一種用于解決軟件潛通路的軟件體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于解決軟件潛通路的軟件體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)方法，所描述的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式將一個軟件系統(tǒng)分為主調(diào)函數(shù)構(gòu)件、被調(diào)函數(shù)構(gòu)件、控制器構(gòu)件、事件構(gòu)件和數(shù)據(jù)構(gòu)件五個模塊。在程序的所有數(shù)據(jù)交互之間增加控制器構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)對事件及模塊之間數(shù)據(jù)交互的全局管理?？刂破鳂?gòu)件內(nèi)部包括計(jì)時器組件、函數(shù)處理組件和函數(shù)注冊組件，用于控制模塊之間數(shù)據(jù)交互的時間。若在規(guī)定時間內(nèi)數(shù)據(jù)未正常返回，則由函數(shù)處理組件強(qiáng)制返回一個錯誤數(shù)據(jù)并結(jié)束故障函數(shù)調(diào)用進(jìn)程。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括構(gòu)件復(fù)用、循序漸進(jìn)的原型設(shè)計(jì)、構(gòu)件可以并行開發(fā)且互不影響，最重要的是解決了潛通路問題，提高了軟件的穩(wěn)定性和健壯性。
【專利說明】一種用于解決軟件潛通路的軟件體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種DEPC(數(shù)據(jù)Data、事件Event、加工Process、控制器Controller四個英文單詞的縮寫)體系結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，具體來講是一種對程序各模塊之間的數(shù)據(jù)交互進(jìn)行全局管理的軟件體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及設(shè)計(jì)方法，該軟件體系結(jié)構(gòu)獨(dú)立于硬件單元功能的實(shí)際實(shí)現(xiàn)進(jìn)行控制；屬于計(jì)算機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]起初，人們把軟件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)放在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的選擇上，隨著軟件系統(tǒng)規(guī)模越來越大，越來越復(fù)雜，整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和規(guī)格說明顯得越來越重要。對于大規(guī)模的復(fù)雜軟件系統(tǒng)來說，總體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和規(guī)格說明比起對計(jì)算的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇已經(jīng)明顯變得重要得多。自從軟件系統(tǒng)首次被分成許多模塊，模塊之間又相互作用，組合起來有整體的屬性，就具有了體系結(jié)構(gòu)。
[0003]20世紀(jì)70年代之前，軟件開發(fā)以匯編程序設(shè)計(jì)為主。由于當(dāng)時的系統(tǒng)規(guī)模較小，所以基本上沒有軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念。20世紀(jì)80年代至90年代中期，面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法開始興起且逐步成熟。20世紀(jì)90年代以后，則進(jìn)入到基于構(gòu)件的軟件開發(fā)階段，該階段以過程為中心，強(qiáng)調(diào)軟件開發(fā)采用構(gòu)件化技術(shù)和體系結(jié)構(gòu)技術(shù)，要求開發(fā)出的軟件具備很強(qiáng)的自適應(yīng)性、互操作性、可拓展性和可重用性。軟件體系結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，使得軟件各個層次分工明確，互不干涉。某個層次的需求發(fā)生了變化，就只需要更改相應(yīng)層中的代碼，不會影響到其它層中代碼。
[0004]然而實(shí)時軟件常用的體系結(jié)構(gòu)模式主要有傳統(tǒng)的輪詢體系結(jié)構(gòu)、函數(shù)隊(duì)列體系結(jié)構(gòu)、前后臺(中斷)體系結(jié)構(gòu)以及基于操作系統(tǒng)的分層體系結(jié)構(gòu)。目前在個人計(jì)算機(jī)及服務(wù)器上運(yùn)行的應(yīng)用軟件所采用的MVC、SOA等體系結(jié)構(gòu)不適合實(shí)時軟件。大多數(shù)實(shí)時軟件只有較少的人機(jī)交互，甚至沒有人機(jī)交互，可以將人機(jī)交互看作是事件。實(shí)時軟件中有大量的事件，這些事件不一定是人機(jī)交互產(chǎn)生的事件，所有這些事件會控制程序的流轉(zhuǎn)，比如中斷，而許多事件往往是隨機(jī)發(fā)生的，這種事件很容易造成程序潛通路。
