鄭鈞耀， 王 磊

（電子科技大學 電子科學技術(shù)研究院，四川 成都 611731）

0 引言

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展及其在軍事領(lǐng)域的廣泛應用[1]，雷達仿真系統(tǒng)日益復雜，仿真軟件開發(fā)周期越來越長。雷達仿真中各種功能模塊如：場景產(chǎn)生、資源調(diào)度、數(shù)據(jù)處理、檢測處理等，這些模塊構(gòu)成了復雜的雷達仿真系統(tǒng)。然而傳統(tǒng)雷達仿真需要對每種雷達功能具體分析設(shè)計，對控制參數(shù)進行大量的調(diào)節(jié)和試驗，仿真軟件開發(fā)將花費大量人力物力，系統(tǒng)的可靠性和重用性低、復雜度高、設(shè)計周期長。因此，如何提高雷達仿真軟件開發(fā)效率，降低開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期，改善軟件質(zhì)量變得極為重要，對此引入了組件化雷達仿真技術(shù)，以靜態(tài)鏈接庫技術(shù)實現(xiàn)了雷達仿真系統(tǒng)，提高了雷達仿真軟件的開發(fā)效率，增強了系統(tǒng)的可靠性與擴展性。

1 組建化的雷達仿真系統(tǒng)

對于比較復雜的雷達系統(tǒng)，仿真軟件的設(shè)計需要突破傳統(tǒng)的設(shè)計思想，充分利用信息和軟件產(chǎn)業(yè)的最新進展，根據(jù)組件化技術(shù)，設(shè)計了圖 1所示的雷達仿真系統(tǒng)，整個軟件系統(tǒng)分為軟件框架和軟件組件，軟件框架為雷達仿真軟件的設(shè)計提供了總體結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了各組件之間的通訊；軟件組件是各個具體的模塊，如：場景產(chǎn)生、資源調(diào)度、數(shù)據(jù)處理、檢測處理等，它們可以單獨設(shè)計和測試，而不用考慮系統(tǒng)整體的復雜性。軟件組件打包成靜態(tài)鏈接庫，在不同的雷達仿真軟件框架中調(diào)用，這樣即增加了軟件組件的可重用性，也減小了編程人員的工作量。圖 1為以靜態(tài)鏈接庫技術(shù)實現(xiàn)一種組件化的雷達仿真系統(tǒng)，其中 LIB為相應組件的靜態(tài)鏈接庫。下面章節(jié)對涉及的組件化技術(shù)進行了詳細敘述。

圖1 雷達仿真系統(tǒng)與靜態(tài)鏈接庫組件

2 軟件復用技術(shù)

雷達仿真系統(tǒng)比較復雜，如果每種雷達都全新設(shè)計，將花費大量的人力物力，而且系統(tǒng)的可靠性和復用性降低，所以在雷達仿真軟件設(shè)計中需要引入軟件復用技術(shù)。這是一種由預先構(gòu)造好的、為復用目的而設(shè)計的組件來建立軟件系統(tǒng)的過程，基本思想非常簡單，即放棄那種原始的、一切從頭開始的軟件開發(fā)方式，在兩次或多次不同的軟件開發(fā)過程中重復使用相同或相近的軟件元素，這些可復用的軟件元素包括對象類、通用組件、軟件體系結(jié)構(gòu)、測試用例、設(shè)計文檔等，通常把這些可復用的元素稱作軟構(gòu)件，可重用的軟構(gòu)件越多，重用的粒度越大[2]。使用軟件復用技術(shù)可以減少軟件開發(fā)活動中大量的重復性的工作，提高軟件生產(chǎn)率，降低開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期，同時由于軟構(gòu)件大都經(jīng)過嚴格的測試，在實際運行環(huán)境中得到的校驗，因此，重用軟構(gòu)件有助于改善軟件質(zhì)量，提高軟件的靈活性和標準化。

2.1 組件復用

組件復用是最常見的軟件復用形式，一旦寫好一個組件，它就可以被無數(shù)的應用程序使用[3]。組件是指語義完整、語法正確、具有可用價值的單位軟件，它對一組類進行封裝，完成一個或多個功能，隱藏具體的實現(xiàn)，只通過接口對外提供服務，能夠獨立工作或能同其他組件協(xié)同工作。目前組件的復用以二進制形式為主，這種復用的特點是無需修改代碼，復用方式直接，在運行級上實現(xiàn)，不需要重新編譯即可立即運行，因此容易實現(xiàn)即插即用的復用和分布環(huán)境中的復用。整個系統(tǒng)包括了組件的創(chuàng)建和復用，分為創(chuàng)建人員和復用人員（如圖 2所示）。具體來講，創(chuàng)建人員是指飛行控制項目管理小組，他們將應用系統(tǒng)分解成組件系統(tǒng)，標識并找出潛在的可復用軟件單元，為應用系統(tǒng)和組件復用定義一種體系結(jié)構(gòu)，并開發(fā)一套與特定業(yè)務有關(guān)的組件，如資源調(diào)度組件、數(shù)據(jù)處理組件等。

