软件设计模式论文精选(九篇)

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第1篇：软件设计模式论文范文

1计算机软件开发类毕业设计存在的问题

自21世纪高等教育改革以来，全国各高校招生规模不断扩大，导致毕业生数量也相应大规模增加，给高校学生的求职择业带来了严峻的考验。为了可以跟上时代的步伐，为求职带来一些实际项目经验，计算机专业越来越多学生选取了软件开发作为毕业设计课题。然而，在各高校实际当中，本科毕业设计质量已经下降，软件开发类论文与实际完全脱节，归根结底是没有一个可以从头到尾指导学生进行软件开发的学习模式，主要存在下面几个不足之处。

1.1学生问题

学生设计能力低，编程水平差，无项目实际经验，既不知道软件开发的基本理论与方法，也不知道程序语言代码编写和开发工具界面操作，甚至不知道从何处开始下手准备毕业论文，成为目前软件开发类毕业论文质量差的根本原因；学生思想上存在误区，不重视毕业设计的重要性与必要性，认为毕业设计与普通课程一样，对毕业设计敷衍了事，不愿意花时间和精力认真努力开发软件，总是被动、消极地接受学习，成为软件开发类毕业论文质量差的直接原因。

1.2学校问题

学生在大一至大三期间，一般只是简单地开设各科课程，并没有将所有软件开发类课程结合起来，直接导致出现学生软件设计能力低与开发水平差的现象；从论文开题、中期检查到论文答辩等过程中，并没有严格按照各种材料上交的日期进行，普遍是最后答辩时上交补交所有材料，甚至包括论文开题报告，直接导致学生消极怠慢的态度；最后的毕业论文考核是最关键的问题，也是目前毕业论文相关制度中管理最混乱的一部分。既没有一套规范毕业论文考核标准，也没有对毕业论文的中间过程进行监控，就连最后的论文答辩也只是流于形式。

1.3教师问题

大部分教师没有项目开发实际经验，只知道软件设计理论基础，不能全方位地指导学生，更加无法让学生能够主动积极地学习，成为毕业论文水平不高的原因之一。

2CDIO教育模式

CDIO教育模式继承和发展欧美20多年以来的工程教育改革理念，将“做中学”和“基于项目教育和学习”的集中概括和抽象表达，是2004年由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学研究创立，CDIO分别代表了构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）等四个学习过程，它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习[3]。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标[4]。本文将CDIO模式的构思、设计、实现和运作等四个学习过程引入到计算机软件开发类毕业设计中，要求严格按照构思、设计、实现和运作这四个阶段进行，并将每一个阶段的成果都作为毕业论文考核的依据，以此调动学生的积极性与主动性，既能让指导老师清楚整个设计流程，并根据阶段安排加以指导和督促，也能让学生愿意付出时间和精力努力投入到毕业设计当中。在弥补学生软件开发水平不足的同时，提高学生思考问题、综合设计的能力，最后达到提高毕业论文质量的目的。

3基于CDIO模式的计算机软件开发类毕业设计

3.1构思阶段

毕业论文是从学生的选题开始，一般是由老师提供一系列题目，再由学生根据自己的具体情况选择，这种方式遏制了学生的主动性。应该由学生根据自己的爱好、专长和对将来的职业规划等情况，利用各种参考资料主动搜索与查找适合自己的题材范围，再在老师的指导下确定毕业论文题目。不仅能够调动学生的设计积极性，为后面的毕业论文工作提供有利条件，而且还可以培养学生查阅资料和思考问题的能力。之后，指导老师提供软件开发类参考资料，并在中国知网等学术平台搜索课题相关文献，确定论文的基本要求，给学生下达论文任务书。学生根据接收到的任务书，利用软件工程专业书籍、中国知网等学术平台、论文相关的Web网站，查阅大量的资料，了解论文的背景、研究现状和开发意义，确定论文的研究内容和开发中的关键问题，撰写论文开题报告，完成软件开发的构思阶段。

3.2设计阶段

设计阶段主要包括需求分析和总体设计，正式开始毕业论文的设计工作。根据资料查阅、市场调查和企业要求等形式分析软件产品操作流程、功能列表，完成系统需求分析，并在需求分析的基础上重点进行功能设计、模块划分、模块接口规范、数据库概念设计及数据库逻辑设计，在老师的指导下反复修改不断完善，最终确定系统的总体设计。然而，在软件开发设计阶段，学生论文还没有开始写，软件程序也没有完成，指导老师无中期检查依据，不能有效地督促学生开发设计。因此，在设计阶段完成之后，应该形成需求分析、数据库设计、概要设计等相关说明书，作为毕业论文中期检查的材料，纳入论文考核的范围。

3.3实现阶段

实现阶段是学生毕业论文工作的重点，也是毕业论文设计工作量最大、所需时间最长的一个阶段，直接决定最终毕业论文的质量水平。学生需要掌握软件开发工具、程序设计语言等基本理论与方法，根据系统总体设计的功能模块、接口规范等进行数据库的实现、程序代码的编写，并反复运行与测试。此阶段生成详细设计说明书、编程规范、测试等文档，作为毕业论文第二次中期检查材料。在这个阶段有了指导老师的督促，能够完全确定系统功能，不至于在后期阶段又需要反复修改。

3.4运作阶段

根据前期产生的开题报告、需求分析、数据库设计、概要设计、详细设计、编程规范、测试等文档和开发好的软件系统撰写毕业论文，并参与论文答辩，是学生毕业论文的总结阶段，不仅着重体现学生的写作水平，更能了解学生对软件的学习情况，是分值比重最大的一部分。最后，将所有文档和论文、答辩情况一起评分，获得毕业论文成绩。

4结语

第2篇：软件设计模式论文范文

论文关键词：Proteus，LPC2124，精确计数

 

1 引言

LPC2124是基于一个支持实时仿真和跟踪的16/32位ARM7TDMI-S CPU的微处理器，并带有256KB嵌入的高速Flash存储器和16KB的RAM。LPC2124具有教小的64脚封装，极低的功耗，多个32位定时器，4路10位ADC，PWM输出，46个GPIO以及多达9个外部中断，并且内置了多种串行通信接口物理论文，支持JTAG、ISP、IAP等多种编程方式，使得LPC2124能够适用于工业控制、访问控制、医疗系统以及其他各种类型的应用[1，2]。

Proteus软件是由英国Labcenter Electronics公司开发的EDA工具软件，是一款新型的嵌入式系统设计、分析与仿真软件。Proteus软件不仅能够实现数字电路和模拟电路的设计与分析，而且还能够实现微处理器与外设的混合电路设计，可以直接在原理图的基础上进行微处理器的软件协同仿真和功能验证。Proteus软件只带汇编编译器(不支持C语言)，但可以将其与Keil集成开发环境进行联调，达到很好的仿真效果[3，4]。

本文设计的精确计数系统功能为：当按下按钮时，数码管的计数加1，当放开按钮时，数码管的计数保持不变；开始时数码管的计数为0，当数码管的计数达到15(即16进制的F)时又重新从0开始计数。系统软件的设计采用Keil软件完成，编译连接之后得到可执行的hex文件；系统硬件的设计采用Proteus软件完成；软硬件的协同仿真是在Proteus中加载hex文件进行精确计数的测试。

2 硬件系统的设计

精确计数系统采用LPC2124微处理器作为核心器件，并为其提供了两组电源分别为3.3V和1.8V。硬件系统主要由以下四部分电路组成：XTAL1和XTAL2两个端口连接晶体振荡器组成时钟电路，RST端口连接一个按钮组成复位电路物理论文，P0.0-P0.6端口连接一个共阴极的7段数码管组成输出电路，P0.7端口连接一个按钮组成输入电路论文格式。在精确计数系统中，P0.0-P0.7共8个端口的功能都是GPIO，P0.0-P0.6共7个端口的方向都为输出模式，P0.7端口的方向为输入模式[5]。采用Proteus软件设计的硬件系统原理图，如图1所示。

图1 硬件系统原理图

3 软件系统的设计

精确计数系统软件的设计主要在于对LPC2124微处理器相关寄存器的设置，从而控制数码管计数的显示。软件系统的设计采用Keil软件完成，并最终得到可执行的hex文件。软件系统的设计主要通过以下几个步骤来实现，程序流程图，如图2所示。

图2 软件系统流程图

1.初始化系统时钟并设置相应的寄存器。晶体振荡器的频率为10MHz，LPC2124微处理器的时钟频率为60MHz，设置相应的寄存器程序如下：

PLLCON=1; //使能PLL

PLLCFG=(60/10-1)|(1<<5); //M=5+1，P=1

2.初始化相应端口的功能为GPIO，设置相应的寄存器程序如下：

PINSEL0=PINSEL0|0xFFFF; //P0.0-P0.7共8个端口功能为GPIO

3.初始化相应端口的方向为输入或输出模式，设置相应的寄存器程序如下：

IO0DIR=0x7F; //P0.0-P0.6共7个端口为输出，P0.7端口为输入

4.开始计数数码管显示0物理论文，设置相应的寄存器程序如下：

IO0SET=0x3F; //P0.0-P0.5共6个端口输出高电平，P0.6端口输出低电平

5.循环检测按钮是否被按下，并进行相应的处理，程序模块如下：

void button_test( )

{

int i=0,key;

unsigned charledcode[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,

0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71}; //显示0-9,A-F的笔段代码表

while(1)

{

key=IO0PIN&(1<<7); //获取P0.7端口的电平，即检测按钮是否被按下

if(key==0) //按钮被按下

{

i++;

if(i==16) //计数器加到16

{

i=0;

