儀器電子技術(shù)中的軟件與硬件

1、 儀器電子技術(shù)課程報告 學(xué)生姓名： # 學(xué)生學(xué)號： # 班 級： # 課程題目： 現(xiàn)代儀器中軟件和硬件技術(shù) 學(xué)年學(xué)期： 2 0142 015 學(xué)年第 1學(xué)期 指導(dǎo)教師： # 2 0 15 年 1 月目錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc408524900 1引言 PAGEREF _Toc408524900 h 2 PAGEREF _Toc408524900 h HYPERLINK l _Toc408524901 1.1軟件和硬件的定義 PAGEREF _Toc408524901 h 2 PAGEREF _Toc408524901 h HYPERLINK l _To

2、c408524902 1.2現(xiàn)代儀器的發(fā)展 PAGEREF _Toc408524902 h 3 PAGEREF _Toc408524902 h HYPERLINK l _Toc408524903 2軟件和硬件在儀器中的作用 PAGEREF _Toc408524903 h 3 PAGEREF _Toc408524903 h HYPERLINK l _Toc408524904 3儀器性能與軟件的關(guān)系 PAGEREF _Toc408524904 h 5 PAGEREF _Toc408524904 h HYPERLINK l _Toc408524905 3.1 儀器的性能 PAGEREF _Toc40

3、8524905 h 5 PAGEREF _Toc408524905 h HYPERLINK l _Toc408524906 3.2 典型例子（嵌入式門禁系統(tǒng)） PAGEREF _Toc408524906 h 6 PAGEREF _Toc408524906 h HYPERLINK l _Toc408524907 4儀器性能與硬件的關(guān)系 PAGEREF _Toc408524907 h 9 PAGEREF _Toc408524907 h HYPERLINK l _Toc408524908 5 現(xiàn)代儀器中軟件和硬件發(fā)展趨勢 PAGEREF _Toc408524908 h 12 PAGEREF _Toc

4、408524908 h HYPERLINK l _Toc408524909 5.1軟件發(fā)展趨勢 PAGEREF _Toc408524909 h 12 PAGEREF _Toc408524909 h HYPERLINK l _Toc408524910 5.2硬件發(fā)展趨勢 PAGEREF _Toc408524910 h 15 PAGEREF _Toc408524910 h 光衰減器1引言1.1軟件和硬件的定義軟件是能夠完成預(yù)定功能和性能的可執(zhí)行的計算機程序，包括使程序正常執(zhí)行所需要的數(shù)據(jù)，以及有關(guān)描述程序操作和使用的文檔。軟件是一種邏輯實體，是用戶與硬件之間的接口界面。用戶主要是通過軟件與計算機進

5、行交流。軟件是計算機系統(tǒng)設(shè)計的重要依據(jù)。為了方便用戶，為了使計算機系統(tǒng)具有較高的總體效用，在儀器設(shè)計過程中，必須全局考慮軟件與硬件的結(jié)合，以及用戶的要求和軟件的要求。軟件還可以拓寬計算機系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，放大硬件的功能。硬件是客觀存在的一種物質(zhì)實體，比如一臺儀器它的外觀設(shè)計，它使用的芯片或者架構(gòu)都屬于硬件。它是為軟件服務(wù)的，也是獲取軟件的途徑。硬件是實在的，有模有樣的。軟件是程序性的。是一系列的指令。有了軟件，硬件才會實現(xiàn)更豐富的功能。也好比人，肢體是硬件的。但思想，思維，你的學(xué)識是軟件，是靈魂。1.2現(xiàn)代儀器的發(fā)展眾所周知,數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化是當(dāng)今儀器儀表與自動化測試系統(tǒng)的三大發(fā)展趨勢,并

