深空探測器數(shù)據(jù)管理軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

張紅軍 李佳津 于俊慧 楊麗君 李承昊

(北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部,北京 100094)

國外相關(guān)行業(yè)的科研機(jī)構(gòu)也均設(shè)計(jì)了各自的軟件架構(gòu),NASA開發(fā)了核心飛行系統(tǒng)(cFS)軟件架構(gòu),支持其相應(yīng)航天探測任務(wù)的軟件研制[1-2];ESA研究了空間電子開放式接口架構(gòu)(SAVOIR),期望加強(qiáng)航天器電子系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化水平,以提高效率并降低開發(fā)成本和進(jìn)度帶來的壓力[3-4]。在航空領(lǐng)域,美國發(fā)布實(shí)施了《通用開放式結(jié)構(gòu)(GOA)架構(gòu)》標(biāo)準(zhǔn),該模型概念主要是軟件架構(gòu)的分層和接口分類[5];基于美國航空無線電通信公司ARINC653規(guī)范的軟件架構(gòu),制定了操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件之間的標(biāo)準(zhǔn)接口,引入了程序分區(qū)的思想,增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性和可預(yù)測性。在汽車領(lǐng)域,由全球汽車制造商、部件供應(yīng)商等聯(lián)合推出了一個(gè)開放的、標(biāo)準(zhǔn)化的汽車開發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)(AUTOSAR)[6-7],該架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序和基礎(chǔ)模塊之間的分離,有利于車輛電子系統(tǒng)軟件的交換與升級(jí),具有可移植、可拓展、高實(shí)時(shí)、高可靠、滿足功能安全要求的特點(diǎn)。國內(nèi)高校、科研機(jī)構(gòu)等也均開展了相關(guān)軟件架構(gòu)研究,支持相關(guān)軟件研制工作[8]。

目前常用的深空探測器數(shù)據(jù)管理軟件架構(gòu)的分層結(jié)構(gòu)不夠清晰,存在層間耦合與任務(wù)間耦合等情況,信息流傳輸效率不高,參數(shù)類功能實(shí)現(xiàn)未結(jié)構(gòu)化,導(dǎo)致大數(shù)據(jù)量參數(shù)裝訂過程中經(jīng)常出現(xiàn)地址沖突等情況。本文提出了一種航天器軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)方法,并設(shè)計(jì)了一種深空探測器數(shù)據(jù)管理軟件通用架構(gòu),約束了架構(gòu)的分層結(jié)構(gòu)、信息流、任務(wù)調(diào)度方式以及組裝方式,控制深空探測器數(shù)據(jù)管理軟件技術(shù)狀態(tài),提高軟件開發(fā)復(fù)用率,提升軟件產(chǎn)品化水平。

1 航天器軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

本文提出的軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容:

根據(jù)軟件需求分析軟件特點(diǎn),重點(diǎn)明確各任務(wù)通用的共性需求以及任務(wù)都有的專用需求。

設(shè)計(jì)軟件架構(gòu)的分層結(jié)構(gòu),明確各層的主要功能、層間與層內(nèi)通信方式等。

設(shè)計(jì)軟件架構(gòu)各部分功能項(xiàng)的代碼生成及組裝方式,包括手動(dòng)編碼與組裝、工具生成與組裝等。

根據(jù)軟件分層結(jié)構(gòu)、代碼生成與組裝方式等選擇軟件架構(gòu)模式。

梳理軟件架構(gòu)的復(fù)用元素,包括復(fù)用方式、復(fù)用級(jí)別、復(fù)用類型等,明確各種復(fù)用元素的適用范圍。

明確任務(wù)軟件研制技術(shù)流程各階段需要具體完成的架構(gòu)設(shè)計(jì)工作,將軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)工作與軟件研制技術(shù)流程相結(jié)合,明確各種工具對(duì)流程各階段的支持情況。

1.1 軟件架構(gòu)的要素設(shè)計(jì)

通常軟件架構(gòu)包含核心要素和輔助要素兩部分,如圖1所示。

軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)或選擇軟件構(gòu)件,明確軟件構(gòu)件之間的連接關(guān)系以及軟件構(gòu)件的配置約束等,明確軟件架構(gòu)的層次劃分關(guān)系以及軟件各部分功能代碼的生成與組裝方式等。

軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)過程中要采用有形的方法對(duì)軟件架構(gòu)進(jìn)行描述和表示,包括選擇合適的軟件架構(gòu)模式,應(yīng)用圖、表、文字等多種方式對(duì)軟件架構(gòu)的元素、功能、結(jié)構(gòu)、接口、信息流等予以表示。

軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮軟件設(shè)計(jì)中的可復(fù)用元素,采用產(chǎn)品化設(shè)計(jì)思想,設(shè)計(jì)通用軟件架構(gòu)、可復(fù)用的構(gòu)件、通用/專用功能模塊等,形成可復(fù)用元素體系,形成組織資產(chǎn)。

軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮支持軟件設(shè)計(jì)的工具鏈,支持軟件需求分析、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)、測試驗(yàn)證等工程活動(dòng)的實(shí)施。軟件研制工具鏈的建設(shè)是一個(gè)組織級(jí)系統(tǒng)工程,需要長期不斷地完善與維護(hù)。

1.2 軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)與航天器軟件研制流程結(jié)合

軟件需求分析階段,分析航天器軟件需求與軟件架構(gòu)功能邏輯的對(duì)應(yīng)關(guān)系、數(shù)據(jù)流運(yùn)行結(jié)構(gòu)、硬件環(huán)境接口關(guān)系等,明確軟件架構(gòu)的功能模塊、可復(fù)用元素、軟件架構(gòu)的裁剪情況、操作系統(tǒng)選擇等。軟件概要設(shè)計(jì)階段,明確軟件架構(gòu)與其他模塊或者構(gòu)件的接口連接關(guān)系,明確軟件架構(gòu)的細(xì)化分層與主要功能,完成軟件任務(wù)劃分、任務(wù)的調(diào)度方法、任務(wù)間通信方式、軟件內(nèi)外部接口等。軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)階段,明確構(gòu)件的選擇與裁剪情況、構(gòu)件的連接方式、調(diào)用關(guān)系等,設(shè)計(jì)軟件架構(gòu)未細(xì)化出的功能模塊,明確軟件各部分功能代碼的生成方式和組裝方式等。軟件編碼實(shí)現(xiàn)階段,將軟件架構(gòu)的構(gòu)件、通用/專用功能模塊、調(diào)用方式、配置數(shù)據(jù)等集成進(jìn)入代碼,完成自動(dòng)生成代碼與手工編寫代碼的組裝。軟件測試驗(yàn)證階段,靜態(tài)代碼走查工作的重點(diǎn)確認(rèn)軟件架構(gòu)三要素,構(gòu)件實(shí)現(xiàn)是否正確,連接件對(duì)應(yīng)的邏輯關(guān)系是否準(zhǔn)確清晰,配置約束是否便于功能模塊的組裝以及數(shù)據(jù)流的傳輸?shù)?動(dòng)態(tài)測試將基于軟件架構(gòu)的軟件配置項(xiàng)裝載到目標(biāo)機(jī)中進(jìn)行全面測試;系統(tǒng)測試完成基于軟件架構(gòu)的軟件配置項(xiàng)的航天器整器測試。具體過程如圖2所示。

圖2 與航天器軟件研制相結(jié)合的軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)過程Fig.2 Software architecture design process combined with spacecraft software development

2 深空探測器數(shù)據(jù)管理軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 深空探測器數(shù)據(jù)管理軟件特點(diǎn)

數(shù)據(jù)管理軟件是深空探測器中的系統(tǒng)級(jí)軟件,除了完成傳統(tǒng)遙測、遙控等信息流傳輸與處理功能以外,其功能范圍已大幅擴(kuò)展,包含了其他多個(gè)分系統(tǒng)的軟件功能,包括天線分系統(tǒng)、采樣封裝分系統(tǒng)等。