[0005]早在20世紀(jì)80年代，人們已經(jīng)開始著手對軟件潛通路的分析研究。潛通路指的是在軟件系統(tǒng)中某些潛在的路徑，它們屬于不在計(jì)劃中的路徑，是人們不希望出現(xiàn)的。潛通路總是存在，因?yàn)樽酉到y(tǒng)設(shè)計(jì)人員缺乏整體系統(tǒng)的全局觀念或者是某些疏忽的行為，有一些則是軟件設(shè)計(jì)時的邏輯問題，還有一些數(shù)據(jù)交互很難被提前預(yù)測，甚至還有一些潛通路是由于電磁干擾或者其它因素造成的。
[0006]造成軟件潛通路的因素有很多，這里可以舉一個可能會產(chǎn)生軟件潛通路的例子。目前在實(shí)時軟件設(shè)計(jì)中，對中斷的處理通常是依據(jù)其優(yōu)先級，優(yōu)先級高的中斷可以搶占系統(tǒng)資源，這是應(yīng)該對被搶占的處理過程的狀態(tài)進(jìn)行保存，在中斷處理完成后繼續(xù)完成被掛起的處理過程。但是，這些都需要開發(fā)人員一個個去處理，很多時候可能出現(xiàn)未保存被搶占處理過程的狀態(tài)或保存不完整。如圖1所示是一個由于中斷產(chǎn)生的潛通路，如果設(shè)計(jì)時未考慮到這種情況，很可能程序調(diào)用沒有返回。潛通路問題的出現(xiàn)會給程序執(zhí)行帶來諸多不可預(yù)見和不可控制的因素。若在程序運(yùn)行中不對潛通路做必要的處理，將會給整體的軟件項(xiàng)目工程帶來巨大的風(fēng)險。
[0007]如果在所有可能產(chǎn)生數(shù)據(jù)交互的構(gòu)件之間添加一層控制構(gòu)件層，進(jìn)行全局監(jiān)管，用來避免上述情況的發(fā)生，則能夠有效的對程序執(zhí)行中出現(xiàn)的潛通路問題進(jìn)行處理，同時在控制器構(gòu)件中添加計(jì)時器功能，則能夠避免程序執(zhí)行出現(xiàn)無限等待的情況，也能在實(shí)時軟件中約束程序執(zhí)行的時間。
[0008]目前國內(nèi)外尚未有解決程序運(yùn)行過程中出現(xiàn)的潛通路問題的相關(guān)文獻(xiàn)報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明技術(shù)解決方案:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種DEPC體系結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，解決程序運(yùn)行過程中出現(xiàn)的潛通路問題；可以應(yīng)用在實(shí)時軟件和非實(shí)時軟件中；不受限于開發(fā)程序時所使用的編程語言；能夠展現(xiàn)系統(tǒng)公共的高層次的抽象；有助于循序漸進(jìn)的原型設(shè)計(jì)；支持構(gòu)件并行開發(fā)，且互不影響。
[0010]本發(fā)明技術(shù)解決方案:1、一種用于解決軟件潛通路的軟件體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于在軟件開發(fā)時，將軟件分為主調(diào)函數(shù)構(gòu)件、被調(diào)函數(shù)構(gòu)件、事件構(gòu)件、數(shù)據(jù)構(gòu)件和控制器構(gòu)件五部分；其中:
[0011]主調(diào)函數(shù)構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)調(diào)用用戶定義的功能函數(shù)，將需要調(diào)用的函數(shù)信息交給控制器構(gòu)件進(jìn)行處理；
[0012]被調(diào)函數(shù)構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)處理對應(yīng)系統(tǒng)具體的數(shù)據(jù)加工和處理，被控制器構(gòu)件所調(diào)用，然后將結(jié)果返回給控制器構(gòu)件；
[0013]事件構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)處理對應(yīng)系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的所有事件，如中斷或連接網(wǎng)絡(luò)等，被控制器構(gòu)件所調(diào)用，然后將結(jié)果返回給控制器構(gòu)件；
[0014]控制器構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)對程序中可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)交互進(jìn)行管理和控制，主調(diào)函數(shù)將要調(diào)用的組件信息交給控制器構(gòu)件，控制器構(gòu)件在調(diào)用具體的被調(diào)函數(shù)時，利用計(jì)時器對被調(diào)函數(shù)的執(zhí)行過程進(jìn)行計(jì)時，如果程序在預(yù)期的時間內(nèi)沒有正常返回，則強(qiáng)制切斷執(zhí)行進(jìn)程，返回一個異常數(shù)據(jù)；控制器構(gòu)件的另外一個功能是將需要控制器進(jìn)行控制的函數(shù)注冊入函數(shù)信息列表；
