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談機電一體化系統中的軟件系統設計

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談機電一體化系統中的軟件系統設計

摘要:提出目前機電一體化系統中軟件系統設計上存在的若干問題,結合機電一體化系統發展趨勢,借鑑軟件工程學的方法和理論,在理論上提出若干可行的解決方法,對機電一體化系統的軟件系統設計具有指導意義。並對未來機電一體化系統中的軟件系統設計方向展望。
  關鍵詞:機電一體化 軟件工程
  引言
  隨着機電一體化的進程加快加深,機電一體化系統中對軟件系統的設計要求也越來越高。
  但是,在很多機電一體化系統的設計中,設計者對軟件系統的設計過程中還是存在很多片面的理解,軟件設計中存在很多不規範的因素,甚至有些存在嚴重的不足。本文就機電一體化系統中軟件系統的開發進行了一些探討,並對軟件在機電一體化系統中的發展進行了一些展望。1 機電一體化系統中軟件系統的重要性20世紀70~80年代爲機電一體化系統的蓬勃發展階段。這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術的發展,爲機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展,爲機電一體化的發展提供了物質基礎。
  在機電一體化系統發展中,智能化是一個很重要的發展方向。人工智能在機電一體化建設中的研究日益得到重視,機器人與數控機牀的智能化就是重要應用。這裏所說的“智能化”
  是對機器行爲的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。誠然,使機電一體化產品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。
  從機電一體化系統的發展過程中和未來的發展方向上看,計算機技術始終處於一個關鍵的'位置,是一體化、自動化、智能化進程中的關鍵紐帶。然而,計算機只是一個軟件執行的平臺,它所提供的是高效率的數據處理,而真正在機電一體化系統中起作用並控制計算機做有效工作的則是凝結了人們智慧結晶的各類軟件。。一些大型的並且獨立的軟件(比如:pro/e、AuIoa氣D、ANSYS等)並不在這篇文章的討論之中。雖然它們在機電一體化系統中起着至關重要的作用,並且已經發展地相當成熟,但本文所討論的是針對那些具體的工程中,在機電一體化系統的設計中,爲了滿足具體工程所提出的具體要求和細節而需要我們獨立開發和設計的軟件系統。
  2 當前機電一體化系統中軟件系統存在的問題
  隨着機電一體化系統的飛速發展,軟件系統的發展並沒有跟上其步伐。相比程序語言的發展和軟件在其他領域的應用中,則更顯落後。主要表現在:
  2.1 編程語言不夠強大目前,在機電一體化系統的開發過程中,大量應用的還是彙編語言和C語言,C++語言應用也很廣泛,所用的開發平臺無外乎BC、TC、VC等。之所以說其不夠強大,並非指這些語言本身不能夠勝任目前的機電一體化系統的要求。相反,它們在機電一體化系統的開發中有不可比擬的優勢,這也是這些語言得以存在並還將繼續存在的原因。但是,我們也應看到編程語言的迅速發展狀況。例如JAvA和例等,各類功能更加強大的開發平臺如:
  JBuilder、。N1玎的出現。雖然這些語言和平臺還不能很好的適用在機電一體化系統之中,但是它們的發展趨勢決定了它們將在越來越廣泛的領域中成爲主流的開發工具,它們的優勢也越來越明顯的表現出來:如方便、快捷、高效、高安全性等。2.2編程風格差一般在機電一體化系統開發過程中,從事軟件系統開發的技術人員一般不是專門從事軟件開發的人員,他們儘管對機電系統中的軟件開發很熟悉,而且有過硬的技術和奇妙的思想,但是他們之中還是有部分人在軟件系統的開發過程中不能形成良好的編程風格,比如清晰的註釋、遵守一定意義的命名規則和勻稱合理的代碼佈局。又由於所用的編程語言自身的一些問題,使得這些程序難以閱讀和維護,一旦出現錯誤,將浪費很多的時間去尋找和糾正。而且,也不利於其他技術人員進行二次開發和模組的重複組裝利用,直接影響到開發的效率。
  2.3軟件系統往往不能滿足用戶需求或不能按期完成軟件產生之初,便存在了問題,最主要的問題就是不能恰當地瞭解用戶的需求,不能提供給非專業用戶更多、更廣的選擇範圍,不能考慮到用戶未考慮到的其他應用中將會遇到的問題,從而造成開發出來的軟件無法滿足用戶需求的問題。因此,軟件系統發展過程中借鑑了工程的方法,形成了成熟的軟件工程理論,用工程學的方法知道軟件系統開發,從而提高了軟件開發的效率。但是在機電一體化系統的軟件系統設計過程中,技術人員可能更多地關注其他系統的開發,而沒有按工程的理念來開發其中的軟件系統,從而使得軟件系統沒有達到用戶的需求,甚至不能按期完成工程項目。
  2.4軟件系統開發中重複勞動較多等問題機電一體化系統中的軟件系統還存在另一個問題,