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基于组件技术的人机界面（HMI）研究

作　者: 马伟民
导　师: 严义
学　校: 杭州电子科技大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 组件 人机界面 嵌入式系统 源码
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 115次
引　用: 2次
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内容摘要


随着工业控制技术的蓬勃发展,人机界面(Human-Machine Interface, HMI)的需求量正在大幅度的增加,但是其开发方法大都采用为某一个具体的应用定制开发专用的人机界面,这种方法开发效率低、维护成本高,已越来越不适应于当今嵌入式软件的发展趋势。组件技术由于其高效性和可靠性已广泛应用于传统软件的开发之中,在嵌入式领域也已开始有所发展。本文在分析了目前流行的一些通用组件模型和嵌入式组件模型的基础上,结合人机界面的特点,设计了一种嵌入式组件模型——CCS组件模型。文章描述了人机界面的工作原理、特点和软硬件的构成方法,介绍了当前通用的三种组件模型:COBRA、COM/DCOM、EJB,并指出了通用组件模型在嵌入式系统中不适用的原因。着重分析了当前几个优秀的嵌入式组件模型:Koala、PECOS、CCOM,讨论了这些组件模型的优缺点,并根据人机界面的特点,说明了不能直接应用于人机界面的原因。在分析以上组件模型的基础上,结合组件软件工程的方法,提出了一种适用于嵌入式人机界面的组件模型——CCS。文中对CCS组件模型的定义主要从以下几个方面进行:(1)模型元素的定义方法:CCS组件模型分为组件体、输入接口、输出接口、连接桥和动作这五个元素,文章对这五个元素的定义方法和特点做了详细的说明,并给出了元素之间的连接关系。(2)基于语言无关性的定义方法:设计了三种第三方定义语言:接口定义语言、连接桥定义语言和组件定义语言,他们和具体的编程语言无关,实现了定义的接口平台无关性。(3)基于数据流的组件组合方法:介绍了基于数据流的组件组合模型,并给出了CCS组件的四种组合运算方法:顺序组合运算、使用组合运算、选择组合运算、协作组合运算。(4)基于源码的组件复用方法:介绍了基于源码的复用两种方法,并在CCS组件模型中进行了改进。最后给出了CCS组件模型在人机界面中的使用方法,包括以下几个方面:(1)介绍了基于CCS组件模型的人机界面的五个组成部分,包括:图形界面设计系统、引擎程序、人机界面数据化表示、引导程序、引擎组件配置系统。(2)以通信协议组件的设计为例,介绍了引擎可重构的设计方法;(3)介绍了通过图形界面设计软件设计人机界面的图形界面的三个步骤:需求分析、界面设计、设计结果验证。(4)将该方法具体应用于文本显示器的开发中。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章 绪论  12-16
  1.1 选题背景及意义  12-13
  1.2 国内外发展现状  13-14
    1.2.1 组件技术的国内外发展现状  13-14
    1.2.2 人机界面的国内外发展现状  14
  1.3 课题内容及本人所作的工作  14
  1.4 论文组织  14-16
第二章 组件技术与嵌入式人机界面  16-30
  2.1 人机界面概述  16-20
    2.1.1 人机界面的基本概念  16
    2.1.2 人机界面的主要功能  16-17
    2.1.3 人机界面的工作原理  17-18
    2.1.4 人机界面的特点  18
    2.1.5 人机界面的构成  18-20
  2.2 通用组件模型介绍  20-22
    2.2.1 COBRA  20
    2.2.2 COM/DCOM  20-21
    2.2.3 EJB  21-22
  2.3 通用组件模型在嵌入式系统中不适用  22-23
  2.4 嵌入式组件模型介绍  23-24
    2.4.1 Koala  23
    2.4.2 PECOS  23-24
    2.4.3 CCOM  24
    2.4.4 嵌入式组件模型在人机界面中不适用  24
  2.5 组件软件工程  24-30
    2.5.1 组件与组件模型  25-26
    2.5.2 基于组件的嵌入式软件开发过程  26-27
    2.5.3 对组件软件工程的要求  27-30
第三章 CCS 组件模型的定义  30-45
  3.1 组件模型  30-35
    3.1.1 组件体（Component Body）  30-31
    3.1.2 输入接口（In Port）和输出接口（Out Port）  31-32
    3.1.3 连接桥（Connection Bridge）  32-33
    3.1.4 动作（Function）  33-34
    3.1.5 模型元素关系  34-35
  3.2 定义语言  35-39
    3.2.1 接口定义语言  35-36
    3.2.2 连接桥定义语言  36-37
    3.2.3 组件定义语言  37-39
  3.3 基于数据流的组合组件  39-42
    3.3.1 基于数据流的组件组合模型  39-40
    3.3.2 父组件与其子组件的关系  40
    3.3.3 组件的四种组合运算方法  40-42
  3.4 基于源码的组件复用技术  42-45
    3.4.1 基于源码的组件复用技术的优点  42
    3.4.2 源码的复用方法  42-44
    3.4.3 基于源码的组件复用  44-45
第四章 CCS 组件模型在人机界面的应用  45-66
  4.1 人机界面系统的设计需求  45-46
  4.2 人机界面的组成  46-57
    4.2.1 图形界面设计系统  46-48
    4.2.2 引擎程序  48-50
    4.2.3 人机界面数据化表示  50-55
    4.2.4 引导程序Boot Loader  55-56
    4.2.5 引擎组件配置系统  56-57
  4.3 跨平台的人机界面设计  57-58
  4.4 人机界面的设计与实现  58-63
    4.4.1 人机界面引擎的可重构设计  58-62
    4.4.2 图形界面的设计  62-63
  4.5 在文本显示器中的具体应用  63-66
    4.5.1 文本显示器引擎  63-64
    4.5.2 图形界面设计软件  64-65
    4.5.3 企业应用  65-66
第五章 总结与展望  66-68
  5.1 论文的工作总结  66
  5.2 进一步的工作及展望  66-68
致谢  68-69
参考文献  69-73
附录  73-74
详细摘要  74-76

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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