[0015]數(shù)據(jù)構(gòu)件，提供訪問數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、文件、數(shù)據(jù)庫定義和存儲數(shù)據(jù)接口的構(gòu)件。
[0016]將一個軟件系統(tǒng)劃分為數(shù)據(jù)(Data)、事件(Event)、加工(Process)、控制器(Controller)四個部分，其中加工分為主調(diào)加工和被調(diào)加工兩種情況。
[0017]潛通路指的是在軟件系統(tǒng)中某些潛在的路徑，它們屬于不在計(jì)劃中的路徑，是不希望出現(xiàn)的。潛通路問題的出現(xiàn)會給程序執(zhí)行帶來諸多不可預(yù)見和不可控制的因素。若在程序運(yùn)行中不對潛通路做必要的處理，將會給整體的軟件項(xiàng)目工程帶來巨大的風(fēng)險。
[0018]由于多方面的原因，潛通路總是存在于軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互中。添加一層控制器構(gòu)件層，進(jìn)行全局監(jiān)管，用來避免上述情況的發(fā)生，則能夠有效的對程序執(zhí)行中出現(xiàn)的潛通路問題進(jìn)行處理，同時在控制器構(gòu)件中添加計(jì)時器功能，則能夠有效避免程序執(zhí)行中出現(xiàn)無限等待的情況，也能在實(shí)時軟件中約束程序執(zhí)行的時間。
[0019]控制器構(gòu)件是DEPC體系結(jié)構(gòu)模式中的核心構(gòu)件，它對當(dāng)前事件、狀態(tài)、數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)聽，提供相應(yīng)機(jī)制協(xié)調(diào)事件相應(yīng)、狀態(tài)掛起、數(shù)據(jù)保存，保存正確通路執(zhí)行，并阻斷潛通路的執(zhí)行。
[0020]所述的主調(diào)函數(shù)構(gòu)件需要包含程序主函數(shù)，也就是程序的入口函數(shù)，以及其它用戶自己定義的功能函數(shù)。
[0021]所述的控制器構(gòu)件需要包含函數(shù)處理組件、計(jì)時器組件和注冊組件。其中注冊組件用于存放需要函數(shù)處理組件進(jìn)行處理的函數(shù)信息(包括函數(shù)名稱、函數(shù)參數(shù)列表、函數(shù)返回類型)；計(jì)時器組件根據(jù)程序所應(yīng)用系統(tǒng)平臺的時鐘，對某個線程運(yùn)行的時間進(jìn)行計(jì)時；函數(shù)處理組件將根據(jù)主調(diào)函數(shù)傳入的函數(shù)信息，從函數(shù)列表中尋找被調(diào)函數(shù)信息，然后建立兩個線程，一個線程用于執(zhí)行被調(diào)函數(shù)，另一個線程用于對執(zhí)行的被調(diào)函數(shù)運(yùn)行時間進(jìn)行計(jì)時。
[0022]一種用于解決軟件潛通路的軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)步驟如下:
[0023](I)程序開發(fā)人員在建立項(xiàng)目工程時，項(xiàng)目目錄下建立控制器(Cont1ller)、數(shù)據(jù)處理(DataProcessing)、事件處理(DataProcessing)、功能函數(shù)(Funct1ns)四個文件夾或包；
[0024](2)在功能函數(shù)包中編寫主函數(shù)以及其他的主被調(diào)函數(shù)；
[0025](3)在數(shù)據(jù)處理包中編寫用于訪問數(shù)據(jù)庫、對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的相關(guān)函數(shù)；
[0026](4)事件處理包中編寫用于實(shí)現(xiàn)中斷操作、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信操作等一切程序中可能出現(xiàn)的事件函數(shù)；
[0027](5)在控制器包中，需要編寫計(jì)時器函數(shù)、函數(shù)處理函數(shù)和函數(shù)注冊函數(shù)，編寫計(jì)時器函數(shù)時需要根據(jù)所應(yīng)用系統(tǒng)的時鐘模塊進(jìn)行編寫，當(dāng)計(jì)時器開始工作時首先讀取系統(tǒng)當(dāng)前的時間，程序運(yùn)行時不停獲取最新的系統(tǒng)時間，與開始時間進(jìn)行相減即可得到程序已經(jīng)運(yùn)行的時間，若超出預(yù)定時間將強(qiáng)制結(jié)束被調(diào)函數(shù)進(jìn)程，并返回錯誤數(shù)值；函數(shù)注冊函數(shù)需要構(gòu)造一個用于存放函數(shù)信息的存儲空間，可以是一個文件、一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或一個表等，存放的函數(shù)信息包括函數(shù)名、函數(shù)返回值、函數(shù)參數(shù)列表；函數(shù)處理函數(shù)需要實(shí)現(xiàn)從函數(shù)列表中查找被調(diào)函數(shù)的功能，查到函數(shù)信息后，能夠建立兩個進(jìn)程，一個進(jìn)程用于執(zhí)行被調(diào)函數(shù)，一個進(jìn)程用于執(zhí)行計(jì)時器對被調(diào)函數(shù)運(yùn)行的時間進(jìn)行計(jì)時；