6、將徹底改變傳統(tǒng)儀器儀表與自動化測試系統(tǒng)的概念。在傳統(tǒng)概念的測量中,所采用的儀器大多是實物,它們自成體系,具有刻度盤、旋鈕、開關(guān)等固定的用戶界面特征。傳統(tǒng)的儀器設(shè)備缺乏相應(yīng)計算機接口,因而配合數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理十分困難。而且傳統(tǒng)儀器體積龐大,多種數(shù)據(jù)測量時常常感到捉襟見肘,手足無措。如常常見到硬件工程師的工作臺上,推滿了紛亂的儀器、交錯的電纜和繁多的待測器件。顯然,傳統(tǒng)的儀器已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代測試的要求。隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度發(fā)展及其在電子測量技術(shù)與儀器上的應(yīng)用,新的測試理論、測試方法、測試領(lǐng)域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn),在許多方面已經(jīng)沖破了傳統(tǒng)儀器的概念,電子測量儀器

7、的功能和作用發(fā)生了質(zhì)的變化。在這種背景下,80年代末美國研制成功虛擬儀器?，F(xiàn)在,在集成的虛擬測量環(huán)境中,見到的是整潔的桌面,有序的操作,不但使測量人員從繁雜的儀器堆里解放出來,而且還可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動測量、自動記錄、自動處理。 網(wǎng)絡(luò)儀器的發(fā)展在現(xiàn)代儀器中也非常重要，網(wǎng)絡(luò)就是儀器的概念確切地概括了儀器的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢以Internet為代表的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展及相關(guān)技術(shù)的不斷完善使得計算機網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模更大，應(yīng)用更廣。在國防、通信、航空、航天、氣象、制造等領(lǐng)域?qū)Υ蠓秶木W(wǎng)絡(luò)化測控將提出更迫切的需求。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也必將在測控領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)化儀器會很快發(fā)展并成熟起來，從而有力地帶動和促進現(xiàn)代儀

8、器，即網(wǎng)絡(luò)化儀器的進步。2軟件和硬件在儀器中的作用軟件相當(dāng)于人機交互的一種方式，這種方式可以通過編程或算法設(shè)計表現(xiàn)出來，比如我們平時用到的C+，MATLAB等等，我們可以通過這些工具對所需要的設(shè)計要求進行合理化的編程，從而讓計算機識別并實現(xiàn)對硬件設(shè)備的控制功能。而硬件可以根據(jù)設(shè)計要求劃分為幾個功能模塊，通過電路設(shè)計來實現(xiàn)。在信息化建設(shè)時期，隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，在現(xiàn)代儀器設(shè)計中，軟件和硬件的結(jié)合尤為重要，關(guān)系到每一臺儀器的性能。下邊通過智能溫度顯示儀的設(shè)計為例說明軟件和硬件在儀器中的作用。本設(shè)計要求智能溫度顯示儀能夠?qū)囟葌鞲衅鬏敵龅模?5V）電壓信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)溫度范圍（0100）的整數(shù)數(shù)值

9、顯示，顯示器采用4位LED數(shù)碼管實現(xiàn)，通過鍵盤實現(xiàn)報警上下限的設(shè)置，而且能夠在溫度變化過程中根據(jù)預(yù)設(shè)的報警值及時地發(fā)出報警信號。整體設(shè)計結(jié)構(gòu)圖如下：圖1 功能結(jié)構(gòu)圖根據(jù)工作原理可通過圖1所示的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)功能。由工作原理可知，傳感器的輸入信號是05V的電壓信號，所以不用放大就可以直接接入單片機電路。電壓的變化要經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換才能由數(shù)字信號電路處理，采樣后要經(jīng)過一定的數(shù)據(jù)處理才可以向顯示電路輸出。另外，由于可實現(xiàn)報警功能，這就需要設(shè)計報警值的輸入和報警動作的輸出電路。最方便的做法是242使用鍵盤輸入報警值，用發(fā)光二極管來實現(xiàn)光報警。此外，要求報警值能夠一直保存，掉電不會丟失，因此就必須通過非易失性存

