用于建立ICF實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)的軟件框架研究和開發(fā).pdf

1、慣性約束聚變(ICF)實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)(ECS)是ICF實(shí)驗(yàn)中的重要組成部分。目前在ICF實(shí)驗(yàn)中，我國的軟件系統(tǒng)建設(shè)方面與國外相比還存在很大的差距，直到現(xiàn)在還沒有建立起一個(gè)自動(dòng)化、智能化、功能完善的實(shí)驗(yàn)綜合控制系統(tǒng)。隨著ICF研究的進(jìn)一步發(fā)展和新一代裝置的建造，我國ICF實(shí)驗(yàn)迫切需要建立一套完備的實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)，以提高實(shí)驗(yàn)儀器的自動(dòng)化程度，加強(qiáng)整介實(shí)驗(yàn)綜合控制和管理能力，從而提高打靶效率。本論文在開發(fā)ICF實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)的方法上進(jìn)行了探索性研究

2、，確立了系統(tǒng)模型和基本架構(gòu)，建了一個(gè)統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境，用以解決當(dāng)前ICF實(shí)驗(yàn)控制中存在的缺陷。 本文首先簡(jiǎn)單介紹了ICF實(shí)驗(yàn)的概況和國內(nèi)外ICF實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，指出了目前國內(nèi)ICF實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域控制系統(tǒng)存在的差距與缺陷，闡述了開發(fā)新控制系統(tǒng)和建立統(tǒng)一開發(fā)環(huán)境的必要性。 作為一個(gè)大型復(fù)雜的軟件系統(tǒng)，要求具有良好的擴(kuò)展性、可維護(hù)性和很強(qiáng)的生命力，并具有強(qiáng)大的功能。比較好的方法就是提供專門的軟件開發(fā)框架。ICFRoot是一個(gè)基

3、于ROOT，專門為ICF實(shí)驗(yàn)而開發(fā)的軟件框架，目前主要完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理。作為研究的具體對(duì)象，還介紹了ICF實(shí)驗(yàn)靶診斷系統(tǒng)。 結(jié)合現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)物理基礎(chǔ)和“神光-Ⅲ”原型系統(tǒng)規(guī)劃，本文對(duì)ICF控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)完整的分析，包括外部環(huán)境、系統(tǒng)交互、用戶需求以及基本流程，建立了系統(tǒng)交互模型和應(yīng)用模型。在此基礎(chǔ)上，對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的主流方法和技術(shù)(包括面向?qū)ο蠹夹g(shù)、體系結(jié)構(gòu)、模式、組件技術(shù)、框架技術(shù)、分布式技術(shù)等)進(jìn)行了分析，提出了以軟件復(fù)

4、用為原則、以體系結(jié)構(gòu)為中心的面向?qū)ο蟮幕诮M件和框架的軟件開發(fā)方法，整個(gè)開發(fā)過程是迭代和增量式的。 為了適應(yīng)ICF實(shí)驗(yàn)不斷發(fā)展和更大范圍的應(yīng)用的需要，將軟件產(chǎn)品線的開發(fā)思想應(yīng)用到設(shè)計(jì)中，提出了以ROOT為基礎(chǔ)，采用CORBA規(guī)范的總線式組件體系結(jié)構(gòu)，對(duì)框架進(jìn)行了分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。 最后，為測(cè)試框架內(nèi)部功能和聯(lián)系，探討框架用于ICF控制系統(tǒng)開發(fā)的能力和適用范圍，本文開發(fā)了靶診斷控制系統(tǒng)原型。原型系統(tǒng)給出了開發(fā)ICF控制系統(tǒng)

5、的通用模式，在開發(fā)過程中充分體現(xiàn)了框架的代碼復(fù)用性和設(shè)計(jì)復(fù)用性。 本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新之處在于： 1)在國內(nèi)ICF領(lǐng)域，首次將軟件產(chǎn)品線的思想應(yīng)用于具體軟件系統(tǒng)開發(fā)，并使用先進(jìn)的軟件工程理念對(duì)系統(tǒng)和框架進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，包括全面使用統(tǒng)一建模語言(UML)和建模思想。 2)首次嘗試將ROOT軟件框架應(yīng)用于ICF實(shí)驗(yàn)控制領(lǐng)域，擴(kuò)展了ROOT的應(yīng)用范圍。在此之前，ROOT系統(tǒng)基本上沒有系統(tǒng)地應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)控制領(lǐng)域。 3)首