[0028](6)可以在控制器、事件處理、數(shù)據(jù)處理、功能函數(shù)同一級目錄下，建立資源和頭文件目錄，用于存放圖片、音視頻資源和函數(shù)的頭文件信息。
[0029]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0030](I)本發(fā)明提供一種最基本的DEPC體系結(jié)構(gòu)框架，用于程序員對其進(jìn)行更好的理解和應(yīng)用，更重要的是程序員在開發(fā)軟件時，能夠運(yùn)用DEPC體系結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)思想。對于不同的應(yīng)用場景，DEPC體系結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐卣购驼{(diào)整。
[0031](2)本發(fā)明的應(yīng)用范圍較廣，不受限于開發(fā)程序時所使用的編程語言，且可以應(yīng)用在實(shí)時軟件和非實(shí)時軟件中?？刂破鳂?gòu)件主要有兩個作用，一是對構(gòu)件之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行全局管理，二是對程序的運(yùn)行時間進(jìn)行有效控制。本發(fā)明還提供一種基本的控制器構(gòu)件實(shí)現(xiàn)方式。由于在不同的應(yīng)用場景中，軟件對控制器的具體要求也不盡相同。比如不同的軟件工程對其各個任務(wù)進(jìn)程可容忍的運(yùn)行時間和運(yùn)行要求是不同的；在非實(shí)時軟件中，不是每個任務(wù)都需要通過控制器構(gòu)件進(jìn)行處理，只要注冊需要控制的任務(wù)函數(shù)即可等等。所以，控制器構(gòu)件也是需要根據(jù)不同的情況進(jìn)行相對修改和調(diào)整的。
[0032](3)本發(fā)明能夠有效的解決軟件運(yùn)行過程中出現(xiàn)的潛通路問題。在目前的軟件開發(fā)中，還沒有一種針對軟件潛通路的有效解決方案，DEPC的設(shè)計(jì)可以說是彌補(bǔ)了這項(xiàng)空白。運(yùn)用DEPC軟件體系結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)軟件能夠有效對軟件運(yùn)行過程中出現(xiàn)的潛通路進(jìn)行處理，這樣能夠極大的提高軟件整體的安全性和可靠性。
[0033](4)本發(fā)明提供一種有助于循序漸進(jìn)原型設(shè)計(jì)的軟件體系結(jié)構(gòu)。在軟件開發(fā)時，分層設(shè)計(jì)可以對項(xiàng)目進(jìn)行分析，并將項(xiàng)目按可執(zhí)行模型來構(gòu)造原型。從兩個方面有助于開發(fā)活動的順利進(jìn)行，一是可以在軟件生命周期的早期階段明確潛在的系統(tǒng)性能問題；二是在軟件生命周期的早期階段就能得到一個可執(zhí)行的系統(tǒng)。這兩個方面都將減少項(xiàng)目開發(fā)的潛在風(fēng)險。
[0034](5)本發(fā)明能夠展現(xiàn)系統(tǒng)公共的高層次的抽象。系統(tǒng)的大部分相關(guān)人員能夠把它作為建立一個互相理解的基礎(chǔ)，形成統(tǒng)一認(rèn)識，相互交流。DEPC軟件體系結(jié)構(gòu)明確了對系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的約束條件，將符合體系結(jié)構(gòu)所描述的結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)決策分割成規(guī)定的構(gòu)件，按規(guī)定方式交互。這樣一來DEPC軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)者不需要是算法設(shè)計(jì)者或者精通編程語言，只需要重點(diǎn)考慮系統(tǒng)的總體權(quán)衡問題；而構(gòu)件的開發(fā)人員在體系結(jié)構(gòu)給定的約束下進(jìn)行開發(fā)。這樣的設(shè)計(jì)，使得主調(diào)構(gòu)件、被調(diào)構(gòu)件、控制構(gòu)件、事件構(gòu)件和數(shù)據(jù)構(gòu)件在邏輯上保持相對獨(dú)立性，從而使整個系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)更為清晰，能夠提高系統(tǒng)和軟件的可維護(hù)性和可拓展性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1為中斷產(chǎn)生潛通路的情況；