IO0CLR=ledcode[15]; //清除数码管上次计数的显示

}

else

IO0CLR=ledcode[i-1]; //清除数码管上次计数的显示

IO0SET=ledcode[i]; //数码管显示新的计数

while(1)

{

key=IO0PIN&(1<<7);

if(key!=0) //按钮被放开

break;

}

}

}

}

4 仿真与结论

精确计数系统软硬件的协同仿真是在Proteus中加载hex文件进行计数的测试。经仿真测试结果表明：本精确计数系统能够根据按钮的按下与否准确进行0到15(即16进制的F)的计数，并通过数码管进行准确显示，达到了设计的目标要求。同时，在此基础之上，可以对系统的软硬件功能进行扩充，以适用于其他方面的应用。

参考文献：

[1]韦文祥，朱志杰，车琳娜，郭宝泉.基于LPC2124的一个远程系统软件升级方案[J].单片机与嵌入式系统应用,2006,5:46-49

[2]晏五一，朱志杰.基于LPC2124的远程配电变压器监测终端设计[J].电力系统，2007, 26(7):31-34

[3]杨校辉.Proteus在ARM系统设计中的应用[J].单片机与嵌入式系统应用,2009,8:77-79

[4]张勇.基于Proteus平台的32位单片机LPC2114虚拟串口通讯仿真[J]. 集成电路通讯，2008，26(1):8-12

[5]周立功.ARM嵌入式系统基础教程(第2版)[M].北京:北京航空航天大学出版社，2008:353-360

第3篇：软件设计模式论文范文

关键词：Zigbee；组网结构；物联网

中图分类号：TN915.65 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）04-0213-02

通信技术、嵌入式技术、信息家电的飞速发展，使智能家居网络的构建成为可能。ZigBee是一种短距离、低速率的无线网络技术，而与物联网的结合更加突出了ZigBee的技术。ZigBee一般采用IEEE802.15.4收发器与ZigBee协议栈的组合，在数千个微小的节点之间相互协调实现通信。这些节点只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个节点，所以它们的通信效率非常高。因此，ZigBee在传感器网络、智能家居、工业自动化等领域有广泛的应用。在这样的背景之下，很多公司都开始了ZigBee产业化的道路。智能家居是未来家居的发展方向，它利用先进的物联网技术将家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，通过统筹管理，为人们提供智能、舒适的居住环境。ZigBee技术是一种家电智能控制无线系统，是近几年发展起来的一种短距离的无线通信技术，具有短距离、低功耗、低数据率、低成本、安全可靠等优点，而物联网使用的无线技术，实现物物相连，给人们的生活带来重大改变。家庭内部地理范围小，非常适合ZigBee技术对其进行联网，而ZigBee的最初切入点也正是家庭自动化。采用ZigBee技术组建智能家居内部通信网，其网络采用网络拓扑结构，实现简单，并且具备自组网功能，新传感器节点入网无需人工配置，考虑了系统异常的情况。每一个Zigbee网络节点（FFD）还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点（RFD）无线连接。ZigBee技术会因室内环境影响做出相应的改善，采用了多工作模式（如休眠模式）降低了传感器节点的功耗，延长了节点的使用寿命。智能家电控制系统实现了传感器的通用接入，组建了基于ZigBee技术的自组织网络，系统安装方便，扩展性好，具有很好的实用价值。总之，智能家电控制系统已把人们从日常琐事中解放了出来，实现了智能化家居。

一、Zigbee无线组网技术及其协议

家电智能控制无线自组网络系统采用ZigBee技术，对于一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，它符合IEEE802.15.4协议。在网络组建上，它选用的是“星状组网”方案，因为星形结构适合于实时性要求高，数据量比较大的场合。以下是家庭网络的总体结构。

IEEE 802.15.4标准是针对于低速无线个人区域网，把低能量消耗、低速率传输、低成本作为重点目标，旨在为个人或者家庭范围内不同设备之间低速互连提供统一的标准。基于ZigBee的无线传感器网络具有备成本低、传输速率低、设备体积小、省电、网络自愈等特点，ZigBee可以广泛应用在家庭自动化。

二、Zigbee技术家电智能硬件设计

在硬件设计上，家电智能控制系统的硬件设计，主要有射频数据模块、微控制器和设备组成。微处理器选用Freescale公司推出的超低功耗MC9S08GT60，无线收发器选用Freescale公司推出的一种短距离、低功耗，工作在2.4Ghz的MC13192。

三、Zigbee技术家电智能软件设计

在软件设计上，家电智能系统的软件设计分为三层：系统平台层、协议层和应用层。系统平台层通过API应用程序接口来给协议层提供服务；协议层则实现了基于802.15.4的物理层和链路层以及基于ZigBee的网络层协议；应用层通过API来调用协议层提供的服务，实现网络的管理和数据传输等任务。

Zigbee技术的协议层结构简单，不同于蓝牙和其他网络结构，这些网络结构通常为7层，而Zigbee技术仅为3层。在Zigbee技术中，PHY层和MAC层采用lEEE802.15.4协议标准，其中，PHY提供了两种类型的服务：通过物理层管理实体接口（PLME）对PHY层数据和PHY层管理提供服务。

四、结束语

通过项目组全体成员和指导老师的努力，经过了一年左右的时间，我们终于完成了本次项目的论文。从开始申请这个项目时的茫然到这个项目论文文章的完成，每一个阶段对于我们来说都是一次新的尝试和挑战。在这段时间里，我们学到了很多知识也感受了很多，因为这不是一个人独立完成的而是以小组形式，分工合作来完成的。明确目标很重要，小组成员之间的相互协调更是不可或缺，这些都体现出了团队合作的重要性。虽然本次项目不是很完善，还有很多不足之处，但是小组全体成员和指导老师的努力大家是有目共睹的，这些对于我们来说就是莫大的欣慰和成就感，我们相信其中的酸甜苦辣终究会化成美味的甘泉。这次论文的经历让我们受益匪浅，从中我们知道论文是要用心去写，是真正学习和研究的过程，没有学习就不可能有研究能力，没有研究就不会有所突破。希望这次的经历能让我们大家在以后的学习和工作中更加努力，激励着我们继续进步。

参考文献：

[1]李文仲.CC1110/CC2510无线单片机和无线自组织网络入门与世界[M].北京：北京航空航天大学出版社，2008.

[2]

第4篇：软件设计模式论文范文

引言

不论社会经济如何飞速，对于电机的控制在人们正常生活和生产中起着重要的作用。一旦缺少了电机的控制，轻则给人民生活带来极大的不便，重则可能造成严重的生产事故及损失，从而对电机控制系统提出了更高的要求，需要满足及时、准确、安全等特性。如果仍然使用人工方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障，由此必须进行自动化控制系统的改造。

目前的单片机广泛的应用在很多的场合，在以下的民用电子产品、计算机系统、智能仪表、工业控制、网络与通信的智能接口、军工领域、办公自动化等领域有广泛的应用。本次的电机控制系统设计使用单片机控制电路实现对电机的控制。

本文采用AT89C51单片机作为硬件核心实现对电机进行控制，通过采集电路采集电机的速度信息，并与设定的速度进行比较，产生偏差信号，偏差信号通过PID调节器调节电机转速，保证电机的恒转速运行。

AT89C51单片机温度测控仪采用Atmel公司的AT89C51单片机，采用双列直插封装（DIP），有40个引脚。该单片机采用Atmel公司的高密度非易失性存储技术制造，与美国Intel公司生产的MCS—51系列单片机的指令和引脚设置兼容。其主要特征如下：8位CPU；内置4K字节可重复编程Flash，可重复擦写1000次；完全静态操作：0Hz～24Hz，可输出时钟信号；三级加密程序存储器；128B×8的片内数据存储器（RAM）；32根可编程I/O线；2个16位定时/计数器；中断系统有6个中断源，可编为两个优先级；一个全双工可编程串行通道；可编程串行UART通道；具有两种节能模式：闲置模式和掉电模式。

1电机控制系统的硬件设计

对于电机的整流电路在实际的应用过程中已经非常成熟，因此可以参考相关的电机设计资料，在本论文中就不做相应的赘述。

1.1功率驱动模块

功率驱动模块是电机控制系统的一个重要组成部分，在本文的电机控制系统中，采用的是IR公司的IRAMS10UP60A，这款集成电路具有硬件电路简单，并且稳定性和安全性、可靠性高等特点。在这款电路中具有自举电路和过温过流保护，这样能够保证闭环速度控制系统的功能。

1.2检测电路

在本篇论文中采用的是无刷直流电机自带的霍尔元件式的位置传感器，霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器。用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔元件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高（可达μm级）。采用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽，可达-55℃～150℃。

通过遮光盘的齿部的遮挡与不遮挡，使霍尔元件产生高、低电平信号，从而提供了电动机的转子位置信息。当电机转轴逆时针转动时，遮光盘的齿部进入霍尔传感器定子内，此时由于永磁块的磁力线被齿部所短路，磁力线不穿越霍尔元件，霍尔元件输出为“1”（高电平）；当齿部离开时，磁力线穿越霍尔元件，霍尔元件输出为“0”（低电平），这样，根据这三个霍尔元件的输出状态，就可以准确地确定转子的磁极位置。

1.3电流采样设计

2电机控制系统软件设计

3结论

随着性能高的微处理器的出现，采用高性能的处理器可以简化系统的设计，同时还能够提高系统的安全性、可靠性。根据这种方法设计的电机控制系统与传统的电机控制系统相比较在成本上具有很大的优势。本文利用ATMEL公司的AT89C51的单片机，设计出了相应的硬件和软件系统，在系统的软件设计中，采用了模块化的设计思想，并给出了相应的设计流程，这种芯片式的电机控制系统设计，简化了设计的时间，降低了开发成本，能够很好的实现系统的功能。

参考文献：

[1]白雷石，杨华.基于DSP的无刷直流电动机控制系统[J].电气传动自动化，2012（2）.