深空探測數(shù)據(jù)管理軟件的具體特征如下。

探測任務(wù)的未知因素多,功能需要經(jīng)過多次更改才能確定狀態(tài)。探測器與地球站之間通信時(shí)延大,地球站通過遙控干預(yù)的能力有限,要求數(shù)據(jù)管理軟件的自主管理能力強(qiáng)。探測器多器間信息流傳輸鏈路復(fù)雜、傳輸模式多,各器間的通信模式會(huì)隨著探測器飛行階段的變化而變化。探測需要配置各種復(fù)雜機(jī)構(gòu)來完成資源勘探、樣品采集等,數(shù)據(jù)管理軟件需要完成機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制與自主采樣管理等功能。由于探測器的工作環(huán)境惡劣,例如火星表面的低溫環(huán)境、沙塵天氣等,通常要求數(shù)據(jù)管理軟件完成探測器系統(tǒng)級(jí)的、設(shè)備級(jí)的故障檢測與處置以及自主安全保護(hù)功能。

2.2 深空探測器數(shù)據(jù)管理軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

深空探測器軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)的總體思路秉持產(chǎn)品化設(shè)計(jì)理念,即該軟件架構(gòu)需要設(shè)計(jì)成一款深空領(lǐng)域通用的軟件架構(gòu),控制軟件技術(shù)狀態(tài),提升軟件開發(fā)效率。

1)軟件架構(gòu)的表示

軟件架構(gòu)采用分層模型。硬件抽象層對(duì)各硬件模塊進(jìn)行功能、接口描述,為上層提供訪問接口,上層通過各硬件抽象訪問底層硬件,實(shí)現(xiàn)底層硬件對(duì)上層應(yīng)用的屏蔽。操作系統(tǒng)層完成任務(wù)調(diào)度、定時(shí)器管理、中斷管理等,支持上層軟件運(yùn)行。構(gòu)件服務(wù)層包括標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議構(gòu)件、通用功能模塊以及專用功能模塊,為上層應(yīng)用提供訪問接口,支持上層應(yīng)用完成相應(yīng)的功能。應(yīng)用層對(duì)用戶需求的直接體現(xiàn),通過其下各層的支持,完成用戶的各項(xiàng)需求。分層結(jié)構(gòu)圖主要用于軟件概要設(shè)計(jì)時(shí),用來確認(rèn)軟件的層次劃分,如圖3所示。

注:API為應(yīng)用程序接口;BSP為板級(jí)支持包;UART為通用異步收發(fā)器;RAM為隨機(jī)存儲(chǔ)器;PROM為可編程只讀存儲(chǔ)器;FLASH為快閃存儲(chǔ)器。圖3 軟件架構(gòu)的分層結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Layer structure diagram of software architecture

軟件架構(gòu)的組裝接口圖主要用來表明軟件各部分的生成方式及組裝方法,指導(dǎo)軟件設(shè)計(jì)分別采取不同的方式完成各部分軟件設(shè)計(jì)及組裝。該圖主要用于軟件編碼實(shí)現(xiàn)時(shí),用來支持完成對(duì)各種形式形成的軟件代碼的組裝,如圖4所示。

軟件功能項(xiàng)的主體部分由設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)并編碼實(shí)現(xiàn),聯(lián)合軟件構(gòu)件、通用功能模塊、硬件抽象、配置約束等一起編譯鏈接。軟件構(gòu)件由工具自動(dòng)從構(gòu)件庫中提取庫文件并集成,源碼不可修改,各調(diào)用接口以頭文件形式提供。通用/專用功能模塊由工具從組織資產(chǎn)庫中提取源文件并集成,源碼不可修改,各調(diào)用接口以頭文件形式提供。硬件抽象由工具從組織資產(chǎn)庫中提取源文件并集成,進(jìn)行適應(yīng)性修改。配置約束由工具自動(dòng)生成,包括配置參數(shù)、部分固化邏輯等,由工具自動(dòng)集成。

各部分的生成及組裝方式示例見表1。

2)軟件架構(gòu)模式

軟件架構(gòu)模式是針對(duì)特定問題的可復(fù)用解決方案,通過特定的結(jié)構(gòu)組合提升某方面的質(zhì)量特性。選擇合適的架構(gòu)模式解決問題就不用從零開始設(shè)計(jì)架構(gòu),從而避開諸多導(dǎo)致麻煩的陷阱[9]。

