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《中国科学技术大学》 2006年
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用于建立ICF实验控制系统的软件框架研究和开发

张弛  
【摘要】:惯性约束聚变(ICF)实验控制系统(ECS)是ICF实验中的重要组成部分。目前在ICF实验中,我国的软件系统建设方面与国外相比还存在很大的差距,直到现在还没有建立起一个自动化、智能化、功能完善的实验综合控制系统。随着ICF研究的进一步发展和新一代装置的建造,我国ICF实验迫切需要建立一套完备的实验控制系统,以提高实验仪器的自动化程度,加强整个实验综合控制和管理能力,从而提高打靶效率。本论文在开发ICF实验控制系统的方法上进行了探索性研究,确立了系统模型和基本架构,建了一个统一的开发环境,用以解决当前ICF实验控制中存在的缺陷。 本文首先简单介绍了ICF实验的概况和国内外ICF实验控制系统的研究现状,指出了目前国内ICF实验领域控制系统存在的差距与缺陷,阐述了开发新控制系统和建立统一开发环境的必要性。 作为一个大型复杂的软件系统,要求具有良好的扩展性、可维护性和很强的生命力,并具有强大的功能。比较好的方法就是提供专门的软件开发框架。ICFRoot是一个基于ROOT,专门为ICF实验而开发的软件框架,目前主要完成实验数据分析处理。作为研究的具体对象,还介绍了ICF实验靶诊断系统。 结合现有的实验物理基础和“神光—Ⅲ”原型系统规划,本文对ICF控制系统进行了详细完整的分析,包括外部环境、系统交互、用户需求以及基本流程,建立了系统交互模型和应用模型。在此基础上,对计算机软件的主流方法和技术(包括面向对象技术、体系结构、模式、组件技术、框架技术、分布式技术等)进行了分析,提出了以软件复用为原则、以体系结构为中心的面向对象的基于组件和框架的软件开发方法,整个开发过程是迭代和增量式的。 为了适应ICF实验不断发展和更大范围的应用的需要,将软件产品线的开发思想应用到设计中,提出了以ROOT为基础,采用CORBA规范的总线式组件体系结构,对框架进行了分析、设计和实现。 最后,为测试框架内部功能和联系,探讨框架用于ICF控制系统开发的能力和适用范围,本文开发了靶诊断控制系统原型。原型系统给出了开发ICF控制系统的通用模式,在开发过程中充分体现了框架的代码复用性和设计复用性。 本论文的主要创新之处在于:
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP311.52

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【参考文献】
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