第5篇：软件设计模式论文范文

关键词 计算机辅助外语教学;软件设计;设计步骤

中图分类号:TP319 文献标识码:A 文章编号:1671-489X(2010)18-0003-04

CALL Software Design: Operable Steps//Ma Junbo

Abstract One of the hurdles confronting Computer Assisted Language Learning is the lack of both quantity and quality of software, which necessitates participation of foreign language teachers in software design, to produce more software and overcome the inherent weakness of commercial CALL software. However, information on CALL software design, especially manageable step, is wanting. Based on existing CALL software design theories, this paper aims to contribute to the solution of the problem by extracting the author’s first-hand experience from designing 15 CALL CD-ROMs into three phases, each of which is elaborated in concrete steps.

Key words CALL; software design; design steps

Author’s address AFLS of Shenzhen Polytechnic, Shenzhen, Guangdong, China 518055

1 引言

国内计算机辅助外语教学所面临的困难之一,是软件数量的匮乏和质量的欠缺。笔者在2003年所做的一项调查表明,高校英语教师人均只有2套计算机辅助外语教学(CALL)软件[1]。7年之后的今天,情况虽有很大改善,但问题似还没有根本解决。在世界范围内,应用多媒体软件来教授外语技能的需求,毫无疑问也是巨大的。然而,从市场上可购买到的、能满足实际教学需求的交互式多媒体语言教学软件却非常少。尽管需求巨大,外语教师可以找到的、基于课程的高质量多媒体课件显然还很缺乏[2]119-120。此外,对已有CALL材料的批评也不绝于耳[3]。许多软件虽被冠以第二语言习得的名字,却缺少基本语言学习原理的支持。这些软件往往不是源于使用者(教师),而是源于软件公司,而公司最大的兴趣在于获取利润[4]31,34。因此,要解决目前CALL软件的主要问题,需要广大语言教师积极参与到其设计过程中去。

尽管许多CALL项目和学习环境已经建立,CALL软件设计所积累的信息却很少。现有CALL项目的理论与实际程序设计之间也往往有很大的距离[5]100。计算机辅助外语教学在语言学习材料的文献中很少涉及,学习材料编写的一般原则也很少在计算机辅助外语教学的文献中找到[6]109。在中国,到目前为止,在CALL软件方面的研究还非常少,更不用说设计的原则了。即使在计算机辅助外语教学发源地的西方,关于CALL软件设计的研究也是重点关注为软件开发者提供原理或指导方针[5]83,这些原理该如何实现则鲜有论及。正如Ohlsson所做的比喻:为飞机设计师提供了物理学原理,但对机翼和发动机却丝毫不涉及[5]95。对计算机辅助外语教学感兴趣的人,在设计软件时仍然不知所措,仍然需要一路跌跌撞撞地去摸索。

笔者在近10年的计算机辅助外语教学的实践中,先后开发了《希望英语》教学辅导光盘(外语教学与研究出版社)、《新世纪高职高专英语》教学辅导光盘(上海外语教育出版社),以及《计算机英语》、《管理英语》网络课件(高等教育出版社),积累了一定的CALL软件设计经验。笔者把相关经验总结出来,希望提供一些切实的步骤供CALL软件设计新手参考。这些步骤的介绍,建立在过去半个世纪所积累的CALL软件开发的理论基础之上,对熟练的设计人员也会有一定的参考价值。为了行文方便,本文借用Keith & Lafford设计前阶段、设计阶段和设计后阶段的概念[7]126。

2 设计前阶段

在本阶段,设计者熟悉相关理论,了解使用环境和已开发出的同类软件,从而为设计做好充分准备。

步骤1:熟悉相关理论

计算机辅助外语教学是一门交叉学科,跟许多学科有着千丝万缕的联系[6]47。就CALL软件设计而言,与语言学理论、语言学习理论和语言教学理论关系最为密切,把CALL软件和其他类型的教学软件(比如物理学习软件)区别开来的,正是这些软件的语言特征。设计者首先要确定认同什么样的语言观和学习观,这些观念会影响教师选取语言的哪些方面让学生注意和学习。之后,设计者必须考虑教学法[8]2。软件设计者对语言教与学所采取的观念注定会影响他如何界定CALL[6]8。遗憾的是,语言学和语言学习理论目前都没有一个最终的结论,鉴于这些领域的复杂性,近期也可能不会有定论。但是,对这三个领域的发展状况有一个基本的了解则是非常必要的。考虑到已有的理论都不能完全解决语言学习的复杂问题,国内外目前都倾向采取折中主义的态度,合理使用各种有益的元素[6]122-123[8]1[9]。

步骤2:明确使用对象

明确使用对象是影响CALL软件设计的三大要素之一[5]84,91:设计者需要尽一切努力知道可能的使用者和他们所处的学习环境。设计者必须对学习者个人特征以及学习环境相关的因素高度敏感,应该明白学习者的年龄、动机、目标、计算机使用经历、学习策略、已有的知识与技能等。其他重要的因素还包括硬件情况、班级大小、学习时间、目标群体的教育背景等。语言教师也是整个学习环境中的一个重要因素,他们对语言及语言学习所采取的态度以及他们将采纳的具体教学方法,将极大地影响CALL软件的使用方式以及CALL软件能否与课程有机融合。在软件设计开始前,应对使用对象(包括学生和教师)做需求分析,充分考虑他们的具体需求。设计应适应不同的环境,对学习环境的现状做描述性分析也有必要。

步骤3:了解已开发软件

一方面,软件开发一直贯穿20世纪70年代末开始的计算机辅助外语教学的历史,其间开发了大量CALL软件,关于CALL软件的研究也有一些。另一方面,CALL是门高速发展的学科,CALL领域中技术的发展速度经常超出语言教师的预期。因此,全面回顾CALL软件的开发历史、现有的技术以及相关的文献,可有效避免可能出现的问题,并继承前人的优点。CALL软件应能提供一个独特的视角,或对已有的产品提供有意义的补充。如果所开发的软件仅仅是模仿别人,那么所付出的努力将会浪费[2]145。上述回顾可从现有软件开始。设计者需要尽可能广泛地调查现有教育软件,检验不同软件的优缺点。此外,找到这些已开发软件的文章和书籍,了解这些软件的理论基础、所采用的技术等。仔细研究已有的软件和阅读这些软件的评论文章,可使设计者更好地设计使用者喜欢、教学上合理的软件[7]128。最后,应密切关注软件业的主流动向:当前最流行的编程语言是什么,这些编程语言的优势和局限是什么。一般语言教师在技术方面有天生的缺陷,可咨询IT领域的专家以弥补不足。在此过程中可能会发现:过去的标准编程语言如Basic可能已被Java、html等取代。

3 设计阶段

在此阶段,设计者决定开发起点,规划内容与结构,根据目标确定功能,选择开发模式,勾画产品并付诸开发。

步骤 4:决定开发起点

CALL软件设计者在设计起始阶段,对从何处开始往往犯难,更不用说有一个清晰的概念。头脑中所有的仅是一些模糊的想法,用语言描述似乎都很困难。因此,为了能具体化这些想法,必须弄明白设计中的有关参数。在这方面,设计CALL软件的一些大致原则已经确立[5]85-86,89[6]2,85。这些原则可帮助设计者清晰软件设计以及项目的目的和目标,最重要的是可以清晰开发的起点。

第一个起点涉及“自上而下(top-down)”还是“自下而上(bottom-up)”的问题。自上而下的起点以语言理论、学习理论或课程为中心。软件设计还可采取自下而上的模式,即用计算机解决具体的语言学习问题。

第二个起点涉及“整体的(holistic)”还是“分离的(discrete)”的问题。整体设计把学习环境的有关元素及过程看成一个整体,分离设计则针对某一技术或语言的某一方面、某一技能。把语言分解成不同的部分可能还存在争议,但可使教学的操作性更强。

第三个起点涉及“导师(tutor)”还是“工具(tool)”的问题。导师型CALL通过电脑对学习者的输入进行评估,工具型CALL则不能。因此,如果设计者希望他所设计的软件能以某种方式评估学生的输入,他可从计算机的导师功能出发,否则可从计算机的工具功能出发。

最后一个起点涉及理论检验还是实际教学的问题。前者可能会关注语言习得某一方面的变量,后者则会更加关注实际学习环境中的因素。

步骤5:内容与结构

有时会先有内容,然后再考虑怎么开始,比如为已有的教材开发光盘;有时非常清晰该如何开始,并开始考虑设计时应该包含的内容,比如设计一强化学生听力的软件。在前一种情况中,需要根据技术的可行性弄清楚原有学习材料各要素之间的关系;后一种情况中,需根据一定的理论寻找能最佳运用这些理论的材料,然后寻找特定的技术或特定技术的某些功能来展示这些材料。Mike Levy认为[8]1-18,对语言学习而言,CALL技术有其强项也有其局限性,因此决定是否采纳某项技术绝不是一蹴而就的事,需要在一系列技术、教学因素和学习者因素之间进行仔细的权衡。CALL软件和学习内容本身并不保证会对学生有用,能促进学习的是把这些材料展示给学生的方式。最后,需要以树状图的形式画出软件的总体结构,并按逻辑顺序确定所有内容[10]。