軟件任務(wù)之間采用消息隊(duì)列、功能接口函數(shù)等方式進(jìn)行通信,與其他任務(wù)之間設(shè)計(jì)了約定格式的輸入和輸出接口,每個(gè)任務(wù)就是過濾器,任務(wù)間通信就是管道,每個(gè)任務(wù)從輸入接口讀取數(shù)據(jù),完成數(shù)據(jù)處理后通過輸出接口輸出。例如,遙測采集任務(wù)將多次采集的模擬量遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波處理,處理之后的模擬量遙測數(shù)據(jù)輸出給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與訪問任務(wù),如圖5所示。

圖5 軟件架構(gòu)的管道-過濾器模式示例Fig.5 An example of pipe-filter pattern for software architecture

軟件構(gòu)件設(shè)計(jì)采用了面向?qū)ο笏枷?構(gòu)件的實(shí)現(xiàn)體是具有一定功能的源程序,封裝了數(shù)據(jù)表示和基本操作,實(shí)現(xiàn)對(duì)外接口所提供的服務(wù);構(gòu)件的主結(jié)構(gòu)體接口規(guī)定了構(gòu)件對(duì)象的結(jié)構(gòu),封裝了本構(gòu)件的變量以及子構(gòu)件,提供本構(gòu)件所有對(duì)外公開的服務(wù),供用戶調(diào)用;構(gòu)件的初始化接口規(guī)定了構(gòu)件運(yùn)行之前必須完成的初始化。構(gòu)件用戶能夠通過構(gòu)件主結(jié)構(gòu)體定義新的構(gòu)件實(shí)例,如圖6所示。

圖6 軟件架構(gòu)的面向?qū)ο竽Ｊ绞纠鼺ig.6 An example of object-oriented pattern for software architecture

軟件各功能的運(yùn)行由探測器的相應(yīng)事件觸發(fā),包括地球站上注遙控事件以及探測器自主探測事件,軟件系統(tǒng)在接收或檢測到這些事件后對(duì)其進(jìn)行處理,不同的事件輸入對(duì)應(yīng)不同的輸出結(jié)果,例如軟件接收到地球站上注的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)位置后,完成運(yùn)動(dòng)路徑規(guī)劃并自主控制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置,如圖7所示。

圖7 軟件架構(gòu)的事件驅(qū)動(dòng)模式示例Fig.7 An example of event-driven pattern for software architecture

3)軟件架構(gòu)的復(fù)用元素

復(fù)用方式與復(fù)用級(jí)別:軟件架構(gòu)是一種有效的復(fù)用形式,采用不同形式完成各項(xiàng)功能開發(fā)及組裝,形成完整軟件。操作系統(tǒng)通常采用配置項(xiàng)級(jí)產(chǎn)品化復(fù)用,操作系統(tǒng)以lib文件的形式引入;軟件構(gòu)件通常采用模塊級(jí)產(chǎn)品化復(fù)用,軟件構(gòu)件的邏輯代碼固化不變,各軟件根據(jù)需求完成構(gòu)件的參數(shù)配置;軟件通用功能模塊通常采用模塊級(jí)復(fù)用,各軟件完成參數(shù)配置并設(shè)計(jì)相應(yīng)的調(diào)用邏輯和時(shí)序;硬件抽象通常采用模塊級(jí)復(fù)用,完成對(duì)底層硬件的抽象,實(shí)現(xiàn)對(duì)底層硬件的訪問。

復(fù)用類型與適用范圍:根據(jù)軟件架構(gòu)的復(fù)用元素的功能特點(diǎn)不同,各種復(fù)用元素的適用范圍不同,操作系統(tǒng)軟件適用于所有應(yīng)用軟件,遙測、遙控相關(guān)構(gòu)件適用于所有應(yīng)用軟件,健康管理模塊適用于所有應(yīng)用軟件,遙測采集抽象適用于所有應(yīng)用軟件,熱控管理模塊適用于包含熱控管理功能的應(yīng)用軟件,機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)管理模塊適用于包含機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制管理的應(yīng)用軟件等,各種復(fù)用元素的規(guī)模約29000行代碼。

