软件工程管道仿真系统控制模块概要设计说明书样本.doc

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＜XX管道仿真系统控制模块＞
概要设计阐明书

作 者： 曲斌
完毕日期： —6—17
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1 引言 1
1.1 编写目 1
1.2 范畴 1
1.3 定义 1
1.4 参照资料 3
2 总体设计 3
2.1 需求规定 3
2.2 运营环境 4
2.3 基本设计概念和解决流程 4
2.4 系统状态图 8
2.5 数据字典 9
2.6 尚未解决问题 11
3面向对象分析和接口设计 11
3.1控制引擎类划分 11
3.2控制引擎模块脚本 13
3.3脚本领件跟踪图 15
3.4 外部接口 16
4用例设计： 17
4.1基本功能概述 17
4.2用例概述 18
5其他阐明 19
6 系统出错解决设计 20

1 引言
1.1 编写目
随着计算机技术不断发展，通过计算机仿真模仿工业加工、制造、装配过程已经成为一门主流技术。对于具备复杂过程工艺管道系统，建立虚拟管道系统仿真管道搭建安全性和工艺过程合理性对于实际生产有着十分重要协助。基于此目，咱们将设计一种管道仿真系统来实现管道仿真。这里咱们仅讨论它一种子模块——控制引擎模块分析和设计。

1.2 范畴
阐明：
a． 软件系统名称：XX管道仿真系统控制引擎模块
b． 本项目由XXX提出，开发者系XXX，顾客为石油、化工、过程控制领域公司设计部门有关技术人员。
1.3 定义
1) 用例(UseCase)：用例是面向对象分析中，采用UML进行系统需求分析一种论述性文档，用来描述一种参加者（一种外部积极者）使用系统完毕某个过程时事件发生顺序。
2) 用例图（Use Case Diagram）：显示了系统一组用例、用例参加者以及用例和参加者之间关系。
3) 时序图（Sequence Diagram）：展示出对象之间交互顺序，这些交互是指在场景或用例事件流中发生
4) 状态图（State Diagram）：显示事件对状态变化关系图，普通状态图用来描绘一类对象行为。
5) 命令操作语言：系统定义具备规范语法构造语言，作为模型控制外部接口供顾客调用。
6) 剧本编辑模版：提供一种命令输入、编辑环境，顾客通过该环境输入命令操作语言。
7) 剧本保存：将顾客输入剧本命令操作保存成不同格式文献，以便在后来仿真过程中调用。
8) 剧本文献载入：通过剧本模版加载之前写好命令操作文献。
9) 剧本编译：将顾客输入剧本控制命令编译成对顾客搭建模型系统内各个对象动作和状态控制。
10) 编译检查：检查之前输入命令操作语言与否符合语法规范，并依照对错给出相应提示。
11) 命令行操作器：简化了剧本编辑器，不需载入剧本文献，一次只能输入一种命令对单独模型对象进行动作和状态控制。
12) 中断优先级：在控制仿真过程中对各个控制指令控制级别限制，级别高指令可以中断低档别指令。
1.4 参照资料
a． 1）《软件工程导论》（第四版） 张海藩 编著 清华大学出版社
2）《软件工程》（高档） 郑人杰 主编 清华大学出版社
3）《需求工程》 （英）Ian Sommerville Pete Sawyer 著 赵文耘 叶恩 等译 机械工业出版社
4）《面向对象软件工程》 Timothy C. Lethbridge Robert Laganiere 著 张洪光 温遇华 徐巧丽 译 机械工业出版社
5）《SPS Manual.pdf》 ——sps管道仿真系统协助文档

