電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)圖形系統(tǒng)的基于COM的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)圖形系統(tǒng)的基于COM的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

戴賽¹　李曉明¹　陳少明²

　　（1．武漢大學(xué)，湖北武漢430072；2．孝南供電局，湖北孝感432000）
    摘　要　針對(duì)電力系統(tǒng)中應(yīng)用軟件圖形系統(tǒng)復(fù)用性不強(qiáng)的問題，提出了一種采用組件對(duì)象模型技術(shù)開發(fā)電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)圖形系統(tǒng)的方法。該方法開發(fā)的實(shí)時(shí)圖形系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)圖形的繪制、圖形編輯和圖形狀態(tài)的實(shí)時(shí)控制等，并可開放地為其它軟件提供服務(wù)。
    關(guān)鍵詞　COM技術(shù)　電力系統(tǒng)　圖形生成

0　引　言　　
　　隨著電力系統(tǒng)信息化的不斷發(fā)展，在一個(gè)電力企業(yè)內(nèi)部，往往同時(shí)存在著不同廠家開發(fā)的各種電力系統(tǒng)應(yīng)用軟件，如SCADA系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、操作票智能生成系統(tǒng)等。在這些應(yīng)用軟件中，經(jīng)常要有界面友好的圖形系統(tǒng)，它們是由不同的開發(fā)廠家分別獨(dú)立開發(fā)，雖然能滿足各自的要求，但不能做到很好的系統(tǒng)集成，往往存在著功能重復(fù)設(shè)計(jì)，即增加一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，整個(gè)圖形系統(tǒng)又要重復(fù)設(shè)計(jì)，重復(fù)開發(fā)等問題，這樣極大地浪費(fèi)了開發(fā)人員的時(shí)間，增加了企業(yè)的負(fù)擔(dān)。增強(qiáng)軟件復(fù)用性，提高軟件生產(chǎn)率是一個(gè)亟待解決的問題。
　　電力企業(yè)的應(yīng)用軟件應(yīng)按照系統(tǒng)開放的原則，遵循共同的標(biāo)準(zhǔn)，做到插入兼容性（Plug－Compatible），從而提高系統(tǒng)集成度。微軟公司推出的COM／DCOM標(biāo)準(zhǔn)為此提供了有效的工具。
　　組件對(duì)象模型（Component Object Model／Distribute COM即COM／DCOM）技術(shù)是繼模塊化、結(jié)構(gòu)化，面向?qū)ο箝_發(fā)方法之后，發(fā)展起來的又一新的軟件開發(fā)方法。它主要思想是將一個(gè)對(duì)象的外觀（接口）同其工作方式（實(shí)現(xiàn)）分離開來^〔1〕，這一封裝思想應(yīng)用到二進(jìn)制層次上，使得我們可以在COM架構(gòu)下開發(fā)出各種各樣的功能專一的軟件“積木塊”，然后根據(jù)需要將其裝配起來構(gòu)成復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)， 大程度地實(shí)現(xiàn)了軟件的復(fù)用。