[0036]圖2為本發(fā)明的DEPC體系結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，反映了各個構(gòu)件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的方式；
[0037]圖3為本發(fā)明中控制器構(gòu)件中的計(jì)時器組件、處理函數(shù)組件、注冊函數(shù)組件與主調(diào)函數(shù)組件和被調(diào)用函數(shù)組件之間的關(guān)系。箭頭方向表示可能存在的數(shù)據(jù)交互方向，函數(shù)注冊列表則表示儲存函數(shù)信息的文件或者數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
[0038]圖4為本發(fā)明中控制器構(gòu)件中的注冊組件工作流程，當(dāng)一個函數(shù)實(shí)現(xiàn)后，如果需要對其進(jìn)行全局的控制，則需要利用注冊函數(shù)對其進(jìn)行注冊，然后注冊函數(shù)將注冊的函數(shù)信息(函數(shù)名稱、函數(shù)參數(shù)、函數(shù)返回值)存入函數(shù)列表中；
[0039]圖5為本發(fā)明中控制器構(gòu)件中的處理組件工作流程，當(dāng)主調(diào)函數(shù)調(diào)用被調(diào)用函數(shù)時，處理組件會從注冊函數(shù)列表中查找函數(shù)，然后創(chuàng)建兩個進(jìn)程，一個用于執(zhí)行被調(diào)函數(shù)，而另一個用于調(diào)用計(jì)時器計(jì)時，判斷被調(diào)用函數(shù)的執(zhí)行是否超出預(yù)期時間，最終將結(jié)果返回；
[0040]圖6示出了控制器構(gòu)件中的計(jì)時器組件工作流程。計(jì)時組件收到函數(shù)處理組件計(jì)時的命令后開始計(jì)時，同時判斷程序運(yùn)行時間是否超出了預(yù)先規(guī)定時間，如果超出時間，將強(qiáng)制返回一個錯誤數(shù)據(jù)；
[0041]圖7示出了在基于3G網(wǎng)絡(luò)的人臉識別系統(tǒng)中圖像采集子系統(tǒng)的工作流程圖；
[0042]圖8示出了在基于3G網(wǎng)絡(luò)的人臉識別系統(tǒng)中識別子系統(tǒng)的工作流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0043]以下包括術(shù)語、首字母縮寫詞和縮寫的簡單詞匯，將有助于理解下面的實(shí)施例的詳細(xì)描述，但是這些細(xì)節(jié)并不是為了限制本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然可以在偏離這些具體細(xì)節(jié)的其它實(shí)施方案中實(shí)踐本發(fā)明。例如，盡管是以基于3G網(wǎng)絡(luò)的人臉識別系統(tǒng)的實(shí)施方案來描述本發(fā)明，但本發(fā)明也可以應(yīng)用在任意包括實(shí)時軟件和非實(shí)時軟件中。
[0044]術(shù)語“包含”和“包括”及其派生詞表示非限制性包括；術(shù)語“或”是包含性的，意味著和/或；短語“與……相關(guān)聯(lián)”和“與之相關(guān)聯(lián)”及其派生詞可表示包括、被包括、與之互連、包含、被包含、與之連接、與之耦合、可與之通信、與之協(xié)作、交織、并列、接近、限于、具有、具有其性質(zhì)等；“構(gòu)件”是面向軟件體系架構(gòu)的可復(fù)用軟件模塊。構(gòu)件(component)是可復(fù)用的軟件組成成份，可被用來構(gòu)造其他軟件，在本發(fā)明中構(gòu)件通常指的是被封裝的對象類、類樹和一些功能模塊；“組件”指的是對數(shù)據(jù)和方法的簡單封裝；“DEPC”指的是數(shù)據(jù)(Data)、事件(Event)、加工(Process)、控制器(Controller)四個英文單詞的縮寫?！?G網(wǎng)絡(luò)”是指使用支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù)的第三代移動通信技術(shù)的線路和設(shè)備鋪設(shè)而成的通信網(wǎng)絡(luò)。
[0045]為了驗(yàn)證DEPC體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式的有效性，我們采用了運(yùn)用本發(fā)明和不用本發(fā)明兩種方式來實(shí)現(xiàn)一款基于3G網(wǎng)絡(luò)的人臉識別系統(tǒng)。如圖7和圖8所示，從上至下反映了基于3G網(wǎng)絡(luò)的人臉識別系統(tǒng)的主要流程，該系統(tǒng)由圖像采集系統(tǒng)和識別系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)構(gòu)成。圖像采集系統(tǒng)只負(fù)責(zé)采集人臉數(shù)據(jù)，然后將采集到的人臉數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡(luò)傳輸給識別系統(tǒng)。識別系統(tǒng)接收到原始圖像信息后，對圖像信息進(jìn)行分析處理，提取出人的臉、眼睛、鼻子、嘴、眉毛等特征后，跟數(shù)據(jù)庫中的圖像進(jìn)行比對，判斷是否存在對應(yīng)的人臉信息，最后將結(jié)果信息再次通過3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送回圖像采集端。圖像采集端接收到返回信息后通過顯示屏將結(jié)果顯示出來。
