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    基于角色的綜合化配置工具的研究與設計

    2020-06-24 03:06:44齊曉斌李曉龍
    中國新通信 2020年2期
    關鍵詞:角色

    齊曉斌 李曉龍

    摘要:本文采用基于角色的配置方法,從不同開發(fā)者的角度出發(fā),將各個開發(fā)商分為不同的開發(fā)角色,并為每個開發(fā)角色研制一套完備的配置工具。整個工具在Eclipse環(huán)境框架下搭建而成,共分為三個部分:前端配置、后臺配置檢查、后臺配置生成。本文從開發(fā)角色的分類、開發(fā)角色各自關心的資源配置等角度出發(fā),給出整個綜合化配置工具的設計方案,方案通過使用XML Schema和XSLT結合的方式實現(xiàn)。

    關鍵詞:角色;XML;XSD;XSLT;系統(tǒng)集成者;平臺提供者;應用開發(fā)者

    ABSTRACT:. This paper grace uses to install a method according to the role, never setting out with the angle of the developer, is divided into each development company different development role, and develop a role to develop for each one a set of install tool completely. The whole tool builds but becomes under the Eclipse environment frame, is divided into three parts totally: The head install, the backstage install a check, backstage to install born. This text is each to install from the resources of[with] concern from the classification, the development role of the development role etc. the angle set out. the text give a whole design project that synthesize to turn to install tool, the project passes the way realization that the usage XML Schema combines and XSLT.

    Key words: role; XSD; XSLT; System Integrator; Platform Provider; Application Developer

    1 引言

    綜合化航空電子系統(tǒng)環(huán)境導致軟硬件的配置復雜度成倍增加,傳統(tǒng)配置工具使用困難,容易出錯,與此同時操作系統(tǒng)能力提升,也對系統(tǒng)配置工具提出更高的要求,構件化、虛擬化、安全性、確定性等特性都需要通過配置工具來體現(xiàn)和支撐。為解決以上問題,RTCA DO-297就標準給出了集成航空電子系統(tǒng)開發(fā)和認證的指導意見[1]。參照建議,可以將開發(fā)人員分為不同的角色,不同角色的開發(fā)工作盡可能的分離。在開發(fā)過程中,個人組件不需要從系統(tǒng)的其它部分獲取源碼或者二進制文件,這樣每個開發(fā)團隊可以管理自身的系統(tǒng)而獨立于其他團隊。系統(tǒng)的集成以及每個模塊的更改都可以做到最小化影響域分析。配置工具具備按角色功能將配置數(shù)據(jù)分解,并按模塊分配給不同設計人員來配置的能力。各個模塊配置數(shù)據(jù)之間的合理性需要配置檢查工具來檢查。在生成最終目標文件之前,配置檢查工具不僅要逐項檢查每個配置數(shù)據(jù)的格式、范圍的合理性,而且需要檢查各個配置數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)邏輯是否正確。

    2 配置工具的組成

    2.1 工具的使用角色分類

    參考DO-297標準,如圖 1所示本文將綜合化操作系統(tǒng)開發(fā)過程中的參與者,即配置工具的使用者,劃分為系統(tǒng)集成者(SI,System Integrator)、平臺/模塊供應者(PP,Platform and Module Provider)和應用開發(fā)者(AD,Application Developer)三類。

    平臺/模塊供應者負責提供硬件設備和基礎軟件相關配置數(shù)據(jù)。平臺提供者應配合系統(tǒng)集成者對平臺資源進行分配預算。平臺/模塊供應者給應用開發(fā)者和系統(tǒng)集成者提供開發(fā),測試和部署應用的平臺軟件。在平臺和模塊開發(fā)過程中生成的主要數(shù)據(jù)有:IMA平臺和模塊的接口規(guī)范;共享資源分配與配置表的規(guī)范;IMA平臺所需的資源和配置數(shù)據(jù)包括核心軟件;模塊/平臺確認與驗證的結果與分配需求的一致性。