步骤6:根据目标确定功能

在内容和技术之间很少存在一对一的关系。根据Jacobson的“理论到设计框架(theory-to-design framework)”,在理论元素和具体设计特征之间应该有直接的联系[5]94。许多设计可以建立在一个理论之上,单一设计也可从许多理论中得到支持。选择一恰当理论,然后直接转化成设计并进行开发,往往是不可能的。在明确内容、结构和教学目的后,可从设计前阶段所分析的各种理论中选择一种来实现教学目标,然后再选择某一特定功能来实现所选择的理论。以《希望英语》教学辅导光盘为例,该光盘的阅读部分就是直接借鉴从上至下、从下至上以及图式理论的阅读理论[11]。超链接的功能可以非常容易地从词跳转到段落再到篇章,反之亦然,从而可以使学习者选择任何一种适合他的阅读模式,还可以让学习者掌握一些背景知识以及篇章结构的信息,也就是说计算机可以为学习者准备内容和形式图式,从而帮助其理解。

步骤7:决定开发模式

CALL软件的开发需要3个领域的知识:目标课程知识、教学法知识以及计算机知识。在语言教学领域,很难有人一开始就精通3个方面。业界曾出现过多种解决方案[4]35[7]127[12][13]3,其中至今还有现实意义的当是Ahmad等提出的4个开发模式[14]。模式一是计算机专家和语言专家合作,优势在于双方都可以展示出高水平的专业知识,缺陷在于任何一方都必须理解对方的要点和问题;模式二是语言教师掌握程序语言,但是语言教师要达到运用自如的编程水平需要花费很多时间;模式三是语言教师学习著作语言(authoring language);模式四是语言教师掌握著作系统(authoring package)。著作系统对教师的计算机水平要求不高,比较容易上手,但功能比较有限,可能会限制设计思想的实现。Gimeno-Sanz和Davis指出[10]:“设计和制作多媒体CALL软件是一项要求非常高的工作,需要许多技能和对细节的高度关注。如今的计算机程序是如此复杂,以至于个人几乎不可能具备单独开发CALL软件项目的所有技能。因此,团队合作就显得非常必要。”总之,设计者可以选择任何适合他的开发模式,但应优先考虑团队合作的形式。

步骤8:功能描述和效果图

正如在“步骤7”所讨论的,语言教师通常不具备软件开发所需要的所有知识。鉴于大学英语教师的计算机水平目前还比较低,应优先考虑语言教师和计算机人员的合作。即使有教师已经具备较高的计算机水平,这种合作模式的效果也往往会更好,因为语言教师的编程能力再高也不能和专业的程序员相比。因此,语言教师设计,然后交由技术员开发,从而充分发挥双方的优势,可能是最有效的办法。在这种情况下,语言教师希望软件具备什么样的功能,必须让程序员十分明白。语言教师精通教学内容,让他们犯难的往往是用计算机的什么功能来展示学习材料,从而最充分地实现所期望的教学目标。技术人员一般都是语言学和语言教学的门外汉,而所设计的软件功能必须表述得非常清楚。设计者所期望的效果可能会被开发者误解,因此功能描述的基本原则是尽可能的清楚和详细。设计完成后,即使是自己开发,功能描述也可使原有的想法更清晰。功能、展示方式和界面经常会交织在一起,需要把最终产品的效果直观地勾画出来。学习材料及展示这些材料的特定功能确定后,设计者对自己的设计已有清晰认识,但对最终产品的效果可能还会比较模糊。此时,需要对大脑中的想法进一步细化,以至于画出最终产品页面布局的草图。有了功能描述和效果图后,程序员通常能比较满意地实现设计者所期望的效果。至此,设计的主要工作已经完成。

4 设计后阶段

本阶段对上一阶段所做的设计进行评估,设计者在开发过程中与程序员保持沟通,最好能参与产品的测试和文档的准备,并做相关的研究工作。

步骤9:设计评估

设计蓝图完成后,在程序开发前应进行评估,有几对关系可供参照。第一对关系涉及形成性评估和终结性评估的问题[15][2]137。前者在系统开发的过程中进行,后者在开发结束时进行。后者要简单和容易,但可能带来的问题是:开发好的软件证明设计有问题或不是设计者所期望的。在这种情况下,为了安全起见,通常会优先考虑形成性评估。第二对关系实际上跟广义软件开发的整个过程有关,对CALL软件开发也起重要参考作用。早期软件开发的流程被称作“瀑布模式(waterfall model)”,以线形方式从一个阶段再到另一个阶段,比如从分析直至维护。这种开发方式的缺点在于:必须整个系统开发完后才能进行测试和评估。最新的开发标准是统一过程(unified process)模式,这种开发模式把设计分成不同模块,每一模块自成体系,包含软件开发流程的所有要素。模块化意味着更新或替换某一特定功能对系统所产生的影响将降到最低[16]273-275,284。评估后,若有问题,需修改设计;若无问题,则交给程序员开发。

步骤10:与开发人员的沟通

正如在“步骤7”所讨论的,语言教师通常和技术员一起合作开发CALL软件。这并不意味着语言教师完成设计后就可以高枕无忧,静等程序员按要求开发出软件。要开发效果好、满足教学需要的课件,就不能把设计丢给技术员后不管,毕竟他们对语言教育知之甚少[4]34。在软件开发的整个过程中,语言教师和技术员之间应建立紧密的工作关系,双方有时还需要适当的妥协。语言教师需要从教学的角度考虑某一功能特征的重要性――对教学效果是至关重要还是无关紧要?如果教学目标能从根本上得以保留,技术员为了技术上的便利,采用其他的功能或形式是完全可行的。总之,语言教师和技术员必须共同对开发过程中出现的重大问题及后果进行讨论和分析[10][4]42-43。设计者和开发者之间的对话对软件的成功至关重要,持续的对话可保证设计者始终了解软件开发的进展和状况,不仅可预防误解,对将来该软件设计新的版本也大有裨益[13]16。

步骤11:实地检测,文档准备和研究

John Higgins认为[6]104,软件开发可分为4个阶段,即分析、设计、编程和检测,语言教师负责第一阶段工作,语言教师和计算机人员合作负责第二阶段,计算机人员则独自负责第三和第四阶段。笔者则认为,语言教师和计算机人员的合作应该从始至终。语言教师在分析、设计和开发中的角色在前文已经讨论。编程任务完成后,在常规检测阶段,语言教师也扮演着不可或缺的角色,包括实地检测、文档准备和研究。软件成形后,软件开发人员当然需要实地检测,包括在不同操作系统、不同配置机型上运行,以检测可能出现的技术问题。语言教师所需要做的,则是自己和安排学生试用,以确定是否有教学方面的问题。对于文档的编制,除了技术有关的内容外,语言教师所写的“帮助”文件和“使用指导”文件一般会更容易被使用者接受和掌握。经常忽略的一点是,CALL软件设计者应该通过实验或内省的方式做一些软件相关的研究[17]。设计者还可进行问卷调查,从学生和教师处收集反馈,也可仅仅请使用者记录使用中不满意的地方。所有这一切都将会为新版本和下一次的设计不断积累经验。

5 结语

上述11个步骤并不一定要刻板地遵守,有些步骤可以省略,另外一些步骤则可能增加。根据15张光盘的一手开发经验,笔者认为这些步骤可作为CALL软件设计新手的一个起点,对有经验的老手来说也可作为参考清单。这些步骤的介绍主要针对开发大型、课程相关软件的设计者,对开发针对某一课堂、某一技能或某一群体学生的设计者来说,也应有重要参考价值,因为这两类软件设计的区别在规模和复杂程度上,基本的过程是相通的。对于中型和大型的软件开发项目,除了上述11个步骤外,还需一定的项目管理技巧,这已在20世纪末英国70个课件项目中得以证实[18]。项目管理的知识已超出CALL软件设计和笔者的能力范围,此处不再赘述,感兴趣和有需要的设计者可从其他地方了解。

这些步骤不可能穷尽CALL软件设计的全过程,所形成的设计路线也当然不是唯一或最好的。正如Fred Riley多年前所警告的一样[13]15:“开发好的课件没有捷径,也没有所谓的‘正确’路线去开发完美的产品。即使没有‘正确’的路线,有些路线会少些荆棘和弯曲。”上述步骤的意义在于,这些步骤是根据过去半个世纪所沉淀的CALL设计理论和笔者的一手经验提炼而成,最显著的特点是可操作性――即使是新手也可以照样跟做,然后再逐渐积累提高。考虑到单机版的CALL软件都可以分为多种类型[19][6]142-143,而网络技术的盛行又已增加一个新的维度,本文若能抛砖引玉,引起更多的外语教师关心、研究CALL软件的设计,逐渐形成中国特色CALL软件开发的基本理论,则是笔者所深切期望的!