b． 1）国标-软件开发规范
2） 软件工程教案(放飞网)
3） 软件工程思想
2 总体设计
2.1 需求规定
本模块输入某些是顾客编辑命令信息，输出为对整个系统仿真各个模块对象控制操作。即顾客依照规范表述方式（可以是系统自定义语言体系）向系统输入逻辑控制信息，系统接受信息后将控制信息提供应信息解决单元，产生控制模型变量动作和状态信息，供应预解决、计算等模块，控制仿真对象，完毕对整个仿真过程控制。
2.2 运营环境
a． 硬件限制：CPU：AMD或INTEL 64位CPU，内存： 2GB，
显卡：NVIDIA 7300以上。
b． 软件环境：Windows 98/Windows /Windows XP+ MS SQL
2.3 基本设计概念和解决流程
该模块是管道仿真系统重要某些，一典型管道仿真系统其功能应当涉及管道仿真模型编辑，管道系统建立，仿真计算方式初始化、计算仿真成果，显示参数等等。控制仿真模块作为整个系统仿真引擎，通过顾客操作对已建立仿真模型系统进行仿真计算统一调度，使顾客实时交互控制已建立仿真模型系统。该模块贯穿于整个仿真系统中，是整个系统核心。图一描述整个管道仿真系统系统构造以及控制引擎模块在管道仿真系统中对其她模块控制作用。

图1软件系统体系构造

针对仿真引擎模块，它体系构造应当如下所示：
图2控制引擎体系构造图

控制引擎模块基本系统模型和功能级数据流图分别如图3、图4所示：

图3控制引擎基本系统模型
图4 控制引擎模块功能级数据流图

2.4 系统状态图

图5 控制引擎模块状态图

2.5 数据字典
流体属性：
流体属性=各种流体基本属性+流体密度+流体粘性指数+压力系数+温度系数+蒸汽压力+气体构成或比重+密闭输送条件
各种流体基本属性=字母+十进制4{数字}4
流体密度=十进制4{数字}4
流体粘性指数压力系数=十进制8{数字}10
温度系数=十进制5{数字}5
蒸汽压力=十进制4{数字}4
字母＝“A”…“Z”
十进制数字＝“0”…“9”

边界条件：
边界条件=压力和流量设定值+恒速流入/流出+恒压流入/流出+所有供应和输出控制
压力和流量设定值=十进制4{数字}4
恒速流入/流出=十进制4{数字}4
恒压流入/流出=十进制10{数字}10
所有供应和输出控制=字母
字母＝“A”…“Z”
十进制数字＝“0”…“9”

操作数据：
操作数据=正常启动或关闭程序+紧急状况操作程序+对管道和设备强制操作
正常启动或关闭程序=字母
紧急状况操作程序=字母
对管道和设备强制操作=字母
字母＝“A”…“Z”

图表：
图表=稳态细节图表+传播管道有关图
稳态细节图表=图表
传播管道有关图=图表

单位：
单位=所有数据度量单位
所有数据度量单位=字母&符号
字母＝“A”…“Z”
符号=各种单位符号

2.6 尚未解决问题
在系统整个控制过程中需要统一语法规范约束顾客输入命令，语法规定是一种系统工程，这个某些需要进一步讨论；此外将顾客提供输入信息编译成其他模块接口可以接受信息编译开发环境核心需要借用外部环境。
3面向对象分析和接口设计
3.1控制引擎类划分
从面向对象角度分析整个控制引擎大体可以概括如下类和对象：
剧本编辑模版试图类，剧本编辑模版文档类，剧本编辑模版应用编辑类，命令行操作对话框类，控制指令集类，剧本编译环境类，管道有关模型集类（该类为其他模块创立但需要载本引擎模块中使用），INPRE文献类,INTRAN文献类,INGRAF文献类。

图6控制引擎模块类图

图7 控制引擎对象模型中属性

3.2控制引擎模块脚本

下面两个表分别列出了本控制引擎模块在正常和非正常状况下脚本。该脚本都是以事件为序列描述。

表1系统正常状况下脚本

l 控制模块启动剧本编辑模版；顾客在模版上编辑控制指令。
l 控制模块提示顾客保存编辑信息；顾客依照仿真阶段（初始化阶段、计算阶段、输出显示阶段）选取保存文献格式。
l 控制模块载入保存文献信息；顾客选取编译剧本信息。
l 控制模块检查顾客输入文献指令与否符合语法规范，符合规范时提示顾客该剧本可以进行控制操作。
l 控制模块在顾客点击“拟定”按钮时执行控制指令，控制之前顾客建立模型系统动作及状态。
l 控制模块命令行操作器提供实时控制机制；在仿真运营过程中，顾客在不载入剧本文献状况下可以从命令行操作器中直接输入控制语句控制顾客建立模型系统动作及状态。
l 控制模块在仿真过程中始终处在启动待命状态，只要顾客执行命令操作检查完毕。控制模块在仿提示顾客控制指令有效，执行仿真控制。

