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关键词： 软件设计  

ISBN: (纸本)9787517072300

摘要： 本书分为3个部分, 共6章内容: 第1部分 (第1章、第2章) 为基础知识, 包括UML类图讲解和设计原则等; 第2部分 (第3章、第4章、第5章) 为设计模式模式, 包括6种常用的创建型设计模式、7种常用的结构型设计模式和10种常用的行为型设计模式; 第3部分 (第6章) 为综合案例, 使用多种模式混合解决问题。

关键词： 光电经纬仪   视景仿真   半实物仿真   Vega Prime  

摘要： 光电经纬仪是用于光电跟踪测量的重要设备,同时具备实时监测和自动跟踪的功能。随着光电经纬仪跟踪测量要求的不断提高,传统的训练与测试手段出现了各种不足。为此,本文为光电经纬仪模拟训练与测试系统设计了一套视景仿真软件。系统具备全仿真和半实物仿真两种工作模式,既能用于操作手手动跟踪训练,又能用于经纬仪自动跟踪测试,具有重要的实际应用价值。本文首先简要介绍了光电经纬仪的工作原理和操作流程,并根据系统研制的预期目标,详细分析了系统各部分功能需求,设计了仿真平台的总体架构方案,包括视景仿真应用程序框架、全仿真和半实物仿真模式框架。其次,深入研究了Creator三维建模技术和Vega Prime视景仿真技术,完成了虚拟场景的基本构建,实现了视点控制、环境模拟、特效模拟、字符与图形绘制、相机光学参数模拟以及视场图像效果模拟等视景仿真功能模块。然后基于搭建的软硬件平台,将仿真的视频数据转化为标准的视频输出给光电经纬仪跟踪控制平台,为在半实物仿真中测试和评价光电经纬仪的自动跟踪功能奠定了基础。最后结合弹道测试仿真的详细设计方案,对仿真结果进行了分析,给出了仿真模拟的测试与评估方法。结果表明,本系统可有效应用于光电经纬仪的模拟训练,节省了时间和训练成本。

关键词： 场景回波模拟器   CPU-GPU异构计算   集群计算   多客户端同步  

摘要： 在交通、地理测绘和国防等领域,电磁回波探测均有非常重要的作用。电磁回波模拟器被广泛运用于探测设备及其相关工程的测试验证中。电磁回波模拟因其场景设置复杂、帧间间隔短的特性,对模拟器的实时性、吞吐量、交互性、可用性提出了很高的要求。传统的模拟器往往使用单机同构平台实现、无法弹性扩展并且弱化了人机交互的能力。围绕复杂电磁场环境的动态模拟需求,本文主要做了以下研究工作:1)电磁回波信号的模拟及加速。模拟器的模拟算法复杂,计算量大,在传统的CPU同构平台中耗时严重。本文搭建了 CPU-GPU异构平台,研究了 AMD GPU底层的OpenCL映射实现,从并行计算、内存访问、数据传输等方面对模拟算法的实现进行了优化。并且通过集群提升系统的吞吐量,使用反向代理和任务队列反馈机制实现负载均衡。2)客户端/服务端架构设计。本文实现多客户端对同一场景的共享、同步,目标间的碰撞检测,满足大规模演练的需求。在客户端服务端通信上,设计了基于Reactor模式的I/O多路复用通信组件节省线程资源,提升通信效率。3)系统稳定性设计。本文对系统中的单点,使用主备结构,利用IP漂移技术实现主备的自动切换。对集群中的机器,使用心跳包、抽样验证的方式进行健康检查,自动剔除异常机器。同时使用搭建集中式日志系统,建立监控大盘,实现集群资源可视化。本文最终设计并实现了支持多客户端的分布式回波模拟器的服务端软件。综合测试结果显示,在功能上,本文设计的模拟器能在实时性要求下准确模拟回波信号,在故障场景下能够自动主从切换、流量切换,与客户端同步交互性良好。在性能上,本文设计的CPU-GPU异构计算平台比CPU同构平台获得了 73.8的加速比。计算集群在引入少量通信损耗的基础上,能几乎以计算集群机器数量为正比地提升整个系统的吞吐量。