参考文献

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第6篇：软件设计模式论文范文

[论文关键词]任务驱动　项目导向　案例教学　多元整合

一、引言

软件工程课程是高职软件专业类学生的专业核心课，是理论和实践紧密结合的典型课程，主要培养学生软件开发能力和项目管理能力。但在实际教学过程中，因为缺乏明确工作任务并涵盖课程理论知识的综合项目，学生对软件工程理论感到十分抽象，对实践操作也只是囫囵吞枣，根本体会不到软件工程在企业项目开发中的宝贵作用。

针对软件工程课程，国内职业教育课程在借鉴外来职业教育课程开发理论的基础上，也有自己的创新。有一部分学校已经在这方面进行了改革和探索，但大多是单一的、松散地进行，这一状况的形成，一部分是因为现实客观条件的制约，另一部分还在于职业教育课程理论研究的不全面、不深入所致，因此重视和加强高等职业教育课程多元整合是提高高职职教课程开发质量的一个中心环节。

本文将以高职软件工程课程为例，将“任务驱动、项目导向、案例教学”多元整合的创新教学理念引领教学过程，强调动手能力，将工作过程的职业环境融入学习过程中，将学生对知识、职业能力的掌握程度提高到了实践这一层面，使得学生能真正进入到“在学中做，在做中学”的理想学习环境中。

二、多元整合创新教学理念

软件工程课程涉及软件项目计划、软件需求分析、软件设计、软件测试、软件配置管理、软件项目管理等软件开发过程中的各种问题。浙江商业职业技术学院(以下简称“我院”)所在浙江省高新中小企业众多，发展主要依靠技术进步以及科技来推动，对人才的需求也明显高移。经调查发现，目前浙江省软件行业在软件设计、软件测试和软件维护方面的人才缺口大，供不应求。因此，我们将教学重点放在了软件设计、软件测试和软件维护方面。以一个典型、完整、实用的项目“学生选课管理系统”为载体，将软件工程项目开发中用到的各项工作技能按照工作过程分布阶段任务，将项目分解成一个个案例，以任务驱动的方式完成技能的案例教学，同时也体现了工作过程的完整性，将“任务驱动、项目导向、案例教学”多元整合的创新教学理念贯穿于教学过程。

(一)明确工作岗位，分析工作任务，任务驱动学习

任务驱动学习是让学生完成教师精心设计的培养职业能力的工作任务，构建真正属于自己的知识和技能，提高分析和解决问题的能力。如何确定软件工程课程的工作岗位和工作任务是进行任务驱动学习首先要解决的课题。

为此，我们邀请软件行业专家、专业教师参照国家相关职业标准一起分析、论证软件工程工作岗位的工作过程和技能要求。在进行分析论证过程中，根据我院所在浙江省高新中小企业发展实际，结合高职学生学习特点，将软件工程课程培养的人才方向定位在软件设计、软件测试和软件维护三个岗位。我们明确了这三个岗位的典型工作过程，并详细分析了典型工作过程中的典型工作任务。

1　软件设计岗位的典型工作过程主要包括软件项目计划、软件需求分析、软件设计阶段。这些工作过程的典型工作任务有：(1)软件项目计划包括：软件项目计划内容的描述；度量项目的成本、规模、工作量和开发周期；确定项目开发过程模型；制订软件项目计划；(2)软件需求分析包括：定义需求工程过程模型；采用UML获取项目需求；采用UML分析项目需求；编写项目需求规格说明书；(3)软件设计阶段包括：策划项目的设计阶段；应用设计模式，执行系统的架构设计。

2　软件测试岗位的典型工作过程主要是软件测试阶段。其典型工作任务包括：软件项目单元测试用例设计；执行软件项目单元测试；软件项目功能测试用例设计；执行软件项目功能测试；软件项目性能测试用例设计；执行软件项目性能测试；软件项目压力测试用例设计；执行软件项目压力测试。

3　软件维护岗位的典型工作过程主要包括软件配置阶段和软件项目管理阶段。这些工作过程的典型工作任务有：(1)软件配置阶段包括：创建软件项目配置管理计划；对软件项目实施版本控制；(2)软件项目管理阶段包括：对软件项目进行项目估算；对软件项目进行风险管理；对软件项目进行质量管理。

(二)设计教学项目，培养职业能力，项目导向教学

项目导向教学是指通过一项完整的项目工作而进行教学活动的教学方法，它以项目导向、任务驱动，引领教学过程，强调实训环节，将工作过程的职业环境融入学习过程中，将学生对知识的掌握程度提高到了实践这一层面，使得学生能真正进入到“在学中做，在做中学”的理想学习环境中，使学生在学习过程中培养工作岗位职业能力。

我院软件工程课程定位的软件设计、软件测试和软件维护三个岗位有不同的职业能力要求，通过与专家分析论证，我们明确了三个岗位要培养的职业能力：

1　软件设计岗位。要求要培养的职业能力有：理解、实施软件项目计划的能力，编写、制定软件项目计划文档的能力；获取、分析软件项目需求的能力，编写软件项目需求分析文档的能力：理解项目数据模型、项目的架构设计的能力；编写软件项目设计规格说明书的能力。

2　软件测试岗位。要求要培养的职业能力有：设计和实施单元测试用例、功能测试用例、性能测试用例、压力测试用例的能力；撰写测试计划、报告的能力。

3　软件维护岗位。要求要培养的职业能力有：实施软件项目配置计划、管理的能力；实施软件版本控制的能力；估算项目成本、规模、进度的能力；预测、监控、计划、管理软件风险，实施软件质量保证计划的能力。

为了与岗位工作过程相适应，能够在项目教学过程中培养学生的职业能力，在设计教学项目的选择上我们从以下几个方面进行了探索：第一，项目必须包含上述岗位的基本工作过程，能够培养学生职业技能；第二，项目难度适中，符合高职学生的知识、技能结构特点；第三，项目开发周期相对较短，能够在教学时间内完成；第四，项目内容容易理解，贴近学生经验，以便学生集中精力完成软件工程工作过程的学习。

为此，我们精心设计了“学生选课管理系统”来进行项目教学，引入企业真实项目“网上书城”系统来进行模拟训练。这两个项目背景高职学生易理解、掌握和操作，并且包含了上述三个工作岗位职业能力。通过几个学年的教学实践发现，学生基本能掌握三个工作岗位的职业能力，并根据自己的兴趣有所侧重，完全达到了我们项目导向教学的目的。

(三)分解教学项目，激发学习兴趣，典型案例教学

案例教学实际上是一种“做中学”的形式，在经验和活动中获取知识和技能，增进才干。软件工程案例教学的实践反映出，案例选择是否合适、案例运用是否科学将直接影响到案例教学作用的发挥。

对于软件工程这样一门理论和实践都比较注重的课程来说，案例教学就显得特别重要。我们在案例教学中进行了以下探索和实践：第一，案例贴近学生生活，删繁就简，能适应课程教学时限要求；第二，案例有代表性和针对性，能基本涵盖基本的工作任务；第三，案例能让学生参与并易于模仿实践。如讲解软件项目计划时，针对学生选课管理系统这个项目，由老师描述项目计划应该要确定的内容，并引导学生分组讨论确定项目中角色一人员责任矩阵，利用甘特图等工具制订初步软件项目计划。这样学生不仅仅是去强记那些固定的原理、规则。学生通过案例更深刻地理解了工作过程中需要掌握的技能。

三、多元整合教学的探索与实践

任务驱动、项目导向、案例教学的教学方法各有特色，如何将这些教学方法整合在一个具体的教学项目中并让各种教学方法发挥其优点是我们要重点解决的问题。按照软件工程项目开发中典型的工作过程，我们将“学生选课管理系统”项目分解成一个个的小项目，每一个小项目对应着一个具体工作过程。对每一个小项目我们分成六个步骤进行项目教学：

第一步，确定每一个小项目的工作任务。不同的小项目对应的工作任务不同，有的工作任务比较独立、花费时间少，可以在—个教学单元中完成，我们称之为小任务；有的工作任务需要多个教学单元的综合实践才能完成，我们称之为大任务；在教学过程中，对大任务我们又将其分为若干小任务，并在各个小任务完成后进行分析总结，以便学生系统全面地掌握相应的职业能力。

第二步，教师进行案例场景描述，并通过典型案例演示项目中的具体任务。教师先对案例进行场景描述，让学生明白真实工作过程中这个小项目要做什么。然后通过典型案例的演示让学生体会到这个小项目要怎么做。

第三步，学生分组讨论，明确项目分工。软件的开发过程是一个团队合作的过程，将学生从成绩、性格、表达能力等方面进行分组，让不同的学生组合成一个团队进行项目的开发，既培养学生团队合作的精神，又让学生能发挥各自特长，调动学生积极性。在此步骤中，教师可以根据实际教学班组从整体上对团队的组合进行优化调整，对于一些比较难分工的项目，教师可以对团队进行指导，帮助团队进行分工。

第四步，学生根据不同分工完成典型案例的工作任务。通过项目分工，团队中每个学生有了明确的任务，可以根据教师典型案例的演示进行工作任务的模拟练习。通过这一步，让学生对工作过程和工作任务有真正的感性认识，有利于培养学生的职业能力。

第7篇：软件设计模式论文范文

关键词：面向对象程序设计；教学模式；实践教学

中图分类号：TP311 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2016）09-0096-03

引言

“面向对象程序设计”是高校计算机专业中一门重要的专业课程，其教学目标是让学生熟练掌握面向对象的程序设计思想，培养学生应用面向对象的思想解决和处理实际问题的能力。课程设置的目的符合应用型本科院校计算机专业“培养复合型应用软件人才及产业急需的软件工程高级管理人才”的培养目标[1]，其在整个专业教学体系中占据非常重要的地位。

传统的“面向对象程序设计”课程教学模式以教师讲授、学生被动接受为主，不但割裂了面向对象核心知识单元之间的内在联系，而且重理论、轻实践，使得学生在遇到具体问题时，往往不能分析、设计出符合面向对象编程思想的解决方案，在应聘时无法达到用人单位的要求。因此，基于就业导向和追求实用的心理，教师必须将面向对象程序设计的理论教学与实际应用相结合，以激发学生的自主学习兴趣，从而提高教学质量。[2]本文从就业角度重新定位该课程，研究了以能力培养为导向、以实践为核心的任务驱动教学模式，旨在激发学生的学习兴趣，不断提高课程的教学质量。