    應用開發(fā)者負責提供具備飛機功能的應用軟件,并確保平臺軟硬件資源能夠滿足應用的需求。應用開發(fā)者應提供應用軟件、應用數(shù)據(jù)和應用相關配置數(shù)據(jù)。應用開發(fā)者需要與系統(tǒng)集成者商議確定應用軟件在目標機上運行的資源分配。應用開發(fā)者在應用開發(fā)中生成的主要數(shù)據(jù)有:應用所需的外部接口規(guī)范;應用所需的資源和配置數(shù)據(jù);應用/平臺綜合確認和驗證的結果與分配需求的一致性。

    系統(tǒng)集成者負責IMA平臺軟硬件資源的規(guī)劃與分配、物理/邏輯通信關系的配置、應用的部署及整個系統(tǒng)的集成,并生成最終的可加載的映像文件。系統(tǒng)集成者還需要負責發(fā)布模塊級的XML描述文檔基線,作為系統(tǒng)集成者和所有的應用開發(fā)者之間的約定,并且負責維護變更。系統(tǒng)集成者在IMA系統(tǒng)綜合過程中生成的數(shù)據(jù)有:系統(tǒng)配置,包括模塊和應用的數(shù)量、類型和特定版本;IMA系統(tǒng)的共享資源的分配和配置表;IMA系統(tǒng)確認與驗證的結果與分配需求的一致性。

    以上詳細介紹了IMA系統(tǒng)開發(fā)過程中,三個開發(fā)角色之間關心的配置數(shù)據(jù)和各個配置數(shù)據(jù)之間可能的聯(lián)系。而本文所設計的配置工具就是將這些配置數(shù)據(jù)分隔開來,使得每一個開發(fā)角色只看到自己關心的配置數(shù)據(jù),每一個開發(fā)角色在修改自己相關的配置數(shù)據(jù)時,對其他開發(fā)者的配置數(shù)據(jù)影響都由配置工具后臺程序來完成。這樣就可以使得每個開發(fā)者專注于自己的開發(fā)工作,而不用過多考慮其他的影響因素。

    2.2 工具的組成

    基于角色的綜合化配置工具共包括前端配置和后臺程序兩大部分。前端配置界面,用來配置工具與開發(fā)者之間進行交互。前端配置界面需要兩種文件進行支撐,一種為配置數(shù)據(jù)文件,目前用的最多的是XML文件。配置描述文件一般采用XSD(XML Schemas Definition)文件[4]。由圖形化前端配置界面,將用戶的配置數(shù)據(jù)存儲到配置中間文件中。配置工具的最重要部分為后臺程序即配置數(shù)據(jù)生成器,它接收了用戶配置的配置數(shù)據(jù)文件,并可以根據(jù)腳本文件的要求對配置數(shù)據(jù)進行一系列的處理,最后給出處理結果,或檢查配置數(shù)據(jù)的合理性,或生成二進制文件。最后經(jīng)過項目編譯鏈接,將配置數(shù)據(jù)鏈接生成目標文件。

    3 設計與實現(xiàn)

    3.1 總體方案設計

    基于角色的綜合化配置工具前端配置分為多個開發(fā)者視圖,各個開發(fā)角色接收到不同的配置信息,這些配置數(shù)據(jù)信息都由XML文件提供,并由配置數(shù)據(jù)管理插件將這些配置數(shù)據(jù)關聯(lián)起來。后臺程序包括配置檢查和配置生成兩大部分,完成功能的不同主要由腳本文件來實現(xiàn)。后臺配置檢查主要用來檢查用戶所配置數(shù)據(jù)的正確性,在生成目標文件之前,找出配置數(shù)據(jù)中不符合語法、語義要求的地方。后臺配置生成的主要用來將用戶配置數(shù)據(jù)轉換成目標文件[3]。綜合化環(huán)境下,需要配置的組件眾多,而且各個組件之間的關系復雜,這對于不熟悉整個系統(tǒng)功能的用戶來說,配置起來十分困難?;诮巧南到y(tǒng)配置技術能夠根據(jù)開發(fā)角色將配置數(shù)據(jù)分層,針對不同層次的開發(fā)角色提供不同的配置視圖,使開發(fā)人員能夠專注于自身相關的配置數(shù)據(jù)。通過使用前端配置工具提供的圖形化配置視圖,用戶有更多的時間和精力投入到各自的業(yè)務邏輯開發(fā)上,并且前端配置工具本身具有錯誤檢查的功能,能夠降低構建前后的出錯率,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

    3.2 前端方案設計

    在前端配置界面模塊中主要包括以下幾個功能:

    (一)構件列表功能

    搜索當前開發(fā)環(huán)境中的所有可用構件,顯示在界面上供可發(fā)人員選擇;同時,若用戶指定要修改某個已有的配置,該模塊還要負責將該配置的中間文件寫入,并顯示該文件已有的配置內(nèi)容。

    (二)配置項顯示功能

    該模塊負責將用戶選中的構件的具體配置項讀入、解析,將其以圖形化的方式 顯示在界面上,供用戶進行配置操作。

    (三)數(shù)據(jù)類型校驗功能

    在配置項描述文件中,對于每個配置項,都指明了其合法的數(shù)據(jù)類型,如字符串,整數(shù)、布爾型等。該模塊的功能就是依據(jù)這些說明對用戶的配置數(shù)據(jù)進行校驗,并提示用戶那些配置的是否合法。

    (四)配置結果保存功能

    將用戶配置完成的內(nèi)容寫入到配置文件中,并保存。

    3.3 生成器設計

    基于角色的綜合化配置的后臺核心部件配置數(shù)據(jù)生成器的設計,功能為對配置數(shù)據(jù)進行檢查,并根據(jù)需要生成目標文件。配置數(shù)據(jù)生成器主要把核心不易變的功能抽象出來,形成一個固定的工具,這個固定的工具就是配置數(shù)據(jù)生成器,而針對不同操作系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能。如指定的數(shù)據(jù)的檢查,指定的數(shù)據(jù)的生成,這些需求都放入腳本文件中,最后使用配置數(shù)據(jù)生成器處理這些腳本文件來完成相應的功能。根據(jù)腳本文件的不同,該工具的設計方案使用Schema語法方案,即腳本文件需按照XML Schema語法規(guī)則來編寫。

    整個配置數(shù)據(jù)生成器的功能設計如下圖 3所示,前端配置工具產(chǎn)生的XML配置文件作為用戶配置數(shù)據(jù)輸入到XML預處理器中,與此XML相匹配的XSD文件也輸入到XML預處理器中。XSD文件可用來規(guī)定XML文件的語法結構和數(shù)據(jù)結構,并且其本身也由XML基本語法書寫而來。配置數(shù)據(jù)生成器的核心為動作代碼觸發(fā)器,主要功能為先遍歷XSD語法樹,獲取需要完成的動作,這些動作一般預先已經(jīng)定義好了,所有配置數(shù)據(jù)生成和檢查需要完成的功能都可以根據(jù)這些預先定義好的動作組合起來而完成。動作觸發(fā)器所有的定義將在下一小節(jié)中詳細介紹。動作觸發(fā)器遍歷完XSD語法樹之后,再到XML樹中查找相應數(shù)據(jù)完成動作代碼。動作代碼根據(jù)其意義選擇是將配置數(shù)據(jù)生成二進制文件,還是顯示檢查結果。

    4.結束語

    本文使用基于角色的配置工具設計方法,將配置數(shù)據(jù)檢測過程抽象為一組與具體配置數(shù)據(jù)無關的基本服務,并使用這些基本服務來描述具體的檢測,通過這些服務和規(guī)則來完成配置數(shù)據(jù)的檢測和生成。這樣不僅能夠擺脫配置數(shù)據(jù)與工具、數(shù)據(jù)檢測與編譯器的依賴性,而且能夠最大限度地提升配置數(shù)據(jù)檢測的靈活性。該設計方法能夠為系統(tǒng)配置人員提供極大的便利,使其能夠花更少的精力在配置數(shù)據(jù)上,從而提高整個系統(tǒng)的開發(fā)效率。

    參考文獻:

    [1]. 田麗蓉, 牟明. 適航產(chǎn)品本地化開發(fā)過程研究[J],航空計算技術,2015,35(9):62-63.

    [2]. WindRiver Introducing Layers and Package Management Guide U.S.A, 2015.

    [3].吳宇佳,浦偉,周妍,等.Linux 下多線程數(shù)據(jù)采集研究與實現(xiàn)[J].信息安全與通信保密,2012(7):92-94

    [4] .齊曉斌,夏菲等. 一種基于XSLT的系統(tǒng)配置設計方法[J].空軍工程大學學報:自然科學版,2013,14(2):31-32.

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