关键词： 妇幼保健   信息平台   软件设计   功能模块  

摘要： 随着我国经济的高速发展，我国居民的收入水平不断提高，居民生活逐步改善，对公共卫生服务工作的要求也在不断提高。妇幼保健工作作为公共卫生服务的重要组成部分，在提高人口素质、保障妇女儿童身体健康等国计民生政策上担负着重要职责。传统的妇幼保健工作中的各种数据、报表、资料等都用手工统计，其速度慢、效率低、汇总分析不及时、数据质量问题多、得出信息难以指导决策。为此，建设妇幼保健管理信息平台解决上述问题。　　发达国家的计算机信息技术水平较高，在妇幼保健领域中应用的也比较早，对于信息系统的设计理念相对成熟。目前，我国的妇幼保健制度的发展还处在初级阶段，中国在妇幼保健建设方面与发达国家相比，无论是从信息技术应用的广度和深度上，还是从开发的规模和水平上，都存在着一定的差距。论文通过研究传统的妇幼保健业务，归纳分析妇幼保健流程，制定数据标准，采集妇幼保建数据，引进信息科学的先进成果，搭建妇幼保健管理信息平台，进而加强妇幼保健管理，规范妇幼保健工作。　　本文根据妇幼保健工作的实际需要，采用了J2EE开发技术，设计并实施了基于B/S结构的妇幼保健管理信息平台。本文首先叙述了妇幼保健的基本现状，通过分析当前妇幼保健工作所面临的问题，提出了建设妇幼保健管理信息平台的重要意义。然后，阐述了系统开发的所涉及的技术、原理，再次对系统的业务需求进行分析，接着对系统进行全面的设计和分析，在此基础上实现了妇幼保健管理信息平台，并展示了部分主要功能的实现情况。最后，对妇幼保健管理信息平台进行了完整的测试工作，证明妇幼保健管理信息平台能够较好的满足用户需求。　　通过妇幼保健管理信息平台的实施，满足妇幼保健中心及辖区内的社区卫生服务中心、综合医院妇产科和托幼机构等各类机构的妇幼保健业务的信息化需求，实现对各类保健业务的监管需求，实现省、市、县、乡、村五级保健服务的数据交换和信息共享，达到妇幼卫生资源的整合和高效利用，为卫生行政管理提供及时、准确、全面的信息与数据，提高监管、预警、分析能力，实现科学管理与决策。

关键词： 软件设计  

ISBN: (纸本)9787568043687

摘要： 本书介绍了软件建模的基础理论知识和实用技术方法。其中，基础理论以统一建模语言UML为核心，描述了在面向对象的软件开发过程中，如何使用UML标准构建系统生命周期中的各种常用模型；实用技术方法则结合业界广泛使用的UML开发工具RationalRose，并配以具体的软件系统案例进行了介绍。

关键词： 推荐系统   软件设计   协同过滤   异构信息网络  

摘要： 由于慕课快速发展导致的教育资源数量激增，慕课平台也面临着信息过载的情况。学习者在选择合适的教育资源（如课程、文本资料等）时，面对数量庞大琳琅满目的教育资源会感到不知所措。而推荐系统作为解决信息过载问题最为有效的途径之一，目前已经被应用到多个领域中。本文针对在线课程和文本资料两类在线教育资源的推荐方法与推荐系统设计进行了研究。　　根据在线课程包含丰富的用户-课程交互关系以及大量辅助信息的数据特点，本文使用基于异构信息网络的协同过滤模型进行课程推荐。由于文本资料包含丰富的文本内容特征，所以本文使用基于内容的推荐模型进行文本资料推荐。目前基于异构信息网络的协同过滤模型和基于内容的推荐模型还存在许多可改进之处:(1)目前将异构信息网络引入协同过滤推荐模型的方式主要是对异构信息网络中的节点或节点间的路径信息进行建模，很少针对包含更多节点特征与拓扑信息的子网络进行建模;(2)传统协同过滤模型更加关注通过用户和物品的内在关联进行推荐，而很少考虑通过用户、物品和子网络的内在关联来提升模型的推荐效果;(3)目前基于内容的推荐模型主要关注通过用户对待推荐物品的兴趣表示或用户对历史浏览物品的兴趣表示两个维度进行建模，很少考虑在建模过程中融合这两个维度的兴趣表示特点进行推荐。　　针对上述三个关键问题，本文分别给出技术方案:(1)使用基于Attention和CNN的子网络embedding方法来为异构信息网络中用户到待推荐物品间的子网络进行建模并学习到子网络的低维向量表示;(2)通过特殊设计的Wide&Multi-Deep神经网络结构来融合用户向量、物品向量以及子网络向量并获取三者相互关系的低阶与高阶表征，从而得到用户对待物品的预测评分;(3)使用基于Attention的自适应权重学习方法来建模用户对历史浏览文本资料以及待推荐文本资料的关联兴趣表示，并结合用户、物品特征变换来学习到用户对物品直接兴趣的非线性表示，最终融合这两个维度的兴趣表示为用户推荐其感兴趣的文本资料。　　本文通过实验来验证了上述技术方案的有效性，最终基于上述技术方案设计并实现了一种个性化在线教育资源推荐系统。系统在每个周期内会自动读取数据来训练在线课程推荐模型与文本资料推荐模型，并在用户发送访问请求时调用已训练完成的模型来为该用户生成个性化的在线教育资源推荐结果。