从就业需求出发进行课程的定位

计算机行业的快速发展不仅加快了社会信息技术、经济等方面的发展速度，而且提高了就业市场对求职人员的专业水平和综合素质的要求。在提升学生就业率以及培养应用型计算机人才的背景下，计算机专业的教学应从就业需求出发，在要求学生掌握必要的理论知识的基础上，加强实践教学环节，从而达到提高学生实践能力和就业竞争力的目的。[3]为此，教师要认清当前软件人才的培养与企业用人需求之间的差距，从就业需求的角度重新审视“面向对象程序设计”的课程定位，合理组织、安排和优化教学内容，以保证教授给学生的知识能满足企业的要求。

目前，很多高校为了提高学生的就业竞争力，不仅开展了校内实践、操作比赛，还积极与企业联合，设置校外实习基地，作为专业课的教师也要从教学上积极配合，对课程重新定位，尽量在教学中引入实际工作环境下的现实问题，更好地培养学生解决问题的能力。大量实践研究表明，以就业为导向进行课程定位，不仅能有效调动起学生的学习积极性，激发其学习兴趣，而且也有助于他们树立正确的学习观，形成良好的学习习惯，使其终身受益。

引入软件设计模式，从行业需求组织教学内容

找到解决问题的算法并用计算机实现是计算机解决实际问题的主要过程，它离不开软件设计模式这一重要概念，随着面向对象技术的发展和广泛应用，软件设计模式已成为软件开发人员必须掌握的设计思想和开发技能。软件设计模式是一套经过分类编目后被反复使用的面向对象的代码设计经验的总结[4]，它反映了软件设计过程中以“重用”为重点的面向对象的设计思想，能够构造出结构良好的程序，有效提高代码的可重用性和可维护性。

“面向对象程序设计”课程核心内容――封装性、继承性和多态性本身就蕴含着设计模式的思想，同时也是设计模式的灵活应用和体现。因此，在组织教学内容时，从设计模式的角度分析封装性、继承性和多态性这些基本的面向对象核心的概念，让学生不只从单个知识点的层面理解这些概念，还要明白这些面向对象的重要特性是如何体现先进的设计模式特色的，这样不仅有利于学生对面向对象的思想有一个全面、整体的把握，而且也有利于培养他们在实践过程中对专业知识的综合应用能力，提高其专业素质。

初学面向对象程序设计时，学生为解决具体问题而设计出的程序多由简单的变量和功能堆砌而成，体现不了面向对象的设计思想。教师可分别用基本的面向对象方法与引入设计模式后的程序进行对比讲解，详细分析后让学生明白：未融入设计模式的程序设计方法虽然也能解决问题，但程序的可复用程度低、缺乏灵活性，后续的变更和功能扩展比较困难；而引入设计模式，代码的复用性和扩展性就很好。因此，教师在分析、讲解实例程序时，不仅要从设计语言的语法和逻辑上进行分析，而且要挖掘实例背后隐含的设计模式和思想。

以实践教学模式提高学生的就业竞争力

1.构建“层次化、模块化、渐进式”的实践教学体系

对计算机专业人才培养实践课程体系的不断整合，以专业素质和创新能力培养为主线，实施“以项目实践为核心、学生为主体、学用合一”的实践教学模式，实践内容由低到高依次分为基础训练、综合应用训练、研究创新训练三个层次，实现了不同阶段理论和实践的有机的结合，这样不仅满足“实践―认识―再实践―再认识”的认识论规律，也符合应用型人才的培养目标和要求。

2.改革教学模式、教学内容和教学方法

在学习过程中，学生常会感觉面向对象的内容抽象，难以理解，因此，教师要向学生明确面向对象的思想的建立要循序渐进，教师要注意教学方法，对于基本的理论知识应结合实际应用问题来讲授，以提高学生的学习兴趣和学习主动性，具体可从以下几方面着手。

①采用案例教学，将知识与生活中具体的内容联系起来。案例教学法是在计算机课程教学中非常有用的一种教学方法。对课程中的某些内容，精选一些合适、有趣的实例，注意将例题与实际生活联系起来，先让学生对所学知识有一个感性的认识，再讲解抽象的概念，激发学生的学习兴趣。

②通过分析开源软件领悟面向对象设计思想。许多开源软件本身就是面向对象程序设计的经典范例，学生在教师的引导和辅助下，积极主动思考，从开源软件中获得启示，领悟面向对象设计思想的真谛。教师从知识传授者变为启发者和引导者，学生成为学习的主体，充分调动了学生的主观能动性。例如，Java工具包包含了附有源代码的丰富实例，在教学中可以让学生自己分析。对于面向对象设计能力掌握得较好的学生，教师可以鼓励其根据自己的兴趣向开源软件社区中贡献代码，与高手交流、协作。

③注重抽象思维和技术的锻炼。抽象思维和技术是人类理解和解决复杂问题最重要的工具之一，从抽象角度分析和理解面向对象设计技术的主要特性，也是面向对象程序设计中广泛应用的原则之一。利用抽象技术，通过层次分类方法自上而下地对复杂问题逐步求精和模块化，可以适当引入统一建模语言（UML）的符号与图形表示方法，以简洁、直观的方式表达面向对象思想。

④以任务驱动教学方法实现实践教学环节。任务驱动教学可以引导学生把学习的面向对象知识和思想灵活融入具体的实践项目中去，体会基于面向对象思想的代码设计和结构设计对软件稳定性、扩展性和可维护性的影响。在教学过程中，针对课堂教学内容设置具有真实背景的项目由学生分组协作完成。教师要充分调动学生自主学习、积极探索的积极性，同时通过小组协作，从合作伙伴的反馈信息中形成对问题的再认识也有助于构建相互学习、共同提高的机制。

此外，积极鼓励学生使用多种开发工具完成实验，这样不仅有利于加强学生对各种程序设计语言的理解，而且理论知识与编程实践的结合能够提高学生利用所学的程序设计语言、数据结构和算法分析等专业知识解决实际问题的能力[5]，使其更好地适应就业市场的需求。

3.发挥网络教学优势，建立课程教学网站

互联网上有丰富的面向对象程序设计学习资源值得我们借鉴和学习，尤其是一些专门针对就业培训的免费资源。为了有效整合这些资源，笔者通过开发“面向对象程序设计”课程学习网站延伸课堂教学内容，以弥补课堂教学与就业实践的差距，把课堂上的教学难点、重点和未讲授的面向对象程序设计应用实例通过网络平台展现给学生。借助学习网站，学生不仅可以便捷地获取网络上的各种学习资源和职业培训资料，还可以与教师互动交流，解除疑惑，这些专业知识拓展信息对学生设计、完成相应的实践项目和提高从业素质有很大的帮助，并且让教学形式更加多元化，激发学生积极主动地锻炼自身的能力以适应未来行业的专业需求。

结束语

“面向对象程序设计”是培养学生应用面向对象的思想解决和处理实际问题能力的核心专业课程。现阶段，传统的课堂教学已经不能满足应用型本科院校计算机专业人才的要求，计算机专业课程的教学模式需要不断改进，才能满足培养企业、行业、社会发展的需求。以就业为导向，将“面向对象程序设计”课程的教学定位于学生的实践操作与应用能力的培养，不但能让学生以实践的方式更好地理解和应用所学的理论知识，而且可以帮助他们达到就业市场对应用型人才的实践应用能力的要求。因此，我们充分利用互联网时代先进的教学方法和手段，给学生创造多样化、弹性化的学习机会，注重程序设计实践与抽象的面向对象理论的有效结合，强化课程知识的使用性，突出教学的针对性，从而调动学生的学习积极性，促进教学质量的提高。

参考文献：

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第8篇：软件设计模式论文范文

随着现代信息技术的迅猛发展，网络技术在教育中的应用日益广泛和深入，特别是Internet与校园网的接轨，为中小学教育提供了丰富的资源，使网络教学真正成为现实，同时也为中小学教育开辟了广阔的前景。陈至立部长在全国中小学信息技术教育工作会议上指出：“全国实施中小学’校校通’工程，努力实现基础教育的跨越式发展。”“‘校校通’工程的目标是用5年到2019年时间，加强信息基础设施和信息资源建设，使全国90%左右独立建制的中小学校能够上网，使中小学师生都能共享网上资源，提高中小学的教育教学质量。”“校校通”工程的启动和发展，给中小学教学带来革新的机会，为学科教学信息化奠定了物质基础。如何有效地利用网上的资源，建构基于网络的现代教学模式是1个迫切研究的问题，而开展网络教学模式研究的重要理论基础之1就是网络教学的设计与评价。因此，开展网络教学的设计与评价的探索与实践研究有着10分重要的意义。

1、课题研究背景

(1)国内外的研究现状

1、网络教学的设计理论与方法的研究缺乏系统性

通过对国内外有关的学术刊物(如《电化教育研究》、《中国电化教育》、《Educational Technology》等)、教育网站和国际国内有关学术会议(GCCCE、ICCE、CBE等)的论文集进行分析，网络教学的设计研究主要是关于建构主义学习环境的设计和协作学习的设计等方面，缺乏系统的研究。可以说，网络教学的设计理论的研究还处于初级阶段，还有很多问题需要去研究和探索。例如，在网络环境下如何利用网络资源进行主动学习、利用虚拟情境进行探究学习、利用通讯工具进行协商学习、利用工具进行创造学习的设计以及教师指导性活动的设计等方面，都值得我们去研究。

2、网络教学的评价研究才刚刚起步

随着 Internet应用的普及，网络教学已成为1种重要的教学手段和教学场所。然而，与传统教学相比，网络教学的质量保证体系却显得不够完善、健全。如何保证网络教学的质量，建立1个行之有效的网络教学评价模型，已成为网络教学研究的1个重要课题。时至2019年，教育部批准全国31所高校建立网络教育学院，但却没有制定出如何保证网络教育质量的相关政策。美国国家教育政策研究所(The Institute For Higher Education Policy)于2019年4月也发表了1份名为"在线教育质量：远程互联网教育成功应用的标准"的报告，然而，这些文章(报告)也仅仅是描述性的定义网络教学的评价指标，而对如何组织评价、如何获取定量数据、评价数据如何促进教学等方面则很少涉及。目前，网络教学的支撑平台中的学习评价模块往往只含有测试部分，而缺乏相应的分析与反馈。

(2)课题研究的意义

1、促进网络教学的发展，提高网络教学的质量

由于网络教学可以实现信息资源共享，在网上组织最优秀的教材和教法，使学习者在网上可以学到最新的知识，因此是教学改革发展的方向。通过本项目的研究与实践，使网络教学更能为学习者提供1个建构主义的学习环境，充分体现学生的首创精神，学生有更多的机会在不同情境下去运用他们所学的知识，而且学生可以根据自身的行动的反馈来形成对客观事物的认识和解决实际问题的方案，从而提供网络教学的质量。

2、寻找利用计算机技术和网络技术实现学生远程交互自主学习的教学设计的技术解决方案

3、完善和发展教学设计理论

网络环境下的教学与传统教学，不仅是教学环境的不同，在教学内容、教学手段、教学传播形式上都有本质的区别。通过本项目的研究，能够解决网络环境下，教学如何进行教学设计，如何调控教学过程，如何有效实施教学活动以达成教学目标，是对教学设计理论的完善和发展。

2、课题研究内容

(1)研究的主要内容

1、网络教学设计理论体系的研究

包括教学目标的设计、建构性学习环境的设计、学习情境的设计、学习资源的设计、学生自主学习活动的设计、学生协作学习活动的设计、教师指导性活动的设计、学习评价工具的设计等。

2、基于网络环境下的教学策略与教学模式的研究

(1)网络教学策略的研究，如网络环境下的教学内容组织策略、网络环境下的教学情景营造策略、网络环境下的教学对话组织策略、网络环境下的的课堂管理策略等

(2)网络教学模式的研究，如项目化学习模式、探索性学习模式、研究性学习模式等

3、网络教学评价的内容体系、方法、步骤与模型的研究

4、网络教学设计系统软件的开发与应用

5、网络教学评价系统软件的开发与应用

根据上述研究内容，总课题下设如下子课题：

1、网络教学设计与教学评价的理论研究(谢幼如、李克东)

2、网络教学资源的开发(邓文新)

3、网络教学设计与教学评价系统的开发(柯清超)

4、Web课程的教学过程设计及支持系统的研究(陈品德)

5、网络教学设计与教学评价理论的应用研究(余红)

(2)课题的研究目标

本项目的研究目标是：运用现代教学理论与建构主义学习理论，通过教学改革与实验，探索网络教学的设计与评价的理论和方法，开发相配套的网络教学的设计和评价系统软件，探索普通中小学利用网络资源进行网络教学的途径与方法。

(3)预期成果形式

1、论文与专著

发表有关网络教学的设计与评价的1系列学术论文，出版专著《网络教学的设计与评价》。

2、电脑软件

开发《网络教学设计系统软件》和《网络教学评价系统软件》，制作《网络教学设计》专题教学(学习)网站，建立《教学设计》多媒体资源库。

3、研究方法与技术路线

(1)研究方法与步骤

本项目的研究主要采用行动研究、实验研究、评价研究等方法。

对于较大规模的教学设计与教学模式的试验研究，将采用行动研究方法。

对于个别带有创新性的，能提出重要见解的小范围的教学研究，则通过建立科学的假设，采用实验研究的方法。

关于教学模式的评价和有关教学效果的分析，则采用评价研究方法。

研究步骤如下：

2019年5月-2019年8月，收集资料，建立模型

2019年9月-2019年1月，开发软件

2019年2月-2019年8月，教学试验，评价修改

2019年9月-2019年12月，扩大试验，归纳总结

(2)关键技术

1、基于网络的协作化设计思维工具的通讯模型的构建;

2、教学设计系统中师生教学活动的可视化表示与分析;

3、网络教学的教学评价模型的构建;

4、网络教学过程中学习反应信息的自动采集与处理。

4、课题研究价值

(1)创新点

1、建立网络教学设计的理论体系与方法。

2、建立基于网络环境的各类教学评价指标体系。

3、开发出操作性强、具有实际应用价值的网络教学的设计工具和评价系统软件。

(2)理论意义

传统的教学设计是应用系统方法分析和研究教学的问题和需求，确立解决他们的方法与步骤，并对教学结果作出评价的1种计划过程与操作程序。现代教学设计理论已经不拘泥于系统论的理论基础，不强调对教学活动的绝对控制，逐渐放弃呆板的设计模式，开始强调教学设计的关系性、灵活性和实时性，从而更加有利于学生的创新精神和实践能力。本课题的理论成果将完善和发展传统的教学设计理论与方法。

(3)应用价值

1、通过课题的研究与实践，总结并形成基于网络环境下学科教学设计的理论与方法，优化中小学课堂教学结构。

2、通过课题的研究与实践，探索并总结信息化时代如何改革传统的思想和模式，使学生学会利用网络资源进行学习的方法和经验。

3、通过课题的研究与实践，探索普通中小学利用网络资源的途径与方法，形成1批优秀的网络教学课例。

4、通过课题的研究与实践，开发出具有应用推广价值的网络教学的设计工具和评价系统软件。

5、研究基础

(1)已有相关成果

1、曾于93年、97年两度获得国家级优秀教学成果奖，其中《多媒体组合教学设计的理论与实践》项目的成果在全国的大中小学广泛应用，《多媒体组合教学设计》(李克东、谢幼如编著，科学出版社)多次再版发行。

2、出版的《多媒体教学软件设计》(含教材与光碟)(谢幼如等编著，电子工业出版社，1999年)、《多媒体教学软件设计与制作》(含教材与光碟)(李克东、谢幼如、柯清超编著，中央广播电视大学出版社，2019年)和《信息技术与学科教学整合》(李克东、谢幼如、柯清超等，万方数据电子出版社，2019年)在全国广泛应用。

3、97年《多媒体技术在基础教育改革中的应用实验研究》和《小学语文"4结合"教学改革试验研究》获国家教委全国师范院校面向基础教育改革科学研究优秀成果2等奖。

4、承担国家"95"重点科技攻关项目《计算机辅助教学软件研制开发与应用》(简称96-750)《小学语文科学小品文》、《小学语文古诗欣赏》、《小学语文扩展阅读》、《初中语文新诗赏析》4个子课题的研制与开发，4个项目6张光盘全部通过教育部组织的专家组鉴定，被评为优秀软件，并由北京师范大学出版社和电子工业出版社出版，在国内及东南亚地区发行。

5、2019年所完成的《学习反应信息分析系统》获广东省高等学校优秀多媒体教学软件1等奖，并出版专著《学习反应信息的处理方法与应用》(谢幼如、李克东著，暨南大学出版社，1999年)。

(2)研究条件

华南师范大学教育技术学科是国家级重点学科，华南师范大学教育信息技术学院是"211工程"重点建设学科单位，我国的教育技术学博士点之1。华南师范大学教育技术研究所拥有从事计算机教育应用研究的人员近30名，其中包括教授2名、副教授5名、讲师8名、博士研究生4名和硕士研究生近15名。他们在长期的研究工作中，对各种多媒体教学软件、网络教学应用软件、学科教学工具、资源库管理应用系统进行了深入的研究与探索，并已取得了实质性的进展和成果。本研究所拥有先进的计算机软件开发实验室两个、国家级的多媒体教学软件制作基地1个，在国内教育技术领域方面处于领先地位。

(3)参考文献

1、《多媒体组合教学设计》，李克东、谢幼如编著，科学出版社，1992年第1版、1994年第2版

2、《多媒体教学软件设计》谢幼如等编著，电子工业出版社，1999年

3、《信息技术与学科教学整合》，李克东、谢幼如主编，万方数据电子出版社，2019年

4、《学习反应信息的处理方法与应用》，谢幼如、李克东著，暨南大学出版社，1999年

5、《Global Education On the Net》，高等教育出版社、Springer 出版社，1999年

6、《教学设计原理》，R。M。加涅、L。J。布里格斯、W。W。韦杰著，华东师范大学出版社，1999年

7、《新型教学模式的探索》，谢幼如编著，北京师范大学出版社，1998年

8、全球华人计算机教育应用大会(GCCCE)第1届至第5届论文集，1997年(广州)、1998年(香港)、1999年(澳门)、2019年(新加坡)、2019年(台北)

9、《改善学习--2019中小学信息技术教育国际研讨会论文选编》，吉林教育出版社，2019年

10、《认知过程的评估》，J。P。戴斯、J。A。纳格利尔里、J。R。柯尔比著，华东师范大学出版社，1999年

11、《教育技术学研究方法》，李克东编著，北京师范大学出版社，2019年

第9篇：软件设计模式论文范文

【关键词】隧道；通风监控；组态软件；PLC

隧道是一个相对封闭的区域，自然风和交通风无法完成隧道内空气的转换。当CO浓度很大时，会危及人的身体；烟雾粉尘则会给驾驶员的视野造成障碍，增大了交通事故的发生概率。所以必须采取机械通风方式，有效及时地排出隧道内的有害物质，降低空气的污染程度。尤其在隧道内发生交通事故或者火灾的特殊情况下，机械通风就越发显得重要。因此在隧道中建立通风监控系统意义十分重大。

