Используемые программные технологии

 

Для определения внутренней структуры создаваемого программного средства, необходимо определиться с технологиями, посредством которых будет реализовываться требования, установленные в техническом задании.

Во-первых, как можно использовать создаваемые математические процедуры, которые будут работать в различных операционных системах и средах программирования. Самой современной и распространенной технологией унификации создаваемых интерфейсов является COM (Component Object Model). COM - это метод разработки программных компонентов, которые предоставляют необходимые сервисы приложениям, операционным системам и другим приложениям. COM не зависит от языка программирования и от используемой операционной среды. Помимо того, что COM - это метод разработки, СOM - это еще и спецификация, которая определяет правила создания унифицированных интерфейсов. Чаще всего компоненты COM представлены в виде динамически-компонуемых библиотек (далее - Dll) или exe-файлов Windows. Применение COM дает следующие преимущества (Д. Роджерсон, 2000):

)   Адаптация приложений. Возможность разрабатывать одну систему на нескольких языках программирования. Это особенно актуально при групповой работе над проектом.

)   Создание библиотеки компонентов. Имея набор независимых компонентов, которые можно менять, не нарушая работу соседних компонентов, можно создавать приложения простым сочетанием готовых блоков.

)   Создание распределенных компонентов. Возможность создания приложений, элементы которого располагаются на разных (но связанных в сеть) ПЭВМ.

Основными методами, позволяющими реализовывать данные преимущества, являются динамическая компоновка и инкапсуляция. Динамическая компоновка позволяет в любой момент времени заменить используемый компонент, инкапсуляция позволяет «спрятать» все особенности реализации компонента и предоставить пользователю унифицированный интерфейс.

Таким образом, использование COM-технологий и динамически-компонуемых библиотек (DLL), используемых в качестве «обертки» для создаваемых математических процедур, позволит реализовать требование по независимости от операционных систем и сред разработки приложений.

Второй проблемой, является процедура создания математических процедур. Наилучшим решением является использование уже имеющейся и проверенной базы алгоритмов. Анализ возможностей таких профессиональных математических пакетов как MatLab, Maple, Mathematica и Mathcad показал, они не предоставляют доступ к имеющимся у них алгоритмам. Поиск среди дополнительных компонентов этих математических пакетов позволил выделить пакет моделирования Simulink, входящий в состав MatLab.- интерактивный инструмент для моделирования, имитации и анализа динамических систем. Он дает возможность строить графические блок-диаграммы, имитировать динамические системы, исследовать работоспособность систем и отлаживать собственные модели. Simulink интегрирован с MATLAB, обеспечивая немедленным доступом к широкому спектру инструментов анализа и проектирования. Simulink также интегрируется с Stateflow для моделирования поведения, вызванного событиями. Эти преимущества делают Simulink наиболее популярным инструментом для проектирования систем управления и коммуникации, цифровой обработки и других приложений моделирования (В. Дьяконов, 2002).

При моделировании с использованием Simulink реализуется принцип визуального программирования, в соответствии с которым, пользователь на экране из библиотеки стандартных блоков создает модель устройства и осуществляет расчеты. При этом, в отличие от классических способов моделирования, пользователю не нужно досконально изучать язык программирования и численные методы математики, а базовых знаний работы на компьютере и знаний той предметной области, в которой он работает. При работе с Simulinkпользователь имеет возможность модернизировать библиотечные блоки, создавать свои собственные, а также составлять новые библиотеки блоков. При моделировании пользователь может выбирать метод решения дифференциальных уравнений, а также способ изменения модельного времени (с фиксированным или переменным шагом). В ходе моделирования имеется возможность следить за процессами, происходящими в системе. Для этого используются специальные устройства наблюдения, входящие в состав библиотеки Simulink. Результаты моделирования могут быть представлены в виде графиков или таблиц (И.В. Черных, 2003).

Визуальное моделирование и набор открытых библиотек, содержащих различные алгоритмы обработки данных, позволяют быстро создавать необходимые процедуры обработки данных. Самостоятельное создание необходимых методов обработки данных позволяет пользователю понимать логику реализовываемых процедур и верифицировать их средствами Simulink. На рисунке 2.1. представлен пример модели в Simulink, имеющей один вход (In1) и один выход (Out1).

Создав необходимую процедуру обработки данных, пользователь имеет возможность получить код созданной модели с помощью программы Real-Time Workshop (далее - RTW), входящей в Simulink. RTW автоматически генерирует С-коды непосредственно из моделей Simulink, построенных по определенным правилам (см. приложение В). Схема процесса получения алгоритмов математических процедур представлена на рисунке 2.2.

 

Рисунок 2.1 - Пример модели, построенной в Simulink

 

Рисунок 2.2 - Последовательность действий для получения алгоритмов математических процедур

Таким образом, решение требования ТЗ о предоставлении простого и удобного механизма создания процедур математической обработки данных возможно при использовании пакета Simulink и разработки требований к создаваемым моделям, для возможности получения их кода на языке Си.

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: