於建偉 尹志清

武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院

油田通信控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)流模型設(shè)計(jì)與優(yōu)化*

於建偉 尹志清

武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院

油田通信數(shù)據(jù)流模型（GUI）初始化包括M compositor、Duihome等相關(guān)應(yīng)用程序，以及系統(tǒng)狀態(tài)欄（Sysuid）等前端用戶程序。在實(shí)施優(yōu)化技術(shù)過(guò)程中把啟動(dòng)模塊劃分為底層系統(tǒng)啟動(dòng)模塊和用戶層啟動(dòng)模塊兩大部分。為了保證已有的利用油田通信數(shù)據(jù)流模型底層服務(wù)實(shí)現(xiàn)的代碼模塊能夠復(fù)用，依然保留了數(shù)據(jù)流模型底層并采用了最新的UEFI油田通信數(shù)據(jù)流模型底層技術(shù)。這樣可以既保證兼容性，又相對(duì)提高數(shù)據(jù)流模型底層的性能。從嵌入式平臺(tái)建設(shè)、數(shù)據(jù)流通信控制、操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面建立數(shù)據(jù)流模型，可為油田系統(tǒng)通信控制提供平臺(tái)支持。

油田通信系統(tǒng)；數(shù)據(jù)流；模型；優(yōu)化

油田通信公共服務(wù)平臺(tái)和3個(gè)專(zhuān)項(xiàng)應(yīng)用系統(tǒng)均需要在具備地理信息基本功能的平臺(tái)上進(jìn)行擴(kuò)展應(yīng)用，因此可以首先設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)1個(gè)具有通用功能、以組件模式開(kāi)發(fā)的可擴(kuò)展的油田數(shù)據(jù)流通信地理信息基礎(chǔ)平臺(tái)作為原型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行一系列的后續(xù)擴(kuò)展應(yīng)用。

1 數(shù)據(jù)流模型啟動(dòng)流程

為了準(zhǔn)確評(píng)估油田能信控制系統(tǒng)優(yōu)化方案適用性并分階段進(jìn)行優(yōu)化實(shí)施，需要對(duì)油田通信數(shù)據(jù)流模型（GUI）系統(tǒng)的啟動(dòng)做一個(gè)總體流程分析。首先從用戶角度觀察，系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程幾乎沒(méi)有人機(jī)交互的過(guò)程，其流程如圖1所示。

系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)僅顯示啟動(dòng)歡迎屏幕，所有后臺(tái)的運(yùn)行情況用戶都不可見(jiàn)，前臺(tái)顯示與后臺(tái)運(yùn)行完全獨(dú)立。系統(tǒng)在這一過(guò)程中亦不應(yīng)對(duì)用戶輸入做出任何反應(yīng)，否則將影響正常啟動(dòng)流程。由此可知，后臺(tái)所做的啟動(dòng)優(yōu)化工作不會(huì)影響人機(jī)交互過(guò)程，僅需做到縮短啟動(dòng)時(shí)間即可提升用戶體驗(yàn)。

圖1 用戶角度啟動(dòng)流程

2 數(shù)據(jù)流通信底層設(shè)計(jì)

從開(kāi)發(fā)者角度看，為了有針對(duì)性地應(yīng)用數(shù)據(jù)流模型，應(yīng)將系統(tǒng)啟動(dòng)流程按順序細(xì)分為多個(gè)模塊依次初始化的過(guò)程。

油田通信數(shù)據(jù)流模型（GUI）初始化包括Mcompositor（窗口合成器）、Duihome（主界面程序）等相關(guān)應(yīng)用程序，以及系統(tǒng)狀態(tài)欄（Sysuid）等前端用戶程序。

根據(jù)以上的初步啟動(dòng)分析，可以看到不同階段的初始化流程之間沒(méi)有緊密的耦合性，因此各個(gè)模塊可以獨(dú)立地應(yīng)用，最后再進(jìn)行系統(tǒng)層的整體優(yōu)化。

3 數(shù)據(jù)流通信模型嵌入式平臺(tái)設(shè)計(jì)

考慮到Moorestown嵌入式平臺(tái)的特性，在油田通信數(shù)據(jù)流模型系統(tǒng)啟動(dòng)流程中，內(nèi)核啟動(dòng)完成前的各階段與底層平臺(tái)數(shù)據(jù)流通信的聯(lián)系會(huì)較密切，而內(nèi)核啟動(dòng)完成后的用戶層程序啟動(dòng)則與平臺(tái)的直接聯(lián)系相對(duì)較少。因此在實(shí)施優(yōu)化技術(shù)過(guò)程中要結(jié)合考慮這一特性，早期啟動(dòng)階段需要結(jié)合平臺(tái)數(shù)據(jù)流通信的底層調(diào)研和分析，而用戶層應(yīng)用優(yōu)化則可以考慮采用較通用的解決方案。根據(jù)這一特性，可把各啟動(dòng)模塊劃分為底層系統(tǒng)啟動(dòng)模塊和用戶層啟動(dòng)模塊兩大部分。