1.通风监控系统的组成

隧道通风监控系统主要由监控中心计算机、CO/VI检测器、风向风速检测器、风机和区域控制器等组成。

1.1 监控中心上位机

此隧道监控系统软件的上位机系统是利用北京三维力控公司的Forcecontrol 6.1组态软件进行设计。上位机可以发出指令给区域控制器，以便来控制隧道内的机电设备，也可以接受区域控制器的数据来分析和处理。

1.2 CO/VI检测器

CO/VI检测器由一氧化碳/能见度检测探头、评价控制单元、安装支架、连接电缆等部分组成。一氧化碳检测采用的是非扩散检测红外波段中的一定波长对非对称分子吸收能力的变化值（即δ值），再变换成电流的变量，把这一变量又用数字信号传至隧道监控室中心计算机并显示出来[1]。能见度测量是通过另一分离通道，由发射/接收单元发射光波，通过10米测量通道到达反射单元，反射光再经原来的10米测量路径反射到发射/接受单元，光束经过衰减，得到的信号经过评价控制单元处理为测量值，就是能见度检测值。

1.3 风速风向检测器

风速风向检测器采用超声波的原理测量隧道的环境温度和风速风向，由二个超声波发射/接受单元、数据处理评价单元、安装支架、连接电缆等部分组成，具有现场显示功能。

1.4 区域控制器

此次设计下位机的区域控制器采用honeywell高性能可编程控制器（PLC），负责管理和控制相关区域的现场设备。区域控制器由机架、CPU、电源模块、I/O模块、通讯模块等组成。主要设备清单如表1所示。

2.隧道通风的方式

目前隧道机械通风方式可分为纵向式通风、半横向通风和横向式通风三种方式。纵向式通风是从一个洞口直接引进新鲜空气，由另一洞口排出污染空气的方式。这种通风方式一般适用于单向行车的隧道；半横向式通风是将新鲜空气经送风道直接吹向汽车的排气孔高度附近，直接稀释排气，污染空气在隧道上部扩散，经过两端洞门排出洞外。使用这种方式的隧道仅需设置排风道，比较经济；横向式通风的特点是风在隧道的横断面方向流动，一般不发生纵向流动，因此有害气体的浓度在隧道轴线方向的分布均匀。该通风方式有利于防止火灾蔓延和处理烟雾。但需设置送风道和排风道，增加建设费用和运营费用[4]。在本系统中采取纵向式通风方式。

3.隧道通风监控系统的功能

3.1 数据的采集及显示功能

该通风监控系统能检测出隧道内CO浓度、能见度、风速和风向，并显示在上位机监控界面上。

CO浓度（单位：PPM）和能见度（单位：1/km）都由CO/VI检测仪检测所得。风速主要采集的是纵向风速（单位：m/s），风向指隧道内的纵向风向，分为正向和反向，用箭头表示，数据由风速风向检测仪检测所得，输出形式为一个继电器输出。

检测到的CO/VI值和风速为模拟信号，在4-20MA之间。数据采集后要把模拟量转换为数字量之后才能显示在界面上。

3.2 风机状态的监控功能

通风监控系统可以返回每一台射流风机的运行状态，包括风机的正/反转、停止、故障等状态信号，然后将这些状态清晰、明了的显示在监控系统界面上。该系统把处在一个断面上的两台风机作为一组来进行控制。控制方式分为远程自动、远程手动和本地控制三种。远程自动控制就是监控中心上位机将采集到的信息处理后，当达到一定的限值时实时地发出指令；远程手动控制就是操作员根据现场实际情况人工发出指令来控制风机运行；本地控制就是操作人员在现场低压柜按下风机的启停按钮。

3.3 辅助功能

1）报警功能：能够对采集的数据进行分析和判断，如果数据超过规定的报警限值或低于规定的报警限值，实时报警窗口就会自动弹出，报警数据、设备和区域就会在报警窗口显示出来。用户也可以设计报警声音，以便更好的对操作员进行提示。

2）趋势曲线：现场采集到的数据经过处理后依照实时数据和历史数据进行储存，通过趋势曲线可以更好的对数据进行分析显示。

3）报表：能够对采集的数据进行显示、存储和打印等功能。

4）事件记录：记录操作人员的操作过程，并可记录系统上位机相关程序的启动、退出及异常的详情。用户可以通过记录来对系统进行维护。

5）安全管理：安全管理主要包括用户级别管理、安全区管理、系统安全管理及工程加密管理。

4.隧道通风监控系统设计

4.1 上位机软件设计

（1）I/O设备建立

力控组态软件实时数据库通过I/O驱动程序对I/O设备进行数据采集与下置，实时数据库与I/O驱动程序之间为客户/服务器运行模式，一台运行实时数据库的计算机可通过多个I/O驱动程序完成与多台I/O设备之间的通信。本监控系统中，首先对Honeywell PLC进行设备设置，通过标准MODBUS（TCP）协议建立相应的I/O设备，并输入IP地址，以便和下位机建立通讯。I/O设备建立如图1所示。

（2）数据库组态点建立

点是实时数据库系统保存和处理信息的基本单位。在创建一个新点时首先要选择点类型和所在区域。点类型分为数字I/O点和模拟I/O点两种，本系统中CO值、VI值和风速值为模拟点，风向、风机运行状态的反馈及控制点均为数字点。每个点都需要对基本参数、报警参数、数据连接和历史参数进行设置。

（3）界面建立及动画连接

根据监控系统的要求，设计了监控主界面、手动控制界面、报警界面、趋势曲线界面和报表界面等。画面建立完成后，将画面中图像对象与变量或表达式建立连接，这样就可以对系统中的各种设备进行监控。在监控主界面上可以清楚的显示各检测数据、风机在隧道中所处的位置以及风机的运行状况。在监控界面上点击风机控制按钮，进入风机手动控制界面，操作员根据不同情况点击正转/反转/停止状态按钮进行操作。隧道通风监控系统主界面如图2所示。

（4）脚本程序

在隧道通风监控系统的设计中除了监控界面的建立，编写脚本程序也是一项重要任务。

在本系统中需要编写的脚本程序有如下几项：

1）每台风机启动时需要短暂的延时，上一台风机达到额定转速后，再启动下一台风机，以减少对变电站供电的冲击。

2）风机控制时如果在左转，此时右转按钮灰掉（即被屏蔽了），必须先按停止后，才能再按右转按钮启动风机。

3）通风系统远程自动控制。

在正常行车条件下，若隧道内测点CO浓度或能见度值时，正常交通状况下交通活塞作用所产生的风速足够完成隧道通风，则射流风机组无需启动；若隧道内CO浓度或能见度并持续10分钟时，每一组开启一台风机；若测点CO浓度或烟雾浓度并持续10分钟，射流风机全部启动。此时风机转向应同风向是一致的；若隧道发生火灾，则开启隧道内的全部风机。此时风机的转向应向距离火灾点较近的洞口吹去。

4.2 下位机软件设计

本系统区域控制器应用的是Honeywe-ll MasterLogic-200系列PLC，采用SoftMaster-200作为编程软件。用户可以进行系统配置和程序的编写、调试、仿真、在线诊断PLC硬件配置状态、控制PLC的运行状态和I/O通道的状态等。

（1））首先通过CPU的USB接口连接PC机，在SoftMaster-200软件中对PLC进行配置网络地址并写入，建立PC机与PLC之间的通信。

（2）配置I/O设备信息，明确上位机软件数据库组态点与PLC输入点的对应关系，各输出点与各输出执行单元的对应关系，创建全局变量和本地变量。调用全局变量的步骤如图3所示。

（3）按照控制要求编写梯形图程序。

在编写梯形图时要注意变量与上位机组态软件数据库组态中变量的对应关系；风机的延时启动；风机的单点控制及自动控制；上位机监控界面中按钮之间的互锁等。梯形图编写界面如图4所示。

（4）程序编程完成后，选择“联机[Online]”-“写入数据[Write]”，然后选择要传输到PLC的数据，然后点击“确定[OK]”，将选定的数据传输到PLC。

（5）进行联机调试。

5.结论

本设计对通风监控系统进行了详细的工程设计，包括系统的结构设计，功能设计和模块划分和上下位软件设计。应用力控Forcecontrol 6.1组态软件设计了通风监控系统的主界面、风机显示界面、风机控制界面和风机预案管理等。应用honeywell PLC进行区域控制器设计，并编写了后台控制程序，实现了通风监控系统的各项监控功能。

本系统有效地保证驾驶员、隧道养护人员免受有害气体的危害，提高了车辆运行安全系数。整套系统已投入运行，经过多次现场验证，取得了良好的效果。在本文中我们所做的研究工作还仅仅是初步的，今后仍有大量的工作值得深入探讨。

参考文献

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[3]李林锋.高速公路隧道通风监控系统综述[J].交通科技，2011（4）：44-49.

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[5]孙巧燕.隧道通风和火灾报警系统研究[D].长安大学硕士学位论文，2002.

[6]任桂山.城市公路隧道通风智能控制系统研究[D].武汉理工大学硕士学位论文，2008.

[7]袁杰.基于模糊控制的城市隧道智能通风系统的研究[D].武汉理工大学硕士学位论文，2008.

[8]潘胜.城市公路隧道汽车尾气排放浓度的研究及通风方案的设计[D].武汉理工大学硕士学位论文，2009.

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