10、儲器來保存。要設(shè)計上述的電路首先要選擇一款單片機，本文選擇PIC16F877型號單片機作為控制核心。由于該單片機內(nèi)部集成了8路EEPROM空間和ADC，所以圖1中的存儲器和ADC部分就不用再另外選擇器件了；鍵盤電路由4個獨立按鍵組成，分別完成置數(shù)位的調(diào)整，即減1和加1操作；顯示電路選用MAX7219控制數(shù)碼管的工作，這些都是硬件，沒有這些硬件作為載體，儀器就不可能存在。軟件設(shè)計要根據(jù)設(shè)計對象的功能而定，本文設(shè)計的智能溫度顯示儀主要實現(xiàn)以下功能：1）采樣RA0端口的模擬信號，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；2）將數(shù)字信號經(jīng)標(biāo)度變換成溫度值顯示在數(shù)碼管上；3）通過按鍵設(shè)定報警的上下限，一個鍵負責(zé)報警位的選擇，另外

11、兩個鍵負責(zé)實現(xiàn)選中位的加減1；4）設(shè)定的上下限存在于EEFROM中；5）5秒鐘沒有按鍵按下，自動返回采樣刷新狀態(tài)。通過程序的編寫達到設(shè)計要求，來控制單片機等硬件的運行和操作，從而實現(xiàn)儀器的設(shè)計。從該例子中可以看出在儀器設(shè)計中軟件和硬件相輔相成，缺一不可。3儀器性能與軟件的關(guān)系3.1 儀器的性能衡量儀器性能的主要技術(shù)指標(biāo)有精確度、靈敏度、響應(yīng)時間等。精確度表示儀器測量結(jié)果與被測量真值的一致程度。儀器的精確度常用精確度等級來表示，例如0.1級、0.2級、0.5級、1.0級、1.5級等。0.1級表儀表總的誤差不超過1.0%范圍。精確度等級數(shù)小，說明儀器的系統(tǒng)誤差和隨機誤差都小，也就是這種儀器精密。靈

12、敏度表示當(dāng)被測的量有一個很小的增量時與此增量引起儀表示值增量之比，它反映儀表能夠測量的最小被測量。響應(yīng)時間是指儀表輸入一個階躍量時，其輸出由初始值第一次到達最終穩(wěn)定值的時間間隔，一般規(guī)定以到達穩(wěn)定值的95%時的時間為準(zhǔn)。此外，還有重復(fù)性、線性度、滯環(huán)、死區(qū)、漂移等性能技術(shù)指標(biāo)。而對于儀器而言，其性能指標(biāo)又會對應(yīng)各個不同的協(xié)議，因此軟件是影響儀器性能的一個關(guān)鍵因素。3.2 典型例子（嵌入式門禁系統(tǒng)）隨著計算機和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)作為計算機應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域,已深入到社會的方方面面。近年來,嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。嵌入式軟件開發(fā)主要分如下步驟：在PC機開發(fā)程序、建

13、立交叉編譯環(huán)境、交叉編譯和鏈接，應(yīng)用程序的移植。其在嵌入式門禁系統(tǒng)中的應(yīng)用如下： 網(wǎng)絡(luò)通信程序是由兩個部分組成的：客戶端和服務(wù)器端。它們的建立步驟一般是： 服務(wù)器端 ：socket-bind-listen-accept 客戶端 ：socket-connect 服務(wù)器端與客戶端通過以上過程建立通信連接之后就可以進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收了。圖3.1門禁控制器的主控流程圖嵌入式門禁控制器是門禁系統(tǒng)的核心控制部分。它完成所有的門禁管制邏輯業(yè)務(wù)。門禁系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、高效性取決于門禁控制器的合理設(shè)計?？刂破鞯闹髁鞒虉D如圖3.1所示。 系統(tǒng)加電啟動之后，從本機數(shù)據(jù)庫讀取各個端口的屬性數(shù)據(jù)并配置，初始化各個