关键词： 列车风挡   曲线通过能力   控制系统   软件设计  

摘要： 随着中国铁路规模的不断发展和运行速度的不断提升,列车车辆端部各个连接部件的运行环境也变得越来越恶劣。列车风挡作为车端连接结构中重要的组成部件之一,其质量的好坏将直接影响到列车行驶的安全性和舒适性。曲线通过能力是指列车在通过最小曲线半径时,风挡在两节车厢相对极限位置时的承受能力,是风挡质量检测中重要的一项。目前国内外现有的模拟试验台存在控制系统复杂,不方便操作,设备造价成本高,可检测风挡型号少等缺点。为此,设计出一台可针对不同型号的风挡在不同运行工况下进行反复研究性试验,且适用于中小型企业的风挡曲线通过能力试验台就具有重大意义。本文以列车风挡曲线通过能力试验台为研究对象,在分析试验台设计要求的基础上,设计了试验台的总体结构和控制系统方案。试验台总体结构采用三坐标移动平台和三坐标转动平台,在伺服电机的驱动下运动。控制系统以工控机作为上位机,PLC作为下位机,采用模块化思想实现试验的自动化控制。通过对风挡实际运动路况的分析和铁道部风挡质检文件的研读,针对列车在曲线入口、曲线弧顶、S型曲线、直线拉伸压缩、侧滚和爬坡等路径下极限位置时的路径进行转换求解。在控制系统硬件方面,根据试验台的结构设计和控制需求,对控制系统中的核心硬件进行了选型和配置,然后根据选好的硬件对电路系统进行设计,并完成对控制柜的制作。在控制系统软件方面,提出了软件设计框架,主要分为上位机PC和下位机PLC两部分。下位机软件设计包括伺服通讯设计、建立坐标系和控制执行程序三部分,实现了对伺服系统的控制功能。上位机软件采用模块化思想,从通讯模块、自动运行程序、路径算法设计和数据库设计四个核心方面进行设计,为整个试验台控制系统提供了强大的运行逻辑思维。最后设计出简单易操作的人机交互界面,实现了人与控制系统之间的友好交互。为了保证试验台的正常稳定工作,对试验台进行了系统调试和整体实验,确保了其运动的稳定性和程序的逻辑性。通过一系列的调试和实验,目前该试验台已通过了第三方和铁科院的检测认证,在企业投入正常使用。

