王超 馬文希

摘 要：顯示控制軟件是一種實(shí)時(shí)復(fù)雜信息與控制系統(tǒng)，由于顯示控制軟件開發(fā)面臨著需求不確定、技術(shù)環(huán)境快速變化等特點(diǎn)，軟件框架技術(shù)是實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用的有效途徑，一個(gè)良好的軟件框架，可以節(jié)省開發(fā)成本，提高系統(tǒng)可靠性、擴(kuò)展性以及一致性。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)顯示控制軟件;框架設(shè)計(jì);面向?qū)ο罂蚣?基于構(gòu)架的框架

1 顯示控制軟件概述

傳統(tǒng)的雷達(dá)顯示終端所使用的為硬件設(shè)備，成本比較高，擴(kuò)展和升級(jí)比較困難，隨著軟件技術(shù)、信息技術(shù)和圖像處理技術(shù)的飛速發(fā)展，利用通用計(jì)算機(jī)取代雷達(dá)顯示與控制終端成為必然的趨勢。通用計(jì)算機(jī)的雷達(dá)顯示系統(tǒng)由于其開發(fā)周期短、成本低、移植性好、通用性好、軟件調(diào)試方便，以后的發(fā)展空間肯定特別大。由于顯示控制軟件具有不同格式信息接收、不同類型信息處理、不同任務(wù)的態(tài)勢顯示以及不同的任務(wù)命令等特點(diǎn)，使得顯示控制軟件的復(fù)用比較困難。

顯示控制軟件智能化程度越高，武器的效能越好，這是一個(gè)共識(shí)。一個(gè)營級(jí)高射炮陣地，實(shí)現(xiàn)了火炮與雷達(dá)聯(lián)動(dòng)的，戰(zhàn)斗效能比不聯(lián)動(dòng)的要好很多，高炮與雷達(dá)聯(lián)動(dòng)以后，射擊諸元自動(dòng)注入高炮，高炮自動(dòng)改變炮管指向，自動(dòng)根據(jù)大氣數(shù)據(jù)調(diào)整射擊參數(shù)，敵機(jī)一來就開火，這整個(gè)過程不會(huì)超過幾秒的時(shí)間。而不聯(lián)動(dòng)的話，射擊諸元要靠口令來傳遞，炮手收到參數(shù)后手工調(diào)整，短時(shí)間內(nèi)不能解決個(gè)事情。所以顯示控制軟件作為雷達(dá)的重要組成部分，技術(shù)方面有很大的提升必要。

2 軟件框架技術(shù)概述

軟件框架技術(shù)是實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用的有效途徑，一個(gè)良好的軟件框架，可以節(jié)省開發(fā)成本，提高系統(tǒng)可靠性、擴(kuò)展性以及一致性。軟件框架是面向特定領(lǐng)域的，是對(duì)特定領(lǐng)域中系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，將應(yīng)用領(lǐng)域中的功能進(jìn)行分割，將主要責(zé)任和類與對(duì)象的協(xié)作關(guān)系進(jìn)行定義，是支持軟件設(shè)計(jì)復(fù)用和實(shí)現(xiàn)軟件功能開發(fā)與復(fù)用的技術(shù)。

框架設(shè)計(jì)、開發(fā)和使用主要有兩種：面向?qū)ο蟮目蚣芎突跇?gòu)件的框架。面向?qū)ο蟮臉?gòu)架是通過框架中的抽象類進(jìn)行特殊化方式類定義框架行為來實(shí)現(xiàn)復(fù)用，抽象類派生子類，并在子類中明確所有純虛方法的具體實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而就可以復(fù)用子類調(diào)用具體方法來開發(fā)特定的應(yīng)用系統(tǒng)，面向?qū)ο笫腔诶^承的框架，也稱為白盒框架?；跇?gòu)件的框架是將基于繼承的面向?qū)ο罂蚣芡ㄟ^用構(gòu)件接口的方法的調(diào)用來替換對(duì)象類中方法的重用，基于構(gòu)件的框架不關(guān)心方法的調(diào)度過程，是一個(gè)完全解耦過程?；跇?gòu)件的框架由相互協(xié)作的構(gòu)件組成，并通過對(duì)構(gòu)件接口的擴(kuò)展來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)。

軟件框架是由其中的各個(gè)模塊組成的，每個(gè)模塊負(fù)責(zé)特定的功能，模塊與模塊之間相互協(xié)作來完成軟件開發(fā)?？蚣艿淖畲筇卣魇撬鼤?huì)接管程序的主控制流，開發(fā)者只需編寫業(yè)務(wù)邏輯代碼，具體執(zhí)行工作由框架來調(diào)用。實(shí)踐中經(jīng)常會(huì)用到控制反轉(zhuǎn)以及模板類繼承等方式。