[0046]在這個系統(tǒng)中，一共有四個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。分別是圖像采集系統(tǒng)中的判斷是否開始圖像采集和等待接收反饋信息，人臉識別系統(tǒng)中的等待接收采集到的圖像數(shù)據(jù)和從人臉數(shù)據(jù)庫中匹配人臉特征數(shù)據(jù)。
[0047]當(dāng)用戶開始進(jìn)行圖像采集時，需要手動觸發(fā)中斷(如按按鈕)，告訴圖像采集系統(tǒng)開始采集圖像數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集完畢后，通過移動互聯(lián)網(wǎng)將信息傳遞給人臉識別系統(tǒng)。人臉識別系統(tǒng)需要不停的等待接收圖像數(shù)據(jù)。當(dāng)有新的圖像數(shù)據(jù)需要識別系統(tǒng)接收時，也是通過觸發(fā)中斷的方式，告訴識別系統(tǒng)開始接收數(shù)據(jù)。我們可以看到，在這個系統(tǒng)中存在著很多的不穩(wěn)定因素。用普通的非DEPC軟件體系結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)這個系統(tǒng)后，當(dāng)用戶快速連續(xù)的觸發(fā)采集圖像中斷時，程序有時會出現(xiàn)死機(jī)的情況，表明程序進(jìn)入了潛通路。當(dāng)3G信號不穩(wěn)定時，也會造成系統(tǒng)等待時間過長的問題。
[0048]采用DEPC體系結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)這個系統(tǒng)時，我們將用戶觸發(fā)中斷的事件劃分為事件構(gòu)件，將要訪問的人臉數(shù)據(jù)庫劃分為數(shù)據(jù)構(gòu)件，其他函數(shù)調(diào)用依次為主調(diào)構(gòu)件和被調(diào)構(gòu)件，最后還在這些構(gòu)件之間增添了控制構(gòu)件用于全局控制。這樣，用戶每次觸發(fā)中斷，都會由控制構(gòu)件來進(jìn)行處理，這樣的設(shè)計(jì)有效避免了潛通路的發(fā)生。訪問人臉數(shù)據(jù)庫時，需要調(diào)用數(shù)據(jù)構(gòu)件，避免其他用戶直接對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問，安全性有了很高的提升。當(dāng)圖像采集系統(tǒng)與人臉識別系統(tǒng)通過3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊時，控制構(gòu)件會進(jìn)行計(jì)時管理，如果網(wǎng)絡(luò)通訊超出了規(guī)定的時間要求，控制構(gòu)件會強(qiáng)制返回信息提示數(shù)據(jù)發(fā)送超時或者數(shù)據(jù)發(fā)送失敗。
[0049]圖7所示為視頻采集子系統(tǒng)的流程圖。在實(shí)現(xiàn)采集子系統(tǒng)時，將整體的代碼分布在控制器、功能函數(shù)、事件三個包中?？刂破靼写娣庞刑幚砗瘮?shù)、計(jì)時器函數(shù)、注冊函數(shù)和函數(shù)信息表；功能函數(shù)包中存放有主函數(shù)、圖像采集函數(shù)；事件包中存放有按鈕中斷處理函數(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信函數(shù)。
[0050]系統(tǒng)運(yùn)行前需要對圖像采集函數(shù)、按鈕中斷處理函數(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信函數(shù)進(jìn)行注冊，如圖4所示，實(shí)現(xiàn)圖像采集函數(shù)、按鈕中斷處理函數(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信函數(shù)后，需要將它們的函數(shù)名稱、參數(shù)列表和返回值類型信息存放在函數(shù)信息表中。當(dāng)用戶想要采集圖像時，通過按物理按鈕觸發(fā)中斷處理函數(shù)，如圖3所示中斷處理函數(shù)通知控制器需要調(diào)用圖像采集函數(shù)，控制器從函數(shù)信息列表中查找到被調(diào)函數(shù)信息，接著如圖5所示控制器中的函數(shù)處理函數(shù)調(diào)用圖像采集函數(shù)，同時啟動計(jì)時器對被調(diào)函數(shù)的運(yùn)行時間進(jìn)行計(jì)時。采集好圖像之后，通過網(wǎng)絡(luò)通信函數(shù)將獲取到的圖像信息傳送給人臉識別子系統(tǒng)。函數(shù)調(diào)用的過程中都需要通過控制器構(gòu)件中的處理函數(shù)進(jìn)行處理，處理函數(shù)會調(diào)用計(jì)時器函數(shù)對函數(shù)的執(zhí)行時間進(jìn)行計(jì)算和控制，如圖6所示超出時間的話將強(qiáng)制返回錯誤數(shù)據(jù)。