关键词： 物联网   云服务器   Modubus通信协议   ESP8266   数据库  

摘要： 近年来,人们对能源的需求量越来越大,伴随着电子通讯技术、物联网技术快速发展,流量计的智能化和网络化成为重要的发展趋势。目前,国内的流量计监测方式主要采用的是人工挨家挨户的抄表,这种方式工作量大,容易因人为因素而误抄或者漏抄,影响数据的准确性。现在居民小区以高层建筑为主,需要雇佣大量的人力进行抄表工作,在监控方面,以表数为准,在整个收费期间若发生流量计的表数故障,燃气公司根本无法掌握,由于用户基数大,流量数据多,对用户信息和数据很难进行统一的管理。在用户使用方面,用户很难实时查看流量数据,以往的数据也无从得知,对流量使用情况也无法进行分析。在收费系统方面,国内流量计大多使用IC卡充值,甚至有的地方需要到指定地点进行缴费,但这种方式手续比较繁琐,充值麻烦。因此本设计为流量计设计了一套监测、收费和管理软件,通过嵌入式软件开发实现了流量计的计量和通信功能。系统将用户的密码使用MD5+SALT算法进行加密处理,保护用户的隐私和数据安全,用户的信息和流量使用情况通过MySQL数据库保存,利用SSM框架实现用户管理系统,通过该系统可以对用户进行统一的管理和维护。系统使用ESP8266 WiFi模块通过TCP通信方式将数据发送到腾讯云服务器,用户可以在联网情况下,随时随地的通过手机、平板或者电脑等移动设备查看实时数据和历史数据,利用Echarts技术设计了曲线、图表和仪表盘等方式显示数据情况,便于分析。在用户访问系统资源时,通过过滤器进行权限校验,对非法访问进行拦截,防止用户信息泄露。系统可以通过支付宝支付方式进行缴费,使用手机扫描二维码即可,无现金的支付方式极大的方便了使用。在工业环境下,噪声干扰较大,本文采用C#语言设计了上位机监测软件,采用RS485总线和Modbus协议实现了实时数据显示、数据报表查询以及数据保存等功能,在工业环境和无网络情况下可以通过上位机监测数据。完成系统的整体设计后,部署到腾讯云服务器平台进行测试和验证,系统各项功能测试达到预期的要求。

关键词： 经颅多普勒超声测量   软件设计   血栓检测   双树复小波  

摘要： 由于现代社会生活节奏加快,工作压力与日俱增,脑血管疾病的发病率一直居高不下,严重地威胁着人类的生命健康。脑血管疾病有着很高的致死率和致残率,如何更好针对脑部血管病变做出早期预警和诊断是极为重要的。经颅多普勒超声(Transcranial Doppler,TCD)诊断设备相对于CT、MRI等常规检测手段来说,具有无创无辐射、费用较低和实时性良好等特点,十分适合脑血管疾病的初步诊断和实时监测,已经在国内外得到广泛的临床使用。随着脑血管疾病研究的逐步深入,经颅多普勒超声诊断设备在血流信息显示、有效数据存储等方面的需求日益增长,由于目前经颅多普勒在硬件模块的设计上种类繁杂、开发成本较高且更新速度较慢,开发周期短、开发效率高的软件系统成为发展重点。本研究针对经颅多普勒超声诊断设备在实际检测场景中的需求分析,设计了一种控制功能完备、血流信息反馈实时全面并拥有完善数据管理的软件系统。该系统具备稳定准确的控制功能和友好的人机交互界面,以保障医护人员在使用过程中能够方便快捷地对病人和血管等信息实现录入与获取,在检测过程中提供参数调整、图像冻结和视图切换等操作功能;信息输出方面以血流功率谱图显示、频谱参数计算和声音输出的方式全面地展示经颅多普勒系统所采集到的血流信息,方便医护人员对检测者的脑部血管情况做出准确判断;同时系统的数据管理模块完成对检测者信息和检测结果的保存,提供历史数据查询和参数预设,为扩展TCD应用提供支持。脑动脉中的血栓会阻塞脑血管从而引发缺血性脑卒中等疾病,经颅多普勒超声诊断设备的一项重要功能就是实现血栓检测。传统的血栓检测主要依赖于专业人员对血流功率谱图的人工观察,主观因素影响大且耗时较长。为了克服这些缺点,本研究基于多普勒超声信号的分析,提出一种以双树复小波变换为核心的自动血栓检测系统。系统为了解决多普勒超声信号在时域上无法区分血栓与人工伪像干扰的问题,从频域分析算法中选择具有近似平移不变性和抗频率混叠的双树复小波变换,结合主成分分析算法完成特征提取与降维,最后将特征向量馈送至支持向量机中实现血栓识别。根据与不同的频域分析算法的横向对比实验结果,证明双树复小波变换提高了从多普勒超声信号中提取的系数的鲁棒性,本研究设计的自动化血栓检测方案是快速、准确和健壮的。

关键词： 计算机软件设计领域   嵌入式实时软件   实施  

摘要： 片机的形式嵌入计算机系统之中,更好的辅助计算机进行多线程任务执行,有效提升计算机的执行速度与可靠性.为更好的推动嵌入式实施软件推广运用,文章以计算机软件设计领域中嵌入式实施软件实施为研究对象,首先简单分析了嵌入式式软件概念与特点,随后着重对计算机软件设计领域中嵌入式实时软件操作系统设计实施进行了探讨分析,以供参考.