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(gè)開發(fā)商分為不同的開發(fā)角色，并為每個(gè)開發(fā)角色研制一套完備的配置工具。整個(gè)工具在Eclipse環(huán)境框架下搭建而成，共分為三個(gè)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(guān)心的資源配置等角度出發(fā)，給出整個(gè)綜合化配置工具的設(shè)計(jì)方案，方案通過使用XML Schema和XSLT結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：角色;XML;XSD;XSLT;系統(tǒng)集成者;平臺提供者;應(yīng)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(dǎo)致軟硬件的配置復(fù)雜度成倍增加，傳統(tǒng)配置工具使用困難，容易出錯(cuò)，與此同時(shí)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(gòu)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(biāo)準(zhǔn)給出了集成航空電子系統(tǒng)開發(fā)和認(rèn)證的指導(dǎo)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(gè)人組件不需要從系統(tǒng)的其它部分獲取源碼或者二進(jìn)制文件，這樣每個(gè)開發(fā)團(tuán)隊(duì)可以管理自身的系統(tǒng)而獨(dú)立于其他團(tuán)隊(duì)。系統(tǒng)的集成以及每個(gè)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(shè)計(jì)人員來配置的能力。各個(gè)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(biāo)文件之前，配置檢查工具不僅要逐項(xiàng)檢查每個(gè)配置數(shù)據(jù)的格式、范圍的合理性，而且需要檢查各個(gè)配置數(shù)據(jù)之間的關(guān)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(biāo)準(zhǔn)，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(yīng)者（PP，Platform and Module Provider）和應(yīng)用開發(fā)者（AD，Application Developer）三類。

平臺/模塊供應(yīng)者負(fù)責(zé)提供硬件設(shè)備和基礎(chǔ)軟件相關(guān)配置數(shù)據(jù)。平臺提供者應(yīng)配合系統(tǒng)集成者對平臺資源進(jìn)行分配預(yù)算。平臺/模塊供應(yīng)者給應(yīng)用開發(fā)者和系統(tǒng)集成者提供開發(fā)，測試和部署應(yīng)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(rèn)與驗(yàn)證的結(jié)果與分配需求的一致性。

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

系統(tǒng)集成者負(fù)責(zé)IMA平臺軟硬件資源的規(guī)劃與分配、物理/邏輯通信關(guān)系的配置、應(yīng)用的部署及整個(gè)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(fù)責(zé)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(yīng)用開發(fā)者之間的約定，并且負(fù)責(zé)維護(hù)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(yīng)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(rèn)與驗(yàn)證的結(jié)果與分配需求的一致性。

以上詳細(xì)介紹了IMA系統(tǒng)開發(fā)過程中，三個(gè)開發(fā)角色之間關(guān)心的配置數(shù)據(jù)和各個(gè)配置數(shù)據(jù)之間可能的聯(lián)系。而本文所設(shè)計(jì)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(gè)開發(fā)角色只看到自己關(guān)心的配置數(shù)據(jù)，每一個(gè)開發(fā)角色在修改自己相關(guān)的配置數(shù)據(jù)時(shí)，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(gè)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(jìn)行交互。前端配置界面需要兩種文件進(jìn)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(jìn)行一系列的處理，最后給出處理結(jié)果，或檢查配置數(shù)據(jù)的合理性，或生成二進(jìn)制文件。最后經(jīng)過項(xiàng)目編譯鏈接，將配置數(shù)據(jù)鏈接生成目標(biāo)文件。

3 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 總體方案設(shè)計(jì)

基于角色的綜合化配置工具前端配置分為多個(gè)開發(fā)者視圖，各個(gè)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(guān)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(shí)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(biāo)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(zhuǎn)換成目標(biāo)文件[3]。綜合化環(huán)境下，需要配置的組件眾多，而且各個(gè)組件之間的關(guān)系復(fù)雜，這對于不熟悉整個(gè)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(shù)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?qū)Ｗ⒂谧陨硐嚓P(guān)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(shí)間和精力投入到各自的業(yè)務(wù)邏輯開發(fā)上，并且前端配置工具本身具有錯(cuò)誤檢查的功能，能夠降低構(gòu)建前后的出錯(cuò)率，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.2 前端方案設(shè)計(jì)

在前端配置界面模塊中主要包括以下幾個(gè)功能：

（一）構(gòu)件列表功能

搜索當(dāng)前開發(fā)環(huán)境中的所有可用構(gòu)件，顯示在界面上供可發(fā)人員選擇;同時(shí)，若用戶指定要修改某個(gè)已有的配置，該模塊還要負(fù)責(zé)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(xiàng)顯示功能

該模塊負(fù)責(zé)將用戶選中的構(gòu)件的具體配置項(xiàng)讀入、解析，將其以圖形化的方式 顯示在界面上，供用戶進(jìn)行配置操作。

（三）數(shù)據(jù)類型校驗(yàn)功能

在配置項(xiàng)描述文件中，對于每個(gè)配置項(xiàng)，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(jìn)行校驗(yàn)，并提示用戶那些配置的是否合法。

（四）配置結(jié)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(shè)計(jì)

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(shè)計(jì)，功能為對配置數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，并根據(jù)需要生成目標(biāo)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(gè)固定的工具，這個(gè)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(shí)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(yīng)的功能。根據(jù)腳本文件的不同，該工具的設(shè)計(jì)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(gè)配置數(shù)據(jù)生成器的功能設(shè)計(jì)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(yù)處理器中，與此XML相匹配的XSD文件也輸入到XML預(yù)處理器中。XSD文件可用來規(guī)定XML文件的語法結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，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(yù)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(yù)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(xì)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(yīng)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(jìn)制文件，還是顯示檢查結(jié)果。

4.結(jié)束語

本文使用基于角色的配置工具設(shè)計(jì)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(guān)的基本服務(wù)，并使用這些基本服務(wù)來描述具體的檢測，通過這些服務(wù)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(shè)計(jì)方法能夠?yàn)橄到y(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(gè)系統(tǒng)的開發(fā)效率。

參考文獻(xiàn)：

[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(jì)算技術(shù)，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(shí)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(shè)計(jì)方法[J].空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013，14（2）：31-32.