[0051]圖8所示為人臉識別子系統(tǒng)的流程圖。在實(shí)現(xiàn)人臉識別子系統(tǒng)時，將整體的代碼分布在控制器、功能函數(shù)、事件和數(shù)據(jù)四個包中。控制器包中存放有處理函數(shù)、計(jì)時器函數(shù)、注冊函數(shù)；功能函數(shù)包中存放有主函數(shù)、特征提取函數(shù)、特征比對函數(shù)、結(jié)果反饋函數(shù)；事件包中存放有網(wǎng)絡(luò)通信函數(shù)；數(shù)據(jù)包中存放有訪問數(shù)據(jù)庫函數(shù)。
[0052]系統(tǒng)運(yùn)行前需要對特征提取函數(shù)、特征比對函數(shù)、結(jié)果反饋函數(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信函數(shù)、訪問數(shù)據(jù)庫函數(shù)進(jìn)行注冊，如圖4所示，實(shí)現(xiàn)特征提取函數(shù)、特征比對函數(shù)、結(jié)果反饋函數(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信函數(shù)、訪問數(shù)據(jù)庫函數(shù)后，需要將它們的函數(shù)名稱、參數(shù)列表和返回值類型信息存放在函數(shù)信息表中。當(dāng)人臉識別子系統(tǒng)接收到新的采集數(shù)據(jù)后，如圖3所示通知控制器需要調(diào)用特征提取函數(shù)，控制器從函數(shù)信息列表中查找到被調(diào)函數(shù)信息，接著如圖5所示控制器中的函數(shù)處理函數(shù)調(diào)用特征提取函數(shù)將對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行人臉特征提取和計(jì)算，同時啟動計(jì)時器對被調(diào)函數(shù)的運(yùn)行時間進(jìn)行計(jì)時。然后調(diào)用特征比對函數(shù)，訪問數(shù)據(jù)庫中的所有人臉數(shù)據(jù)，判斷是否有匹配數(shù)據(jù)，接著將比對后的數(shù)據(jù)返回給采集子系統(tǒng)。函數(shù)調(diào)用的過程中都需要通過控制器構(gòu)件中的處理函數(shù)進(jìn)行處理，處理函數(shù)會如圖6所示調(diào)用計(jì)時器函數(shù)對函數(shù)的執(zhí)行時間進(jìn)行計(jì)算和控制，比如訪問數(shù)據(jù)庫執(zhí)行的時間和網(wǎng)絡(luò)通信持續(xù)的時間如果超出預(yù)期時間的話將強(qiáng)制返回錯誤數(shù)據(jù)，沒有超出預(yù)期時間，將返回正確的數(shù)據(jù)。
[0053]通過實(shí)際項(xiàng)目的驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)采用DEPC軟件體系結(jié)構(gòu)編寫程序時，程序的運(yùn)行速度會稍微有所下降，但是系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性和可靠性卻有著巨大的提升。
【權(quán)利要求】
1.一種用于解決軟件潛通路的軟件體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于:在軟件開發(fā)時，將軟件分為主調(diào)函數(shù)構(gòu)件、被調(diào)函數(shù)構(gòu)件、事件構(gòu)件、數(shù)據(jù)構(gòu)件和控制器構(gòu)件五部分；其中: 主調(diào)函數(shù)構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)調(diào)用用戶定義的功能函數(shù)，將需要調(diào)用的函數(shù)信息交給控制器構(gòu)件進(jìn)行處理； 被調(diào)函數(shù)構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)處理對應(yīng)系統(tǒng)具體的數(shù)據(jù)加工和處理，被控制器構(gòu)件所調(diào)用，然后將結(jié)果返回給控制器構(gòu)件； 事件構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)處理對應(yīng)系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的所有事件，包括中斷或連接網(wǎng)絡(luò)，被控制器構(gòu)件所調(diào)用，然后將結(jié)果返回給控制器構(gòu)件； 