把 可变的数据信息称为操作主体。 传统的编程方法大多没有把操作的主体与操作的客体分开。针对某个特定 的软件应用对象， 这种编程方法还可以 满足要求， 但当 针对的 应用对象发生变 化时，就可能对源程序进行修改或重新编制。所以这种方法工作量较大，效率 较低。 当前，软件复用已经成为软件工程的重要部分，不但是对编程本身复用， 而是涉及到开发软件的每个阶段， 它的不断发展完善必将成为软件开发的主流。 编码的复用就是让己经生成的固定代码能动态适应软件应用对象的改变。这样 四川大学硕士学位论文 就可以使应用程序变得灵活通用，从而达到复用目的。 2 . 3软件过程复用( 软件复用过程管理体系和方法) 基于软件复用的开发过程和传统的一切从头开始的软件开发过程有着本质 的区别。软件复用包括两个相关的过程:可复用软件的开发和基于可复用软件 的应用系统构造。解决好这几方面的问题才能实现真正成功的软件复用。 可复用软件的构造是应用系统开发基础，这就需要根据软件复用思想，准 确分析应用系统的共性成分，并且正确地识别和组织可复用的信息，从而建立 合理的程序结构。然后软件的开发就以 这个结构为标准，进行程序编码。比如 通用软件的开发，应用系统构造主要是如何确定操作的主体与客体，然后再考 虑怎样用程序编码将他们有机的结合。 雷达模拟机课件制作系统的设计中软件复用的过程主要基于这个原则来进 行设计。最大可能的使用可复用的软件产品并基于这些可复用的产品，最大化 的降低成本，提高效率。 四川大学硕士学位论文 3 . 雷达模拟机管制案例课件制作系统的分析 3 . 1前注 3 . 1 . 1 编写目的 分析方案的目的是说明对系统总体设计的考虑，包括需求描述、各子系统 初步设计及可行性研究等，为系统的详细设计提供基础。 3 . 1 . 2 背景说明 本系统名称为 “ 雷达模拟机管制案例课件制作系统” ，由西南空管局培训 中心提出并作为其最终用户。该系统由川大智胜公司和西南空管局培训中心联 合研发。 3 . 1 . 3 参考资料 中国民航总局有关 “ 航空器飞行间隔规定” 和 “ 中国民航空管自 动化 处理系统低高度告警及冲突告警功能需求”的规定; 西南空管局培训中心有关“ 雷达信号互动式培训作系统” 的需求说明; d r s 系统功能说明书。 3 . 2需求描述 3 . 2 . 1 总体描述 该系统的目 标主要是实现五大功能:实际数据采集、实时播放、历史数据 回放、数据分析后处理、管制模拟。以上各功能可以用五大模块实现，其内在 逻辑关系和输入输出如图一所示. 五个模块通过一个程序组实现，该程序组包含五个主要程序:前端接口与 2 0 四川大学硕士学位论文 练计划进行模拟管制，同时还可以与实际的管制指挥相比 较，实现实际雷达信 号的交互式培训。 3 . 2 . 3 运行环境 “ 雷达模拟机管制案例课件制作系统” 通过采用先进的通信技术，计算机 技术和网络技术，建成符合中国空中交通管制实际情况，能适应我国民 航面向 2 1 世纪发展所需要的空管培训系统。 3 . 2 . 3 . 1 硬件环境 1 、选型原则 1 ) 、安全性和可靠性 主机系统具备内置的安全机制:先进的内存、高速缓存、内部错误校验、 保持高度数据完整性的存储系统和热交换磁盘以及自 动重引导等措施。 2 ) 、开放性和标准性 采用开放式体系结构，使系统易于扩充，使相对独立的分系统易于进行组 合调整。在外界环境改变时，系统可以 不作修改或仅作小量的修改就能在新的 环境下运行。 选用的主机系统平台、操作系统平台要符合国际标准或工业标准，使系统 的硬件环境、通信环境、软件环境、操纵平台之间的相互依赖减至最小，并能 发挥各自 的优势，保证系统的可管理性、高可用性、可连接性和可延展性，为 信息的互通和应用的互操纵创造有利条件。 3 ) 、经济、实用性与先进性 在完成系统目 标的基础上，力争用最少的钱办最多的事情。必须具有良 好 的可扩充性和升级能力， 并且是以最低的浪费为前提。 