计算机论文：气候观测综合计量检定装置用户系统设计

 　　摘要："气候观测综合计量检定装置"中用户系统的设计方案采用局域网作为信息交换手段，以增量模型提高系统的稳定性和开发的灵活性，利结构化方法和面向对象方法相结合的方式完成软件的开发，采用PERT技术实现开发过程的控制。文章重点介绍了该系统的软件开发模型及其开发方法，并对其软件配置的管理进行了说明。
　　关键词：软硬件；网络；模型；开发
　　为国家减灾防灾工作提供有效的技术支撑，是气象服务工作的主要任务之一。高质量的气象服务与气象探测资料的准确性与可靠性密切相关，而气象探测资料的质量又直接受到探测仪器技术性能的影响。通过技术手段，在探测仪器的研发阶段后期对探测仪器的技术性能进行全面考核和评价，是保证其技术性能够满足气象探测工作要求的重要环节。同时，在探测仪器的生产过程中，定期或随机的进行探测仪器技术性能的评估，也是保证探测仪器产品质量的重要手段。受到技术条件的限制，长期以来对于探测仪器的技术性能评估严重依赖于现场试验，从而带来评估结果随机性较大，工作周期漫长等问题，对探测仪器技术的发展造成了明显的影响。
　　为解决以上问题，中国气象局气象探测中心自2007年起开展了公益性行业科研专项项目"气候观测综合计量检定技术研究"的研究工作，主要目标是通过建立基于温、湿、压和太阳辐射4个气象参量的综合气候模拟装置，在实验室内完成探测仪器的测量性能评估工作，以提高评估结果的普遍性,加速其评估周期。气候观测综合计量检定装置是本项目研究的核心内容，其中用户系统作为该装置实现试验流程控制、人机交互以及数据采集、处理、存储的单元，其设计的合理性与科学性对于气候观测综合计量检定系统的稳定运行具有重要的作用。用户系统硬件结构由数据采集装置、实验控制终端、系统维护终端、业务管理终端、数据服务器、备份服务器、路由器、交换机以及打印机组成。
　　总体结构以通用性、标准化为指导，参照行业应用规范，继承先进成熟技术方法，以稳定的数据采集、信息交换为基础，以建立安全可靠、分类合理的数据库服务器系统为核心，实现课题目标任务。数据采集装置的主要功能是采集安置于气候观测综合计量检定装置试验区域内的被检测仪器的测量结果以及计量标准仪器所提的标准量值。考虑到探空仪等无线传输仪器的测量性能评估需要，采集包括无线和有线两种方式。数据采集装置完成数据采集及预处理后，通过内部网络传输给实验控制终端。
　　实验控制终端负责处理实验参数设置、实验过程控制、实验数据处理等实时业务。实验控制终端具备测试现场的"检定环境参数预设"功能，供环境模拟装置自动参数设置。同时以数字及图形方式，动态显示工况及错误告警。实验控制终端完成实验数据的处理后，将其通过现场局域网传送至数据服务器进行保存。
　　业务管理终端主要用以处理任务分发、结果审核、证书出具、资料归档、数据查询等非实时业务。系统维护终端主要完成权限设置、数据恢复、系统升级、故障排除等系统维护工作.基于局域网结构，业务管理终端与系统维护终端在任务负荷有限的条件下，可以合并设置。两台数据库服务器形成主从热机备份工作模式。该服务器主要集文件服务、数据库服务于一体(兼顾WEB服务）。在检定业务工作状态，数据文件上传与下载频繁，数据量大,实时的数据处理转贮及分时段的数据备份尤为重要。作为整个系统正常运行的核心，服务器需要有较强的数据处理能力；当系统未来的业务量增加时，可通过系统升级平滑地适应新业务要求。而且，作为系统的核心处理部件，服务器应能够提供足够存储能力和数据备份/恢复工具；服务器应具有高可靠性，保证系统能够长时间无故障运行。系统数据库采用得到业界广泛认同的Oracle软件系统?
　　该系统具有资源利用率高，语言接口丰富，可移植性好的特点，有利于提高业务管理系统的开发效率和简化后期维护工作。软件开发模型是软件开发全部过程、活动和任务的结构框架。针对不同任务，软件开发模型也具有丰富的形式。但是，总体而言均可以归入瀑布模型、原型模型、RAD模型、增量模型和螺旋模型等五种类型。瀑布模型M以计划、开发以及运行来表述软件生存周期的3个不同阶段，根据软件的复杂程度，每一个阶段又可以进行逐级细分，从而形成一个顺序执行工作程序。瀑布模型对软件的生存周期进行严格控制。软件开发和维护的每一个工作程序均采用明确清晰的文档进行记录和描述，质量保障团队可以利用这些文档对开发效果进行精确评审，以保证能够尽早发现问题，消除隐患，降低成本,使软件的开发和维护可以得到有效的管理。
　　原型模型针对用户的主要思想快速建立一个反映用户主要需求的原型，开发人员就所建立的原型与用户进行交流后，根据用户意见对原型进行改进。在开发的实践中，上述过程可能需要多次重复，直到建立完成完全符合用户需求的用户系统为止。RAD模型基本类似于瀑布模型，但是更着重于使用基于组件的构造方法实现软件的快速开发。从总体工作流程来看，其实质是一个采用顺序工作流程的快速软件开发模型。
　　螺旋模型是一个综合软件开发模型。它不但综合了上述模型的特征，也更为突出开发过程的风险控制。该模型采用由核心向外围逐步扩展的工作流程,强调在每一个功能模块的开发初始阶段即确定限制条件和可选方案，这一特点不但有利于实现模块的复用，同时也使得软件的质量成为软件开发的一个特定目标。尽管具有以上优势，但是对于风险分析的强调也对于软件开发人员提出了更高的要求，因此该模型往往被应用于大型软件的开发工作。