利用软件编程和接口技术

介绍了系统开发中,通过对系统开发设计和需求分析阶段、设计及功能实现阶段、系统维护阶段来说明提高软件的可靠性.通过计算机接口技术,可以提高系统的可靠性.

【关 键 词】软件编程可靠性接口技术

1前言

随着科学技术的不断发展,计算机技术的应用越来越普遍,它被广泛应用到各种系统控制、故障检测等中,为生产技术提供了强有力的支持.为满足技术需求,愈复杂的功能所需要的计算机软件愈复杂,系统的可靠性也必将会受到影响.

2软件开发时保障软件的可靠性

2.1开发计划及需求分析阶段

在做软件开发之前需要经历一个计划阶段,在此阶段,要制定出满足工程产品需求的计划,包括弄清楚开发的目的,调查其运行环境和条件,所要求的产品需要满足什么性能,以及规划好设计过程中人员分配问题,最后还需要预估所开发产品是否可靠.需求分析阶段是建立在开发计划的基础之上的,要确定出软件开发的任务,设计开发的基本流程并要初步设计出软件的基本构架、接口数据结构等内容,另外,在此阶段还需要对产品的可靠性做更精确地判断,并建立好具体指标.

2.1.1确定功能概图

这是产品工作在不同的条件下其每个功能正常使用的概率大小问题,要确定功能概图,就必须确定产品功能的标准.这不仅仅涉及产品需要实现的目标,还包括其运行的环境因素.

2.1.2对失效进行定义和分类

不能用设计者的角度,而需要用使用者的角度来看待失效问题,需要将硬件和软件的失效区域分开,同时也要把操作过程的失效分开,并依据是否严重来划分等级.

2.1.3确定用户的可靠性要求

用户提出的可靠性要求并不是由软件设计人员单独确定,而是需要设计人员（包括软件设计和系统设计）、分析员和用户共同确定的,所以必须是一个商定的结果.

2.1.4进行平衡关系研究

在可靠性和软件功能、开发费用以及开发周期之间寻找一个平衡点,因为高的可靠性要求软件的功能不会复杂,同时高的可靠性会增加开发周期和开发费用.所以,如何平衡这几者之间的关系能达到最大利益,是前期需要考虑的问题.

2.1.5建立可靠性指标

对于系统中可能出现的每种失效都要建立对应的可靠性指标,然后将指标分配给软件和硬件.

2.2软件设计和功能实现阶段

软件设计在开发设计和需求分析阶段之后的细化阶段,在此阶段,需要对设计的各个功能模块具体化,确定好系统的体系.对各个接口要进行说明,具体表达各模块的输入输出及处理过程,也就是在开发设计的基础上详细化、具体化.

2.2.1在模块间分配可靠性指标

在确定系统体系的过程中,需要把系统分成若干模块,以方便设计检查,与此同时,还应该确保系统可靠性指标在可接受范围之内.系统分解成若干模块时,要对各模块可靠性进行要求,除了可靠性分配外还要依据所分配的值来验算系统是否可靠,否则需要再次调整.

2.2.2按可靠性指标设计

这可以有多种方法：设计恢复策略顾名思义就是只要重启系统就可以消除系统出现的失效；使用冗余软件单元是指不仅仅使用原来软件的单元,而且还使用其他冗余的软件单元来增加系统的可靠性.

2.3系统的维护阶段

在产品已经研发完成之后为了改善产品性能或者更正产品所出现的问题,需要系统进行维护.在这个阶段,需要检测产品在现场是否能可靠运行,还要将可靠性与预期相比较,以便改善系统性能,为后续开发做准备.

3接口技术

电子系统与传统机械系统是两个不同的系统,所以要实现他们的融合,就必须采用接口的方式将两者相联系.所以,接口技术在电子机械的传递中有着十分重要的作用.首先,可以利用接口将微机输入输出芯片的TTL电平转化成控制设备可以识别的其他电平,并在需要时可以放大其功率,以便能承受较大的负载.其次,接口能将微机系统和控制系统之间的干扰信号隔离掉,从而使机电系统具有抗干扰的能力.最后,当检测信号和控制信号是计算机不能正确识别的模拟信号时,就必须通过信号转换器对信号进行转换,即A/D或D/A转换.

3.1模拟信号输入接口

在控制系统中,检测得到的输出信号一般是模拟电压或电流信号,这些信号不能被计算机直接读入,需要经过转换器转换成计算机可以识别的二进制码才能让计算机读入.当读入的信号叫微弱时,需要经过功率放大后再计算.

3.2模拟信号输出接口

在控制系统中,执行器（如电机调速）往往需要模拟信号来进行控制,而控制执行器的计算机只能给出执行器无法识别的数字信号,这时必须采用采用模拟信号输出接口将计算机的数字信号转化成执行器能接受的模拟电压或电流信号,从而实现计算机对执行器的控制.

3.3开关信号通道接口

一些开关或继电器的打开与关闭需要二进制的“1”和“0”信号来控制,所以,这新信号需要有开关信号通道接口的转化得到才能输入给开关或继电器,或者,将开关或继电器的信号转化后输出给计算机.

4结语

有效利用软件编程和接口技术,对于提高系统的可靠性能具有十分重要的作用,同时对于提高系统的质量也有重要意义.然而,这也是一项涉及面十分广泛的工作,需要与具体的系统结合起来才能获得更好的研究成果.