14、端口設(shè)備，完成系統(tǒng)的初始化設(shè)置。之后啟動后臺通信線程，負責(zé)通信模塊處理，主控流程則開始對門禁管制區(qū)域進行監(jiān)控。系統(tǒng)正常啟動后，首先檢測各個端口狀態(tài)，如有異常則報警并記錄事件，并執(zhí)行相應(yīng)的I/O處理。同時檢測是否有定時開關(guān)門事件，是否有用戶刷卡動作，是否滿足自動報警條件，并進行相關(guān)模塊的處理。系統(tǒng)啟動之后，首先必須初始化輸入輸出端口設(shè)備，并進行網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置和讀卡器的配置。 設(shè)備端口的初始化模塊InitIo( )：即打開各個驅(qū)動設(shè)備文件句柄，主要包括輸入和輸出設(shè)備句柄，輸入設(shè)備包括門磁、防拆除、開關(guān)按鈕。輸出設(shè)備主要是繼電器設(shè)備（控制門鎖和報警輸出信號），設(shè)備的句柄打開之后，即可如對文件操作一樣，對

15、各個設(shè)備文件進行控制。 網(wǎng)絡(luò)配置模塊InitIP( )：需從控制器基本參數(shù)數(shù)據(jù)庫tbl_controller讀取網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，并進行網(wǎng)絡(luò)配置。例如，讀取網(wǎng)絡(luò)參數(shù)后，要激活的網(wǎng)絡(luò) IP地址為“ 192.168.0.100 ” ，則 需 執(zhí) 行 一 個 系 統(tǒng) 調(diào) 用 函 數(shù) system(“ifconfig eth0 192.168.0.100”)。讀卡器的配置模塊InitCom( )：本次系統(tǒng)設(shè)計使用的讀卡器有韋根讀卡器和485RFID讀卡器，每個門可配置其中某一型號的讀卡設(shè)備。系統(tǒng)讀卡器的配置過程如下：首先從讀卡器數(shù)據(jù)庫tbl_reader讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，根據(jù)相應(yīng)的配置參數(shù)進行讀卡方式的設(shè)置，并

16、打開相應(yīng)的讀卡設(shè)備句柄。用戶刷卡處理是門禁系統(tǒng)的主要功能模塊，用戶刷卡處理流程為：用戶刷卡，系統(tǒng)判斷是否為多卡開門，如為多卡開門進行多開開門處理。如為單卡開門。系統(tǒng)進行權(quán)限驗證，如為有效卡，則置相應(yīng)標(biāo)志位，并發(fā)出開門信號，如為非法卡則報警，刷卡處理流程如圖3.2所示。圖3.2 用戶刷卡處理流程權(quán)限驗證子模塊流程為用戶刷卡，應(yīng)用程序讀取系統(tǒng)時間，檢查卡是否過期，是否是掛 失卡或者暫?？??？ㄆ戏?，如為巡更卡，則記錄巡更事件。如為普通卡則進行節(jié)假日管制、時段管制判讀，并將處理結(jié)果作為開關(guān)門信號的依據(jù)。對門禁系統(tǒng)進行軟件測試，測試中發(fā)現(xiàn)的問題：（1）讀卡故障，讀卡器不能正常讀卡：檢測讀卡器與控制器的

17、連線是否正確，如果是 485RFID 讀卡，必須保證讀卡器的地址撥碼與控制器的軟件配置相符。用上位機門禁管理軟件查看讀卡器的配置是否正確，如有錯誤，重新配置讀卡器。（2）不能正常開關(guān)門，用戶刷卡或者按下按鈕，門鎖無反應(yīng)：檢測電源是否連接正常；用上位機門禁管理軟件查看門對應(yīng)的輸入輸出端口配置是否正確，或者直接查看門屬性數(shù)據(jù)庫tbl_door，查看門所對應(yīng)的開關(guān)按鈕輸入端口號是否與硬件連接的端口號匹配，輸出端口號是否與硬件連接的端口匹配，該門是否設(shè)置了互鎖條件等。從測試結(jié)果及設(shè)計過程可以看出軟件編寫的是否嚴謹會影響系統(tǒng)或者儀器設(shè)備的正常工作。4儀器性能與硬件的關(guān)系科學(xué)技術(shù)的進步不斷對儀器儀表提出更