在满足实用性的基础上， 起点要高，尽量选用先进的体系结构和技术，将系统的技术水平定位在一个较 高的层次上，以适应跨世纪的需要。 2 、计算机硬件选型 2 3 四川大学硕士学位论文 选用高档进口 微机服务器作为数据采集和分析后处理系统的 运行平台; 实 时信号播放、历史回放以及模拟管制程序将运行在高档进口微机上;显示器选 用进口高分辨率纯平或液晶显示器;高档磁带机和打印机等。 3 . 2 . 3 . 2 软件环境 要真正发挥计算机网络的优势，除了网络结构外，配置与之相适应的高性 能网络操作系统至关重要。网络操作系统具有多任务，多用户结构，它使远地 资 源本地化。 对于“ 雷达模拟机管制案例课件制作系统”的计算机网 络环境， 计划选用微软公司w i n d o w s 2 0 0 0 操作系统，以及基于w i n d o w s 2 0 0 0 的 “ 客户机/ 服务器”的应用软件，其最大特点就是技术先进，使用方便。 w i n d o w s 2 0 0 0 s e r v e r是 m i c r o s o f t 公 司 推出 的 一 个 强大的 网 络 服务 器 操作 系统，它提供了企业网络的基础。是一个优化的文件、打印及应用服务器。 w i n d o w s 2 0 0 0 p r o f e s s i o n a l操作系统不仅可单独作为强大的桌面操作系统， 也可在w i n d o w s 2 0 0 0 s e r v e r 域环境中作为 i作站使用。 w i n d o w s 2 0 0 0 集成的网 络具有优越的 特性: . 支持多种平台 . w i n d o w s 2 0 0 0 的设计支持i n t e l 8 0 x 8 6 和p e n t i u m 计算机。 也支持r i s c ( 精 简指令集计算机)系统 . 提供多任务和多线程 . 用户可在前、后台同时运行程序， 一个程序允许多个进程 . 提供范围广泛的安全性 . 安全特性可以更好地保护网络资源。该特性包括:强制性登录、访问 控制、内存保护和审核等 . 可运行多种环境下的应用程序 . 内置网络能力 . 多连通性 四川大学硕士学位论文 包括下列n d l s 兼容的协议: t c p / i p , d l c , n e t b e u i , a p p l e t a l k 和n w l i n k 多客户支持 . w i n d o w s 2 0 0 0 支持几乎所有当今市场上流行的客户操作系统: m i c r o s o f t w i n d o w s 3 . x / 9 x / x p / n t , o s / 2 , m s - d o s , n o v e l l n e t w a r e 和m a c i n t o s h . . 组网方式灵活，既可以工作组模式，也可以域模式组网 . 提供了与电子邮件、文件服务器、数据库和通信平台的无缝集成 3 . 2 . 3 . 3 网络环境 1 、网络设计原则 为使 “ 雷达模拟机管制案例课件制作系统”中的网 络方案尽可能地满足实 际需要，现提出以下设计原则: .先进性: 一方面采用先进的、 代表当今发展方向的技术和概念， 另一方 面选择当今业界技术领先的设备，使网络系统既能满足当前的需要，又具有发 展的潜力; .开放性: 能支持不同厂家的产品， 支持多种网络协议， 并且符合国际标 准和相关协议; .扩展性: 实施后的系统是可扩充的， 以便于将来有更大的需求时， 很容 易 将设备或模块安装进去，最大限 度地保护用户的投资; .可靠性: 网 络系统运行后， 应是可靠的， 这样才能保证应用系统的正常 运行， 保证系统安全、有效地运行， 不因局部的问题引 起整个系统的瘫痪; .实用性:能支持多种网络接口，具有良 好的用户界面; .安全性: 网络系统具有良 好的安全性， 能防止多种形式的非法入侵， 具 备足够的系统备份冗余; .经济性: 一次性投资， 维护费用低， 在完成系统功能和性能要求的