4 數(shù)據(jù)流模型底層系統(tǒng)啟動(dòng)模塊

4.1 通信操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)

UEFI規(guī)范可全方位適用于從移動(dòng)系統(tǒng)到高端服務(wù)器的各種數(shù)據(jù)流通信平臺(tái)。該規(guī)范提供了一套核心服務(wù)并附有可選擇的協(xié)議接口（Protocol Interface）。協(xié)議接口的選擇可以隨著時(shí)間的推移，針對(duì)各種平臺(tái)的細(xì)分市場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化；同時(shí)，規(guī)范允許最大的可擴(kuò)展性鼓勵(lì)了產(chǎn)品的差異化。從這個(gè)意義上說(shuō)，UEFI規(guī)范的目的是定義一套啟動(dòng)流程的演化路線，設(shè)備啟動(dòng)將從傳統(tǒng)“PC—AT”式的引導(dǎo)演化成一個(gè)根除傳統(tǒng)API的新啟動(dòng)環(huán)境。

4.2 通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)流接口設(shè)計(jì)

隨著符合UEFI標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)流通信平臺(tái)進(jìn)一步推廣，未來(lái)操作系統(tǒng)將完善對(duì)UEFI的支持，UEFI技術(shù)將徹底取代傳統(tǒng)油田通信數(shù)據(jù)流模型底層，徹底根除限制數(shù)據(jù)流通信功能發(fā)揮的傳統(tǒng)接口。無(wú)論對(duì)于普通用戶還是開(kāi)發(fā)人員，UEFI模型底層都是更好的選擇。

最簡(jiǎn)單的權(quán)重度量方法是布爾權(quán)重法，數(shù)據(jù)流i出現(xiàn)在數(shù)據(jù)流通信庫(kù)k中，則對(duì)應(yīng)的權(quán)重Wik為1，否則為0，可以用公式（1）來(lái)表示。

很明顯，這種簡(jiǎn)單的權(quán)重度量體系并沒(méi)有很好地遵循上面給出的經(jīng)驗(yàn)性準(zhǔn)則，所以實(shí)際效果并不是很好，它的優(yōu)點(diǎn)是非常簡(jiǎn)單。

數(shù)據(jù)流通信庫(kù)權(quán)重直接用數(shù)據(jù)流通信庫(kù)作為權(quán)重，如公式（2）所示。

與布爾權(quán)重相比，數(shù)據(jù)流通信庫(kù)權(quán)重考慮了第一條準(zhǔn)則，也就是局部數(shù)據(jù)流通信庫(kù)增加權(quán)重。與布爾權(quán)重相比，數(shù)據(jù)流通信庫(kù)權(quán)重增加了數(shù)據(jù)流通信庫(kù)統(tǒng)計(jì)的工作。

通信系統(tǒng)控制中，tf×idf權(quán)重設(shè)計(jì)需要符合油田通信控制的要求。前兩個(gè)權(quán)重機(jī)制沒(méi)有考慮全局?jǐn)?shù)據(jù)流通信庫(kù)的因素，而tf×idf權(quán)重同時(shí)考慮了局部數(shù)據(jù)流通信庫(kù)和全局?jǐn)?shù)據(jù)流通信庫(kù)的影響，可以用公式（3）來(lái)表示。

但顯然，tf×idf權(quán)重依然沒(méi)有考慮數(shù)據(jù)流通信庫(kù)長(zhǎng)度的影響，造成的后果是數(shù)據(jù)流通信庫(kù)越長(zhǎng)，數(shù)據(jù)流通信庫(kù)就越高，而權(quán)重也會(huì)越大，所以還需要對(duì)其數(shù)據(jù)流通信庫(kù)長(zhǎng)度進(jìn)行規(guī)范化。

5 結(jié)語(yǔ)

雖然Moorestown是全新設(shè)計(jì)的X86嵌入式平臺(tái)，但為了保證已有的利用油田通信數(shù)據(jù)流模型底層服務(wù)實(shí)現(xiàn)的代碼模塊能夠復(fù)用，依然保留了數(shù)據(jù)流模型底層并采用了最新的UEFI油田通信數(shù)據(jù)流模型底層技術(shù)。這樣可以既保證兼容性，又相對(duì)提高數(shù)據(jù)流模型底層的性能。從嵌入式平臺(tái)建設(shè)、數(shù)據(jù)流通信控制、操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面建立數(shù)據(jù)流模型，可為對(duì)油田系統(tǒng)通信控制提供平臺(tái)支持。

（欄目主持楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.6.008

基金論文：武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院一般教科研課題（2012Y39）；湖北省教育廳人文社會(huì)科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(2011jyte087)；湖北省教育科學(xué)十二五規(guī)劃2013年度課題（2013B341）。