18、高更新的要求。儀器儀表的發(fā)展趨勢是不斷利用新的工作原理和采用新材料及新的元器件，例如利用超聲波、微波、射線、紅外線、核磁共振、超導(dǎo)、激光等原理和采用各種新型半導(dǎo)體敏感元件、集成電路、集成光路、光導(dǎo)纖維等元器件。其目的是實現(xiàn)儀器儀表的小型化，減輕重量、降低生產(chǎn)成本和更便于使用與維修等。另一重要的趨勢是通過微型計算機的使用來提高儀器儀表的性能，擔(dān)高儀器儀表本身自動化、智能化程度和數(shù)據(jù)處理能力。儀器儀表不僅供單項使用，而且可能過標(biāo)準(zhǔn)接口和數(shù)據(jù)通道與電子計算機結(jié)合起來，組成各種測試控制管理綜合系統(tǒng)，滿足更高的要求。儀器的可靠性是指儀器在規(guī)定的使用條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成所規(guī)定功能的能力,它是衡量儀器質(zhì)

19、量優(yōu)劣的重要技術(shù)指標(biāo),儀器的可靠性是由硬件可靠性和軟件可靠性兩個方面決定的,一般來說,儀器的軟件可靠性比較高,所以儀器的可靠性主要由硬件可靠性所決定。構(gòu)成儀器的硬件包括構(gòu)成儀器的各種芯片、元器件及各種部件,主要有微處理器及周邊電路、IC電路芯片、電阻、電容、電感、晶體管、繼電器、插頭、插座、印刷電路板、按鍵、引線、焊點等。下邊以基于DSP平臺的機器視覺系統(tǒng)為例說明硬件對儀器性能的影響。首先說一下硬件優(yōu)化的意義：DSP在實時系統(tǒng)中應(yīng)用非常普遍，在這種應(yīng)用環(huán)境中，計算的及時性、準(zhǔn)確性和工作中的抗干擾性相當(dāng)重要。在基于DSP的機器視覺圖像處理系統(tǒng)中，需要對采集到的圖像進行實時處理。由于需要對物體的形

20、狀，狀態(tài)，及背景進行準(zhǔn)確的識別，算法復(fù)雜度高，運算量相當(dāng)大。由此可見，從系統(tǒng)設(shè)計的一開始到結(jié)尾都必須貫穿優(yōu)化思想，提高系統(tǒng)工作效率，以達到預(yù)定目標(biāo)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖4.1所示：圖4.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖在高速電路板中，由于電路的高頻特性，開關(guān)的電磁輻射和線路噪音都會干擾到電路器件電壓，即器件的實際工作電壓。而現(xiàn)今的低電壓、低功耗、高性能的芯片，如 DSP 芯片等對工作電壓的要求非常高，一般都要求電壓偏差不超過5%，我們的芯片的供電電壓為 3.3V，即電壓偏差不能超過 0.165V。否則，一旦工作電壓超出這個范圍，長時間工作容易縮短壽命甚至于燒毀。因此，在電路中需要通過電壓監(jiān)控電路來實現(xiàn)對電壓的實時

21、監(jiān)控，以期電源能夠為芯片提供合格而穩(wěn)定的電壓。DSP 電路設(shè)計中，其時鐘設(shè)計非常重要。許多器件需要時鐘，如 CPU 時鐘，EMIF 時鐘，串行通訊器件 UART，USB 等，還有音頻/視頻器件 Audio Codec,Video Decoder 和 Encoder 器件。C6000 DSP 的內(nèi)部 CPU 時鐘由一個來自 CLKIN 引腳的時鐘源產(chǎn)生。該時鐘源是一個外部信號，根據(jù)時鐘模式，或者驅(qū)動片內(nèi)鎖相環(huán)（PLL）電路，或者饒過 PLL（旁路）成為內(nèi)部時鐘。源時鐘我們選擇來源于一個震蕩器芯片，并且為3.3V電壓。在電路布局中確保所有時鐘導(dǎo)線盡可能短，以盡量減小時鐘信號的失真。在我們這個 DS