基于組件的設(shè)計方法，具有編程語言與開發(fā)環(huán)境的獨立性，不同的開發(fā)人員采用不同的語言開發(fā)不同的組件，只要符合標準，就可以進行集成，形成相應的軟件系統(tǒng)；具有組件功能的易擴充性，組件對外提供的服務是通過組件的接口進行的，新服務的增加只需要增加新的接口，添加一些與客戶有關(guān)的新組件，就可以配置特定的客戶系統(tǒng)[4]。如圖3所示，雷達仿真系統(tǒng)組件庫，復用的思想貫穿在整個設(shè)計和實現(xiàn)的過程中。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖3 雷達仿真系統(tǒng)組件庫

2.2 軟件體系結(jié)構(gòu)復用

對于復雜的軟件系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計比算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計更加重要。為大型的軟件系統(tǒng)創(chuàng)建某種結(jié)構(gòu)或框架，在以后相似的軟件工程中進行復用，可以大幅度降低開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期。如雷達仿真系統(tǒng)是具有許多相似行為的應用系統(tǒng)系列，在不同的雷達中一遍又一遍地重復相同處理、不引入體系復用，會造成極大的人力和財力消耗。隨著雷達仿真系統(tǒng)的發(fā)展和完善，一些帶有整體應用性的結(jié)構(gòu)被逐漸“固定”下來，形成特定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它包括系統(tǒng)的基本構(gòu)成單元和關(guān)系，這就是框架的原始形成。框架的功能在于：把握許多相似應用程序的結(jié)構(gòu)，為運行一批對象提供一個有組織的環(huán)境，組件不再相互調(diào)用方法，而是通過框架調(diào)用方法，框架的最終目的是能動態(tài)地集成組件，實現(xiàn)軟件的即插即用。

3 靜態(tài)鏈接庫

靜態(tài)鏈接庫即使用的*.LIB文件，庫中的代碼最后需要鏈接到可執(zhí)行文件中。靜態(tài)鏈接庫中，類、函數(shù)和數(shù)據(jù)被編譯進一個二進制文件（通常擴展名為*.LIB），Visual C++的編譯器在鏈接過程中將從靜態(tài)庫中恢復這些函數(shù)和數(shù)據(jù)并把他們和應用程序中的其他模塊組合在一起生成可執(zhí)行文件，這個過程稱為“靜態(tài)鏈接”。

4 實例應用

一般雷達仿真系統(tǒng)可能具有以下功能：場景產(chǎn)生、資源調(diào)度、數(shù)據(jù)處理、檢測處理等。針對這些重復性功能模塊，設(shè)計出相應的雷達仿真組件，以靜態(tài)鏈接庫技術(shù)實現(xiàn)，并在雷達仿真系統(tǒng)中使用這些組件，組件 Cooperation為中間組件，Cooperation負責增加或刪除某個組件，控制各個組件之間的交互。

本實例是在Visual C++6.0開發(fā)環(huán)境下實現(xiàn)雷達系統(tǒng)仿真軟件組件化。圖4為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，系統(tǒng)開發(fā)步驟如下：

圖4 雷達仿真軟件結(jié)構(gòu)

①將場景產(chǎn)生、資源調(diào)度、數(shù)據(jù)處理、檢測處理、Cooperation等組件在Visual C++ 6.0開發(fā)環(huán)境下創(chuàng)建Win32 Static Library工程，在工程下編譯鏈接通過，生成*.lib；

②在Visual C++6.0下創(chuàng)建主工程，為雷達仿真系統(tǒng)主框架工程，在工程中添加步驟1產(chǎn)生的所有靜態(tài)鏈接庫工程；

③在 Visual C++6.0菜單欄 Project->Dependencies.設(shè)置，將主工程依賴于其他組件工程；

④由中間組件Cooperation發(fā)送消息控制整個系統(tǒng)各個組件之間交互，使主系統(tǒng)有序運行。

5 結(jié)語

引入了一種軟件工程中組件化軟件設(shè)計思想，充分考慮了軟件組件和框架的重用，通過集成各種組件，但是要考慮軟件組件的穩(wěn)定性，靈活方便地構(gòu)造整個系統(tǒng)，使用靜態(tài)鏈接庫技術(shù)實現(xiàn)了雷達仿真軟件組件化，提高了雷達仿真系統(tǒng)的可擴展性和可靠性，減小了雷達仿真軟件的開發(fā)周期，具有較大的工程應用價值。建議在工程上將其模塊化，再組件化應用。

[1]陸鑫，閻慧，黃勝召. 軍事裝備知識網(wǎng)格的研究與應用[J].通信技術(shù),2010,43(05):124-126.

[2]宋麗紅.COM+編程指南[M]. 李二勇，譯.北京: 機械工業(yè)出版社,2005:1-4.

[3]廖泰安. 軟件復用技術(shù)--在系統(tǒng)開發(fā)過程中考慮復用[M]. 宋志遠,譯.北京:電子工業(yè)出版社, 2007.

[4]宋超.面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)導論[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008.