深空探測器數(shù)據(jù)管理軟件架構(gòu)的復(fù)用特性示例見表2。

表2 軟件架構(gòu)的復(fù)用特性示例Table 2 Examples ofreuse features of software architecture

復(fù)用元素的管理:操作系統(tǒng)軟件入組織資產(chǎn)庫,各任務(wù)應(yīng)用時(shí)從組織資產(chǎn)庫中提取lib文件,源代碼對(duì)軟件人員不可見,以控制操作系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)。軟件構(gòu)件和通用/專用模塊入組織資產(chǎn)庫,各任務(wù)從庫中提取源代碼,但不可更改,如果需要修改,則由專人按照軟件更動(dòng)的流程進(jìn)行更改升級(jí),并通知所有任務(wù)分析決策是否需要更換新版構(gòu)件等。軟件通用功能以測試腳本的形式入測試用例庫,各任務(wù)應(yīng)用時(shí)出庫并按照任務(wù)參數(shù)進(jìn)行配置更改。

4)軟件架構(gòu)配套工具鏈

本軟件架構(gòu)配套工具鏈包括以下幾方面:

電子信息接口數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(EDS),完成航天器系統(tǒng)信息流設(shè)計(jì),包括遙測信息、遙控信息、總線通信信息等,作為數(shù)據(jù)管理軟件研制的輸入。數(shù)據(jù)管理軟件需求結(jié)構(gòu)化工具(Ereq),支持EDS信息流數(shù)據(jù)的輸入,完成數(shù)據(jù)管理軟件需求的結(jié)構(gòu)化描述,并基于結(jié)構(gòu)化需求實(shí)現(xiàn)軟件功能的代碼生成。向?qū)杰浖砷_發(fā)環(huán)境(EIDE),完成軟件工程向?qū)絼?chuàng)建與編譯調(diào)試、軟件功能代碼自動(dòng)組裝等。數(shù)字化仿真平臺(tái)(Esim),為軟件開發(fā)、測試提供航天器數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)的軟件模擬,支持多樣故障模擬。軟件單元測試工具(Eunit),具備測試用例自動(dòng)生成、執(zhí)行以及判讀比對(duì)能力。軟件通用自動(dòng)化測試平臺(tái)(Etest),具備基于模板的測試用例批量自動(dòng)生成、執(zhí)行以及判讀比對(duì)能力,支持?jǐn)?shù)據(jù)管理軟件確認(rèn)測試與分系統(tǒng)測試。工具鏈對(duì)軟件研制流程各階段的支持情況如圖8所示。

圖8 軟件研制的工具鏈Fig.8 Tool chain of software development

3 應(yīng)用驗(yàn)證

我國某深空探測器系統(tǒng)由多器組成,在研制過程中各器數(shù)據(jù)管理軟件均應(yīng)用本文研究的深空探測器數(shù)據(jù)管理軟件架構(gòu),實(shí)現(xiàn)各器數(shù)據(jù)管理軟件架構(gòu)統(tǒng)一、軟件任務(wù)劃分與調(diào)度時(shí)序統(tǒng)一、相同功能的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與組裝方式統(tǒng)一,有效控制各器數(shù)據(jù)管理軟件技術(shù)狀態(tài),實(shí)現(xiàn)軟件缺陷率下降15%。基于該通用軟件架構(gòu)的軟件研制過程中,應(yīng)用工具鏈自動(dòng)生成、組裝部分功能,實(shí)現(xiàn)軟件配置項(xiàng)復(fù)用率由以往類似軟件的27%提升到56%。

隨著數(shù)據(jù)管理軟件功能越來越復(fù)雜、規(guī)模越來越大,軟件架構(gòu)的作用越來越重要,適當(dāng)?shù)能浖軜?gòu)能夠較好地適應(yīng)不同任務(wù)的需求變化,具有較好地可擴(kuò)展性和可移植性。軟件架構(gòu)的概念比較抽象,國內(nèi)外尚沒有比較權(quán)威的理論說明軟件架構(gòu)應(yīng)該詳細(xì)包含什么內(nèi)容以及各項(xiàng)內(nèi)容的顆粒度,軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)是軟件研制流程中基于軟件系統(tǒng)需求分析結(jié)果的頂層設(shè)計(jì),由于不同的軟件功能與配置環(huán)境等均存在細(xì)節(jié)差異,如果軟件架構(gòu)過于深入到軟件功能的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)層面,那么該軟件架構(gòu)的適用范圍將被限制在較小的范圍里,因此,軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)通常表征分層結(jié)構(gòu)、層內(nèi)業(yè)務(wù)模塊以及層間、模塊間的訪問關(guān)系、訪問模式,不同的軟件通過修改、更換業(yè)務(wù)模塊或模塊接口等形式來適應(yīng),從國內(nèi)外相關(guān)行業(yè)軟件架構(gòu)也能看出這一點(diǎn)。