22、P 系統(tǒng)中使用外部時鐘輸入，因為使用外部時鐘時，時鐘的精度高、穩(wěn)定性好、使用方便。由于 DSP 工作是以時鐘為基準(zhǔn)，如果時鐘質(zhì)量不高，那么系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性就很難保證。在系統(tǒng)中如果要求多個不同頻率的時鐘信號時，首選可編程時鐘芯片。單一時鐘信號時，選擇晶體時鐘電路。對于多個同頻時鐘信號，應(yīng)選擇晶振。要盡量使用 DSP片內(nèi)的PLL，降低片外時鐘頻率，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，由此可見硬件對儀器性能的影響。圖4.2 時鐘電路在工業(yè)運用中，外界的環(huán)境是十分復(fù)雜的，溫差大，強干擾的情況很普遍。印制電路板(PCB)是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐件它提供電路元件和器件之 間的電氣連接。要使電子電路獲得最佳性能，

23、元器件的布局及導(dǎo)線的布設(shè)是非常重要的。對噪聲和干擾非常敏感的精密控制電路和高頻噪聲特別嚴重電壓逆變電路使用金屬罩封裝屏蔽起來。易產(chǎn)生噪聲的器件、小電流電路、大電流電路等安排遠離邏輯電路。在直流電源回路中，負載的變化會引起電源噪聲。在數(shù)字電路中，當(dāng)電路從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種狀態(tài)時，就會在電源線上產(chǎn)生一個很大的尖峰電流，形成瞬變的噪聲電壓。配置去耦電容可以抑制因負載變化而產(chǎn)生的噪聲，好的高頻去耦電容可以去除高到 1GHZ 的高頻成份。陶瓷片電容或多層陶瓷電容的高頻特性較好。在設(shè)計印刷線路板時，每個集成電路的電源，地之間都要加一個去耦電容。大量實踐經(jīng)驗表明，采用合理的器件排列方式，有效地降低印制電路

24、的溫升，從而使器件及設(shè)備的故障率明顯下降。因此，硬件對儀器性能有著重要的影響。圖4.3 PCB 布局5 現(xiàn)代儀器中軟件和硬件發(fā)展趨勢 5.1軟件發(fā)展趨勢軟件技術(shù)的高速發(fā)展及虛擬儀器在新一代的儀器系統(tǒng)中，計算機處于核心地位。為了使儀器系統(tǒng)的硬件設(shè)備盡量少，傳統(tǒng)儀器的許多硬件乃至整個儀器都可以被計算機軟件所代替，計算機軟件和測試儀器將更加緊密地結(jié)合在一起。 隨著儀器系統(tǒng)的不斷完善及儀器設(shè)計思想的發(fā)展，軟件的重要性及進一步發(fā)展的迫切性越來越突出。 可以預(yù)測，測試界今后的巨大變化將主要發(fā)生在軟件方面。 軟件技術(shù)的高速發(fā)展第一代采用編程語言: 例如:C，BASIC匯編語言，第二代采用面向?qū)ο罂梢暬幊陶Z

25、言: 例如:C+，VB，Delphi語言，第三代采用專業(yè)測試軟件: 例如: LABVIEW, HPVEE。軟件技術(shù)的高速發(fā)展在新一代的儀器系統(tǒng)中，為了縮短儀器系統(tǒng)開發(fā)時間，使用者希望對儀器本身的技術(shù)問題關(guān)注盡量少，而將更多的精力轉(zhuǎn)向測試對象。用傳統(tǒng)的高級語言編制、調(diào)試測試程序已不能適應(yīng)現(xiàn)代儀器系統(tǒng)對縮短儀器系統(tǒng)開發(fā)時間的要求，因而需要尋求新的編程方法。目前的軟件構(gòu)件技術(shù)，尚不能使軟件的生產(chǎn)達到目前成熟產(chǎn)業(yè)的工業(yè)化水平。軟件構(gòu)件技術(shù)的下一代技術(shù)業(yè)務(wù)構(gòu)件技術(shù)(business component)，將為軟件的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論與技術(shù)基礎(chǔ)。 業(yè)務(wù)構(gòu)件技術(shù)將以軟件構(gòu)件技術(shù)為基礎(chǔ)。與軟件構(gòu)件不同的是，業(yè)