表2系统异常脚本

l 控制模块启动剧本编辑模版；顾客在模版上编辑控制指令。
l 控制模块提示顾客保存编辑信息；顾客依照仿真阶段（初始化阶段、计算阶段、输出显示阶段）选取保存文献格式。
l 控制模块载入保存文献信息；顾客选取编译剧本信息。
l 控制模块检查顾客输入命令不符合语法规范，系统停止编译。
l 控制模块提示顾客错误信息位置和错误种类，顾客更改输入命令后，重新编译，编译器检查直到符合语法输入，提示顾客输入符合语法，编译通过。
l 控制模块命令行操作器提供顾客停止中断仿真命令；顾客输入中断仿真仿真命令。
l 控制模块提示顾客与否中断仿真，顾客需要更改模型数据，选取“拟定”按钮停止仿真。

3.3脚本领件跟踪图

图8控制引擎模块事件跟踪图

3.4 外部接口

系统对象模型为本控制引擎提供外部接口函数，本模块控制命令在编译完毕后，调用模型对象接口函数，顾客输入控制命令仅仅是为这些接口函数提供参数和外部调用。
4用例设计：
4.1基本功能概述
1 顾客通过控制仿真模块控制整个系记录算参数和方式初始化，对计算过程进行实时控制，同步依照需要选取适当种类和方式显示计算成果。
2 顾客通过控制引擎提供剧本编辑模版写入控制命令信息，并保存成固定格式文献。在初始化控制参数时依照预解决、计算、图形输出等仿真不同阶段选取相应格式文献载入，通过文献上控制命令语句控制仿真计算。
3 控制模块编译模块可以将顾客输入符合语法规定剧本信息自动转化为系统辨认控制命令，控制已经建立模型时序动作，完毕整个仿真。
4 控制模块提供优先级中断，可以在任意时刻中断仿真，以便顾客及时更改错误。

控制仿真引擎用例图
图9 软件系统体系构造

4.2用例概述

用例
控制管道系记录算仿真初始化、工艺过程和输出成果

角色
工程师分析员
概述
当系统建立管道模型系统时完，本用例开始。
本用例完毕工作，在控制编辑模版内编辑模型控制信息，针对不同外部对象（初始化对象、计算对象、输出显示对象）载入不同类型文献加载编辑信息，然后将编辑控制指令信息编译成模型对象动作状态信息。当信息传递到外部对象是，本用例结束。
前提
需通过模型编辑模块建立好完整地模型信息
描述(场景)
顾客在建立完毕模型系统后，启动编辑模版窗口载入相应文献到窗口编辑模版中，或者顾客直接从命令行操作对话框中输入指令。编译通过后执行控制。
成果
观测到模型对象动作，变化了计算模型边界条件。
例外
控制导致模型系统执行错误工艺
安全例外
没有访问权限
有关用例
无
附件
无

5其他阐明
本控制引擎模块仅为管道仿真系统一种子模块，它与其她模块边界关系由下图表达，即初始化、计算、输出显示等功能由其他模块提供，

6 系统出错解决设计
1．输入INPREP、INTRAN、INGRAF命令行格式或命令不对的，在输出文档中生成错误报告。
2．相态选取与模型元件不匹配，弹出对话框提示重新输入。
3．选取或设定参数值与系统数据库值不相符，弹出对话框提示重新输入。
4．磁盘存储空间已满，弹出对话框提示“磁盘空间局限性，请删除无用文献。”
5．预解决死循环或数据溢出，系统强制性退出，并生成错误报告。
6．计算解决死循环或数据溢出，系统强制性退出，并生成错误报告
7．浮现其他异常状况，按ESC强行退出。