用于建立ICF實驗控制系統的軟件框架研究和開發(fā).pdf

1、慣性約束聚變(ICF)實驗控制系統(ECS)是ICF實驗中的重要組成部分。目前在ICF實驗中，我國的軟件系統建設方面與國外相比還存在很大的差距，直到現在還沒有建立起一個自動化、智能化、功能完善的實驗綜合控制系統。隨著ICF研究的進一步發(fā)展和新一代裝置的建造，我國ICF實驗迫切需要建立一套完備的實驗控制系統，以提高實驗儀器的自動化程度，加強整介實驗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實驗控制系統的方法上進行了探索性研究

2、，確立了系統模型和基本架構，建了一個統一的開發(fā)環(huán)境，用以解決當前ICF實驗控制中存在的缺陷。 本文首先簡單介紹了ICF實驗的概況和國內外ICF實驗控制系統的研究現狀，指出了目前國內ICF實驗領域控制系統存在的差距與缺陷，闡述了開發(fā)新控制系統和建立統一開發(fā)環(huán)境的必要性。 作為一個大型復雜的軟件系統，要求具有良好的擴展性、可維護性和很強的生命力，并具有強大的功能。比較好的方法就是提供專門的軟件開發(fā)框架。ICFRoot是一個基

3、于ROOT，專門為ICF實驗而開發(fā)的軟件框架，目前主要完成實驗數據分析處理。作為研究的具體對象，還介紹了ICF實驗靶診斷系統。 結合現有的實驗物理基礎和“神光-Ⅲ”原型系統規(guī)劃，本文對ICF控制系統進行了詳細完整的分析，包括外部環(huán)境、系統交互、用戶需求以及基本流程，建立了系統交互模型和應用模型。在此基礎上，對計算機軟件的主流方法和技術(包括面向對象技術、體系結構、模式、組件技術、框架技術、分布式技術等)進行了分析，提出了以軟件復

4、用為原則、以體系結構為中心的面向對象的基于組件和框架的軟件開發(fā)方法，整個開發(fā)過程是迭代和增量式的。 為了適應ICF實驗不斷發(fā)展和更大范圍的應用的需要，將軟件產品線的開發(fā)思想應用到設計中，提出了以ROOT為基礎，采用CORBA規(guī)范的總線式組件體系結構，對框架進行了分析、設計和實現。 最后，為測試框架內部功能和聯系，探討框架用于ICF控制系統開發(fā)的能力和適用范圍，本文開發(fā)了靶診斷控制系統原型。原型系統給出了開發(fā)ICF控制系統

5、的通用模式，在開發(fā)過程中充分體現了框架的代碼復用性和設計復用性。 本論文的主要創(chuàng)新之處在于： 1)在國內ICF領域，首次將軟件產品線的思想應用于具體軟件系統開發(fā)，并使用先進的軟件工程理念對系統和框架進行分析設計，包括全面使用統一建模語言(UML)和建模思想。 2)首次嘗試將ROOT軟件框架應用于ICF實驗控制領域，擴展了ROOT的應用范圍。在此之前，ROOT系統基本上沒有系統地應用于實驗控制領域。 3)首