26、務(wù)構(gòu)件不僅是在開發(fā)時和運行時的一個構(gòu)件，而且是整個軟件生命周期中的構(gòu)件，業(yè)務(wù)構(gòu)件同時也是一個具體業(yè)務(wù)概念的軟件實現(xiàn)。業(yè)務(wù)構(gòu)件不僅是在設(shè)計時所標(biāo)識的、在構(gòu)造時所實現(xiàn)的，以及在單元測試及集成測試時所測試的軟件產(chǎn)品，而且也是配置時所看到的產(chǎn)品。每個業(yè)務(wù)構(gòu)件相應(yīng)于一組運行時可獨立進行配置的產(chǎn)品，它們可獨立于其它業(yè)務(wù)構(gòu)件而存在，可被另一構(gòu)件所代替而不必重新編譯系統(tǒng)，從而實現(xiàn)真正意義上的即插即用。 預(yù)計在未來十年內(nèi)，業(yè)務(wù)構(gòu)件技術(shù)會成熟并得到普及，那時，整個軟件的形態(tài)將徹底地發(fā)生變化，將引發(fā)出現(xiàn)軟件經(jīng)濟的新模式、新生產(chǎn)方式與新商業(yè)規(guī)則。業(yè)務(wù)構(gòu)件技術(shù)將孕育軟件生產(chǎn)工業(yè)化的時代，伴隨著許多發(fā)展的機遇 洞悉軟件技

27、術(shù)和軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，發(fā)現(xiàn)并開拓具有高成長潛力的相關(guān)領(lǐng)域，對于促進我國軟件產(chǎn)業(yè)的快速平穩(wěn)發(fā)展，帶動國民經(jīng)濟的持續(xù)增長都有著至關(guān)重要的意義。軟件技術(shù)和軟件產(chǎn)業(yè)未來將主要有以下七大發(fā)展趨勢： （1）軟件產(chǎn)業(yè)的國際化趨勢 軟件復(fù)用和軟件構(gòu)件技術(shù)作為未來軟件開發(fā)的發(fā)展方向，將引起軟件產(chǎn)業(yè)的深刻變革，軟件設(shè)計生產(chǎn)工廠化和軟件工程項目外包將成為軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，尤其是近年來，互聯(lián)網(wǎng)的興起為大型軟件的分布式開發(fā)帶來了得天獨厚的便利條件，軟件產(chǎn)品的國際化水平將會不斷提高。 （2）軟件產(chǎn)業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化趨勢 互聯(lián)網(wǎng)作為本世紀(jì)最重要的科技成果之一，給人類生活和經(jīng)濟發(fā)展都帶來了深遠的影響。它所展現(xiàn)出的勃勃商機，吸

28、引了眾多廠商圍繞互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)軟件，與分布計算、網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的軟件技術(shù)成為軟件領(lǐng)域的主要技術(shù)熱點?；诨ヂ?lián)網(wǎng)的信息服務(wù)業(yè)則被視為未來最有商業(yè)價值的領(lǐng)域。 （3）軟件產(chǎn)業(yè)的服務(wù)化趨勢 軟件與服務(wù)是軟件產(chǎn)業(yè)中不可分割的兩個部分，隨著技術(shù)的不斷進步，企業(yè)級軟件系統(tǒng)的日趨復(fù)雜以及圍繞互聯(lián)網(wǎng)的各種網(wǎng)上服務(wù)的不斷推出，軟件服務(wù)市場正日益成為IT行業(yè)發(fā)展最快的一個部分，并在軟件及其相關(guān)服務(wù)市場中的比例呈現(xiàn)不斷上升趨勢。軟件廠商間在產(chǎn)品層次上的競爭也將讓位于服務(wù)與解決方案層次上的競爭。 （4）軟件產(chǎn)業(yè)向其它產(chǎn)業(yè)加速滲透的趨勢 軟件技術(shù)的高速發(fā)展，促進了人工智能技術(shù)的發(fā)展，目前智能化已成為電子信息產(chǎn)品、機電產(chǎn)品

