植物人多通道唤醒系统评价软件设计说明书汇编.doc

第1章 系统软件设计的相关技术 作为虚拟仪器来说它的核心是软件。设计一个系统，在确定了硬件平台之后，就可以通过改变软件设置来实现不同的仪器功能。然而在设计、实现虚拟仪器的软件系统时，需要考虑众多因素，如硬件需求、计算机硬件、操作系统。 1.1 程序模块化设计概述 数据采集系统的性能在很大的程度上取决于其他应用软件的研究与开发，搜一再明确了系统设计目标之后，应该采用好的程序开发方法，如结构化设计方法、模块化思想、多线程以及软件系统的评价标准等等。 1.1.1 程序设计的模块化原则 模块化结构是所有设计良好软件系统的基本特点，任何一个大的程序系统，总是有若干功能相对独立的模块组成。好的软件结构应体现自顶向下的控制方式，模块之间的控制表现为统帅和从属的关系[17]。 信息抽象与信息隐含式模块的基本特征。模块实际上反映了数据与过程的抽象。在模块化问题求解时，在最高抽象级可以采用面向问题的环境语言的抽象术语进行描述；而在较低抽象级，则可采用过程性术语。模块化的概念加上逐步求精的办法，就把面向问题的术语和面向现实的术语两者结合起来。 模块独立性有两个定性的标准度量：即内聚和耦合，如图4.1所示。块间联系是指模块之间的联系，块间联系越小，模块独立性越高。块内联系是指模块内部各部分之间的联系，一个模块的块内联系大，模块独立性提高。好的模块结构，块间联系应尽可能小，块内联系应尽可能大。 图4.1 模块化结构 1.1.2 软件系统的模块化设计原则 为使研制出的软件具有良好的可靠性、易维护性、易扩充性及易装卸性，软件设计应遵循规范化的模块化设计原则[18]。 （1）自顶向下逐步求精的设计方法 软件设计往往在开始时不了解问题的全部细节，只能对问题做出全局性的决策，即设计表征解决问题一般策略的抽象算法。对抽象算法做进一步求精，进入下一层抽象。再求精过程的每一步，抽象概念都会被精细化。 （2）根据逻辑功能划分物理模块 ①模块的分解：消除重复的功能部分，使得模块的块内联系较高，块间联系较低； ②模模块的合并； ③模块的复制。 （3）模块的作用范围应处在模块的控制范围之内 模块的作用范围是指模块内判定影响的范围。只要某模块中含有依赖于某种判定操作，则该模块就处于判定的作用范围之内。 （4）依据逻辑功能确定模块之间的调用关系 模块之间的调用与被调用，决定于模块各自的逻辑功能，因而对模块的扇入扇出并无加以限制的必要。 （5）模块接口应保持简明 降低模块接口的复杂性，是模块设计中必须考虑的问题。保持模块接口的简明，一方面必须减少模块间的信息传递量，更重要的是使所传递的必要信息具有明确的逻辑含义。 （6）模块保持单入口性质 单入口模块，易于理解，同时降低错误的发生率。模块的出口可以有多个，但是均有明确的逻辑含义。 （7）模块结构增加中间判断层次，提高可扩充性 1.1.3 软件系统模块化在本设计中的应用 系统程序的主要功能为模块划分的标准，其他包括系统管理，数据实时采集，数据实时保存，历史数据查询等功能。 1.2 数据库技术 数据库技术是信息系统的一个核心技术。是一种计算机辅助管理数据的方法，它研究如何组织和存储数据，如何高效地获取和处理数据。是通过研究数据库的结构、存储、设计、管理以及应用的基本理论和实现方法，并利用这些理论来实现对数据库中的数据进行处理、分析和理解的技术。即：数据库技术是研究、管理和应用数据库的一门软件科学。 数据库设计及困难有重要。确定合理的表结构、表之间的合理联系、恰当的数据约束和其他的结构化组成，是一项具有挑战性的工作，因此我们要理解数据库技术所涉及到以下几个最重要的概念： （1）数据库是长期存储于计算机内、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可谓一定范围内的各种用户共享。数据库不仅要反映数据本身的内容，而且要反应数据之间的联系。在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。 （2）数据模型是根据特征的抽象，描述的是数据的共性。数据模型应满足三个方面的要求：一是能比较真实的模拟现实世界；二是容易为人们所理解；三是便于在计算机上实现。一种数据模型要很好地满足这三个方面的要求在目前很困难，在数据库系统中针对不同的使用对象和应用目的，采用逐步抽象的方法，在不同层次采用不同的数据模型，一般分为三层，即物理层、逻辑层和概念层。 （3）数据管理系统是操纵和管理数据库的软件系统，它由一般计算机程序构成，管理并控制数据资源的使用。他是数据库系统的核心，主要是实现共享数据有效的组织、管理和存取，他的基本功能包括以下几个方面： ①数据定义功能：对数据库的结构进行描述，包括外模式、模式、内模式的定义；数据库完整性的定义；完全保密定义，存储路径定