本軟件架構(gòu)具有以下幾方面設(shè)計(jì)特征。

(1)深空探測數(shù)據(jù)管理軟件的特征功能獨(dú)立封裝,具有較強(qiáng)的適用性。從底層硬件抽象到上層應(yīng)用,均進(jìn)行了獨(dú)立封裝,便于不同任務(wù)進(jìn)行擴(kuò)展、移植或刪除,不影響軟件架構(gòu)的適用性。

(2)可行的軟件功能生成與組裝方式。軟件功能項(xiàng)、通用功能模塊、軟件構(gòu)件、硬件抽象等均明確了相應(yīng)代碼的生成與組裝方式,包括傳統(tǒng)人工編碼方式、工具自動(dòng)生成代碼并組裝等,對(duì)不同任務(wù)的軟件開發(fā)人員具有較強(qiáng)的指導(dǎo)性。

(3)全面復(fù)用組織資產(chǎn)的軟件產(chǎn)品。軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)很重要的一項(xiàng)作用是協(xié)助組織提升軟件研制能力。本軟件架構(gòu)的軟件構(gòu)件、通用功能模塊等均復(fù)用組織資產(chǎn)庫中的產(chǎn)品化產(chǎn)品,有效控制任務(wù)軟件技術(shù)狀態(tài)。

本軟件架構(gòu)的不足之處,在于構(gòu)件服務(wù)層的構(gòu)件化率還不夠高,還存在較多非構(gòu)件設(shè)計(jì)約束的傳統(tǒng)功能模塊,后續(xù)軟件架構(gòu)還需要繼續(xù)擴(kuò)大構(gòu)件覆蓋范圍并提升構(gòu)件化率。

4 討論與展望

隨著深空探測器智能自主管理需求以及宇航級(jí)計(jì)算能力的不斷提升,軟件架構(gòu)將迎來兩方面大的發(fā)展。首先,支持在地球站極少遙控干預(yù)的情況下,探測器在地外天體更加自主的完成探測任務(wù),智能化程度更高,這就要求軟件架構(gòu)本身需要擴(kuò)展智能自主管理功能,包括頂層智能自主管理功能、中間智能自主管理構(gòu)件以及底層高性能計(jì)算單元抽象等;其次,隨著軟件功能更加復(fù)雜、規(guī)模更大,甚至巨型軟件成為常態(tài),需要切實(shí)提升軟件開發(fā)配套工具的支持力度,不僅要求工具能夠自動(dòng)生成更多的軟件代碼,也要能夠自動(dòng)完成對(duì)軟件的深度缺陷與故障檢測、軟件安全性分析與驗(yàn)證等,工具能力的提升需要軟件架構(gòu)的適當(dāng)調(diào)整,軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)之初就需要考慮與工具的銜接與匹配。

5 結(jié)束語

本文針對(duì)深空探測數(shù)據(jù)管理軟件特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種深空探測數(shù)據(jù)管理軟件架構(gòu),規(guī)定了軟件架構(gòu)的分層結(jié)構(gòu)、各部分業(yè)務(wù)功能的生成及組裝方式等,采用了多種不同的模式來更恰當(dāng)?shù)谋硎拒浖軜?gòu),有效控制了深空探測器數(shù)據(jù)管理軟件技術(shù)狀態(tài),提升了軟件各部分功能的復(fù)用率,在軟件技術(shù)狀態(tài)約束、多種復(fù)用方式與復(fù)用元素支持前提下,通過配套工具鏈的應(yīng)用有效提升了軟件開發(fā)效率。