29、以及自動控制設(shè)備的主要發(fā)展方向。軟件作為這一技術(shù)和過程的核心，已不局限于計算機行業(yè)之中，而是正在加速向各種產(chǎn)品滲透，促進傳統(tǒng)產(chǎn)品的升級換代，孕育出新的產(chǎn)品。軟件的產(chǎn)品形態(tài)日趨多樣化，從而使軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間大大拓展。 （5）軟件開發(fā)、應(yīng)用環(huán)境的簡約化趨勢 隨著IT技術(shù)的不斷進步，IT廠商出于商業(yè)和技術(shù)利益的考慮，各自產(chǎn)品之間形成了差異，技術(shù)在不斷進步，但差異卻并沒有因此減少。計算機用戶出于歷史原因和降低風(fēng)險的考慮，必然也無法避免多廠商產(chǎn)品并存的局面。于是，如何屏蔽不同廠商產(chǎn)品之間的差異，減少應(yīng)用軟件開發(fā)與操作的復(fù)雜性，降低開發(fā)成本，簡化應(yīng)用集成，保證技術(shù)進步的連續(xù)性，增強應(yīng)用的生命力，就成為人

30、們不能不面對的現(xiàn)實問題。試圖通過屏蔽各種復(fù)雜的技術(shù)細節(jié)而使技術(shù)問題簡單化的需求也就應(yīng)運而生。 （6）Linux及自由軟件的潮流 Linux是一種將源代碼完全開放的UNIX類操作系統(tǒng)，由于它的開放性和技術(shù)的先進性，并宣布遵循CNU（自由軟件聯(lián)盟）的GPL協(xié)議，贏得了一批富有市場經(jīng)驗的軟件開發(fā)廠商的支持，從而使Linu x能快速傳播和發(fā)展。以Linu x為代表的源程序公開軟件，必然將給現(xiàn)有的軟件體系帶來巨大沖擊，影響軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 （7）無線互聯(lián)技術(shù)趨于實用 無線互聯(lián)技術(shù)已經(jīng)成熟，并且形成了WAP（無線接入?yún)f(xié)議）標(biāo)準(zhǔn)，開始進入大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用，從而使移動設(shè)備、移動計算設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)成為可能，這將大

31、大推動PDA、筆記本電腦、手機、車載信息設(shè)備的發(fā)展，使網(wǎng)絡(luò)的接入終端設(shè)備更加多樣化。 這些趨勢將極大地拓展軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間，派生出許多具有成長潛力的新興領(lǐng)域。傳統(tǒng)軟件領(lǐng)域的成長性、經(jīng)營理念、市場走向、銷售方式等也將因此產(chǎn)生一系列重大變化。從世界軟件技術(shù)發(fā)展趨勢來看，軟件技術(shù)是信息技術(shù)的核心，操作系統(tǒng)則是軟件產(chǎn)業(yè)。預(yù)計在未來十年內(nèi)，業(yè)務(wù)構(gòu)件技術(shù)會成熟并得到普及，那時，整個軟件的形態(tài)將徹底地發(fā)生變化，將引發(fā)出現(xiàn)軟件經(jīng)濟的新模式、新生產(chǎn)方式與新商業(yè)規(guī)則。業(yè)務(wù)構(gòu)件技術(shù)將孕育軟件生產(chǎn)工業(yè)化的時代，伴隨著許多發(fā)展的機遇。5.2硬件發(fā)展趨勢在2014年之前，智能硬件產(chǎn)業(yè)鏈并不成熟，沒有專門的芯片、傳感器、通信技術(shù)、云平臺、大數(shù)據(jù)