軟件框架具有以下特點(diǎn)：1.代碼模板化。每個(gè)框架都有自己的使用規(guī)范，如：創(chuàng)建類、接口等的規(guī)范;2.重用性、通用性。不分行業(yè)、不分業(yè)務(wù)，只要功能相似就可以稍加修改即可使用;3.高內(nèi)聚（封裝）。各種基礎(chǔ)的功能都封裝好了，只需要在使用的時(shí)候調(diào)用就可以。無需關(guān)注底層實(shí)現(xiàn)原理;4.可擴(kuò)展、可維護(hù)?？蚣艿氖褂枚加屑s定俗稱的操作規(guī)范，無論任何人使用，只要按照規(guī)范操作，就可以輕松使用。對(duì)于其他人的代碼也能很容易的看懂。并且很多開源框架都可以可以進(jìn)行二次開發(fā)的，這也滿足了很多公司的特殊功能需求。

3 顯示控制軟件基于軟件框架技術(shù)的分析

顯示控制軟件是一種實(shí)時(shí)復(fù)雜信息與控制系統(tǒng)，由于顯示控制軟件開發(fā)面臨著需求不確定、技術(shù)環(huán)境快速變化等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)大部分功能軟件的重用難以設(shè)計(jì)與開發(fā)，顯示控制軟件的功能主要包括三個(gè)方面：第一個(gè)是信息的接收與發(fā)送，接收各類目標(biāo)、導(dǎo)彈、各分系統(tǒng)狀態(tài)、控制指令等信息;第二，信息綜合顯示與控制，包括地理信息、目標(biāo)狀態(tài)、裝備能力等通過態(tài)勢、表頁等形式的實(shí)時(shí)刷新顯示，面向各類任務(wù)的信息顯示控制等;第三，作戰(zhàn)指揮控制，向各類武器發(fā)送目標(biāo)指示及指揮命令，接收各武器系統(tǒng)狀態(tài)，接收各武器系統(tǒng)武器指向信息等。

顯示控制軟件的基本功能繁多，實(shí)現(xiàn)顯示控制軟件復(fù)用，需要采用框架技術(shù)進(jìn)行技術(shù)體制與功能構(gòu)件設(shè)計(jì)。信息包括接收和發(fā)送、信息緩存刷新、目標(biāo)、人機(jī)界面、狀態(tài)信息以及功能構(gòu)件。針對(duì)顯示控制軟件功能特性分析，具備能夠?qū)δ荛g信息調(diào)度管理的功能，具體包括定義消息、命令、繪制、定時(shí)等通用接口，實(shí)現(xiàn)功能間的解耦，針對(duì)顯示控制軟件信息可視化功能，規(guī)范可視化手段，;針對(duì)顯示控制軟件依賴圖形繪制，具備標(biāo)繪基本功能，實(shí)現(xiàn)圖形繪制與管理功能，，針對(duì)顯示控制軟件信息中主要是目標(biāo)信息，需要具備針對(duì)目標(biāo)的數(shù)據(jù)組織、顯示交互等功能，實(shí)現(xiàn)基于標(biāo)繪構(gòu)件的動(dòng)目標(biāo)顯示功能。

設(shè)計(jì)框架要注意以下幾點(diǎn)：（1）框架是常見開發(fā)的最佳實(shí)踐的抽象，目的在于提高開發(fā)效率;（2）框架的應(yīng)該感覺自然 idiomatic，即與相應(yīng)語言的風(fēng)格保持一致;（3）框架通過抽象使常見的開發(fā)變得便利;（4）抽象需要鼓勵(lì)最佳實(shí)踐的使用;（5）提供默認(rèn)的最佳實(shí)踐使用，比提供選擇更加重要;（6）抽象需要盡量避免泄漏;（7）提供底層訪問能力，讓開發(fā)者可以在需要的時(shí)候能夠繞過默認(rèn)綁定的最佳實(shí)踐，去實(shí)現(xiàn)特定邏輯;（8）框架應(yīng)該提供可定制能力，讓開發(fā)者可以針對(duì)具體業(yè)務(wù)鼓勵(lì)更多的最佳實(shí)踐;（9）框架的實(shí)現(xiàn)應(yīng)該盡可能透明，讓開發(fā)者能夠了解其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式;（10）框架的文檔比實(shí)現(xiàn)重要。

Qt擁有一整套全面的高度直觀和模塊化的C++庫類和API，可簡化應(yīng)用程序開發(fā)。具有高運(yùn)行時(shí)性能的高可讀性，易于維護(hù)和可重用的代碼使其成為有史以來最佳的跨平臺(tái)框架之一。使用Qt的企業(yè)包括德國漢莎航空公司（Lufthansa Technik），克拉里烏斯（Clarius），費(fèi)森尤斯（Fresenius）等。選擇Qt進(jìn)行跨平臺(tái)應(yīng)用程序開發(fā)的主要原因：1.同類最佳的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，2.自己的跨平臺(tái)IDE，3.豐富的基礎(chǔ)啟用程序集，4.框架附加組件，5.C，C++，Python，Javascript等。目前很多都在利用QT進(jìn)行顯示控制軟件的開發(fā)與設(shè)計(jì)工作。

顯示控制軟件具有的特性包括：高速圖形處理、實(shí)時(shí)通訊、方便的用戶界面、高可靠性、安全性。通過軟件框架設(shè)計(jì)可以方便的實(shí)現(xiàn)顯示控制軟件的特性。

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