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组态软件体系结构设计

导读: 在工业组态软件开发过程中,软件所应用的环境决定了软件的体系结构,一般实时性要求比较高的,可以采用c/s结构,要求能在广域网中发布的(分布性高),可以采用b/s结构,如果实时性和分布性都要求比较高的可以采用c/s、b/s混合模式。

1 引言

  组态软件(hmi)是国内对scada(supervisory control and data acquisition,监控和数据采集)系统的一种流行的简称。它是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统,它可以对现场的运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、测量、各类信号报警、设备控制以及参数调节等各项功能。

  随着现代工业生产规模的日益扩大,工业自动化应用日益呈现规模化、复杂化和广域分布化特性,同时随着信息化时代的到来,使得用户对组态软件的功能和结构都提出了更高的要求。针对不同的行业,其对组态软件的实时性、多任务性、分布性等的要求也不一样。例如航天、电力等领域对实时性和分布性要求较高,对分布性要求相对较低。而环境、供水供气等行业对实时性要求较低,对分布性要求较高。由于行业条件要求的差异,相应的组态软件的体系结构也会有所差别。

2 c/s、b/s体系结构

  c/s (客户机/服务器)和b/s(浏览器和服务器)是当今的两大主流技术。c/s是美国borland公司最早研发,b/s是美国微软公司研发。两种体系结构各有优劣,因此也可将两种体系结构混合使用。

  2.1c/s体系结构

  c/s软件体系结构,即client/server(客户机/服务器)结构,有两层结构和三层结构。三层结构将应用功能分成表示层、功能层和数据层三个部分。它是两层结构的进化,主要解决客户机负荷太重、数据安全性低等局限。下面主要讲三层c/s软件体系结构。

  表示层是应用的用户接口部分,它担负着用户与应用间的对话功能。它用于检查用户从键盘等输入的数据,显示应用输出的数据。为使用户能直观地进行操作,一般要使用图形用户接口,操作简单、易学易用。在变更用户接口时,只需改写显示控制和数据检查程序,而不影响其他两层。检查的内容也只限于数据的形式和取值的范围,不包括有关业务本身的处理逻辑。

  功能层相当于应用的本体,它是将具体的业务处理逻辑编入程序中表示层和功能层之间的数据交往要尽可能简洁。通常,在功能层中包含有确认用户对应用和数据库存取权限的功能以及记录系统处理日志的功能。功能层的程序多半是用可视化编程工具开发的。

  数据层就是数据库管理系统,负责管理对数据库数据的读写。数据库管理系统必须能迅速执行大量数据的更新和检索。

  与传统的二层结构相比,三层c/s结构具有以下优点:

  (1)允许合理地划分三层结构的功能,使之在逻辑上保持相对独立性,从而使整个系统的逻辑结构更为清晰,能提高系统和软件的可维护性和可扩展性。

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