控制器構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)對程序中可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)交互進(jìn)行管理和控制，主調(diào)函數(shù)將要調(diào)用的組件信息交給控制器構(gòu)件，控制器構(gòu)件在調(diào)用具體的被調(diào)函數(shù)時，利用計(jì)時器對被調(diào)函數(shù)的執(zhí)行過程進(jìn)行計(jì)時，如果程序在預(yù)期的時間內(nèi)沒有正常返回，則強(qiáng)制切斷執(zhí)行進(jìn)程，返回一個異常數(shù)據(jù)；控制器構(gòu)件的另外一個功能是將需要控制器進(jìn)行控制的函數(shù)注冊入函數(shù)信息列表； 數(shù)據(jù)構(gòu)件，提供訪問數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、文件、數(shù)據(jù)庫定義和存儲數(shù)據(jù)接口的構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于解決軟件潛通路的軟件體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于:所述的主調(diào)函數(shù)構(gòu)件需要包含程序主函數(shù)，也就是程序的入口函數(shù)，以及其它用戶自己定義的功能函數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于解決軟件潛通路的軟件體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制器構(gòu)件包含函數(shù)處理組件、計(jì)時器組件和注冊組件，其中注冊組件用于存放需要函數(shù)處理組件進(jìn)行處理的函數(shù)信息，所述函數(shù)信息包括函數(shù)名稱、函數(shù)參數(shù)列表、函數(shù)返回類型；計(jì)時器組件根據(jù)程序所應(yīng)用系統(tǒng)平臺的時鐘，對某個線程運(yùn)行的時間進(jìn)行計(jì)時；函數(shù)處理組件將根據(jù)主調(diào)函數(shù)傳入的函數(shù)信息，從函數(shù)列表中尋找被調(diào)函數(shù)信息，然后建立兩個線程，一個線程用于執(zhí)行被調(diào)函數(shù)，另一個線程用于對執(zhí)行的被調(diào)函數(shù)運(yùn)行時間進(jìn)行計(jì)時。
4.一種用于解決軟件潛通路的軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于:實(shí)現(xiàn)步驟如下: (1)程序開發(fā)人員在建立項(xiàng)目工程時，項(xiàng)目目錄下建立控制器(Cont1ller)、數(shù)據(jù)處理(DataProcessing)、事件處理(DataProcessing)、功能函數(shù)(Funct1ns)四個文件夾或包； (2)在功能函數(shù)包中編寫主函數(shù)以及其他的主被調(diào)函數(shù)； (3)在數(shù)據(jù)處理包中編寫用于訪問數(shù)據(jù)庫、對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的相關(guān)函數(shù)； (4)事件處理包中編寫用于實(shí)現(xiàn)中斷操作、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信操作等一切程序中可能出現(xiàn)的事件函數(shù)； (5)在控制器包中，需要編寫計(jì)時器函數(shù)、函數(shù)處理函數(shù)和函數(shù)注冊函數(shù)，編寫計(jì)時器函數(shù)時需要根據(jù)所應(yīng)用系統(tǒng)的時鐘模塊進(jìn)行編寫，當(dāng)計(jì)時器開始工作時首先讀取系統(tǒng)當(dāng)前的時間，程序運(yùn)行時不停獲取最新的系統(tǒng)時間，與開始時間進(jìn)行相減即得到程序已經(jīng)運(yùn)行的時間，若超出預(yù)定時間將強(qiáng)制結(jié)束被調(diào)函數(shù)進(jìn)程，并返回錯誤數(shù)值；函數(shù)注冊函數(shù)需要構(gòu)造一個用于存放函數(shù)信息的存儲空間，可以是一個文件、一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或一個表，存放的函數(shù)信息包括函數(shù)名、函數(shù)返回值、函數(shù)參數(shù)列表；函數(shù)處理函數(shù)需要實(shí)現(xiàn)從函數(shù)列表中查找被調(diào)函數(shù)的功能，查到函數(shù)信息后，能夠建立兩個進(jìn)程，一個進(jìn)程用于執(zhí)行被調(diào)函數(shù)，一個進(jìn)程用于執(zhí)行計(jì)時器對被調(diào)函數(shù)運(yùn)行的時間進(jìn)行計(jì)時； (6)可以在控制器、事件處理、數(shù)據(jù)處理、功能函數(shù)同一級目錄下，建立資源和頭文件目錄，用于存放圖片、音視頻資源和函數(shù)的頭文件信息。
【文檔編號】G06F9/44GK104182235SQ201410424481
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】康一梅, 姚赟政 申請人:北京航空航天大學(xué)