1　組件對(duì)象模型
1．1　COM標(biāo)準(zhǔn)
　　COM標(biāo)準(zhǔn)括規(guī)范和實(shí)現(xiàn)兩大部分。COM規(guī)范是一套為組件架構(gòu)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的文檔，它定義了組件與組件之間的通信機(jī)制，這些規(guī)范不依賴任何特定的語言和操作系統(tǒng)。COM實(shí)現(xiàn)部分是一個(gè)COM庫（COM Library）的API（ApplicationProgramming Interface），它為COM規(guī)范的具體實(shí)現(xiàn)提供核心服務(wù)。
1．2　COM工作原理
　　COM本質(zhì)上是客戶機(jī)／服務(wù)器（C／S）模式。當(dāng)客戶通過傳遞一個(gè)組件類的CLSID（ClassIdentifier）請(qǐng)求其服務(wù)時(shí)，Windows通過注冊(cè)表透明地查找到組件對(duì)象地址，然后創(chuàng)建該組件對(duì)象，并把客戶請(qǐng)求的接口指針回傳給客戶。在COM模型中，客戶請(qǐng)求服務(wù)時(shí)，只是通過GUID（GloballyUnique Identifier）獲取接口指針，從而調(diào)用其相應(yīng)的成員函數(shù)。而COM對(duì)象對(duì)客戶而言是不可見的，客戶只是通過接口才感受到對(duì)象的存在。對(duì)客戶而言，接口便是一切。
　　COM接口規(guī)范規(guī)定，所有接口都必須直接或間接地從IUnknown接口繼承。IUnknown接口只有3個(gè)函數(shù)：QueryInterface（）用于接口查詢，AddRef（）和Release（）用來維護(hù)對(duì)象的生存期管理。COM對(duì)象可支持多個(gè)接口。
　　C＋＋通過實(shí)現(xiàn)繼承來支持重用，即一個(gè)類繼承其基類的代碼或?qū)崿F(xiàn)，COM對(duì)象重用機(jī)制為接口繼承，它指的是一個(gè)類繼承其基類的類型或接口，實(shí)現(xiàn)方法有2種：容（containment）或聚合（aggregation）。容是指外部對(duì)象A作為內(nèi)部對(duì)象B的客戶調(diào)用內(nèi)部對(duì)象B的方法來實(shí)現(xiàn)自己的功能。
　　聚合是指外部對(duì)象A將內(nèi)部對(duì)象B的接口暴露出來，就象它自己的接口一樣。
　　組件程序通常有2種實(shí)現(xiàn)形式：一種是動(dòng)態(tài)鏈接庫，運(yùn)行時(shí)客戶程序與組件程序運(yùn)行在同進(jìn)程地址空間，故也叫進(jìn)程內(nèi)組件；另一種形式是EXE文件，這種組件運(yùn)行時(shí)，客戶程序和組件程序運(yùn)行在不同的進(jìn)程地址空間，故也叫進(jìn)程外組件。
　　當(dāng)跨越機(jī)器的邊界時(shí)，為適應(yīng)分布式環(huán)境，微軟推出了DCOM，進(jìn)一步提供位置透明性。
　　總的來說，COM的特點(diǎn)有：語言無關(guān)性。它采用的是一種二進(jìn)制代碼級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)，而非源代碼級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)；進(jìn)程透明性。客戶與服務(wù)器既可以在一個(gè)進(jìn)程中，也可不在一個(gè)進(jìn)程中；位置透明性。客戶與服務(wù)器既可以在1臺(tái)機(jī)器上，也可跨越網(wǎng)絡(luò)；版本兼容。組件可以在不妨礙已有客戶的情況下被升級(jí)。
1．3　COM組件開發(fā)
　　現(xiàn)在微軟公司在VisualC＋＋中提供了2種方法來開發(fā)COM組件：MFC庫（MicrosoftFoundation Class Library）和ATL模板庫（ActiveTemplate Library）。MFC不僅可用于建立COM應(yīng)用，而且是一套Windows平臺(tái)上各種應(yīng)用開發(fā)的基本類庫。ATL主要側(cè)重于開發(fā)一些小巧、快捷的COM組件。
2　電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法
2．1　總體設(shè)計(jì)
　　文章致力于利用MFC庫開發(fā)一個(gè)可復(fù)用的電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)的圖形系統(tǒng)，從而為眾多電力系統(tǒng)應(yīng)用軟件提供開放的、統(tǒng)一的圖形用戶界面。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。  

　　
　　作為一個(gè)圖形子系統(tǒng)，要有良好的用戶界面，每種圖元都應(yīng)有顯示、編輯、刪除等功能，即圖形元件的顯示、旋轉(zhuǎn)、縮放、移動(dòng)、填充顏色、狀態(tài)改變等子操作。
　　為保證圖形系統(tǒng)實(shí)時(shí)反映設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)，需要將本系統(tǒng)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫相連，動(dòng)態(tài)刷新設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)，以滿足電力系統(tǒng)對(duì)圖形系統(tǒng)實(shí)時(shí)的要求。
　　為保證繪圖子系統(tǒng)有更好的重用性，本系統(tǒng)還將圖元屬性保存在數(shù)據(jù)庫中，以便與其它系統(tǒng)更高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)庫要保留元件的靜態(tài)參數(shù)和狀態(tài)屬性。
2．2　繪圖子系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)
　　在開發(fā)時(shí)，我們選用MFC庫來開發(fā)各組件對(duì)象。MFC庫作為事實(shí)上的Windo

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