本發(fā)明涉及一種融合多編程語言的julia函數(shù)庫及其構(gòu)建方法，屬于計算機軟件。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代汽車電子系統(tǒng)開發(fā)中，autosar(automotive?open?system?architecture)作為全球標準化的汽車電子軟件架構(gòu)，被廣泛應用于汽車制造行業(yè)。隨著汽車電子系統(tǒng)復雜性的不斷增加，開發(fā)人員面臨著跨語言、多工具集成的巨大挑戰(zhàn)。在autosar的開發(fā)過程中，通常需要處理大量模型文件、arxml文件以及xml配置文件，這些文件涉及不同的編程語言和工具鏈，因此常常需要復雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和接口集成。

2、傳統(tǒng)的開發(fā)方法通常依賴多種不同的編程語言和工具來完成這些任務，最終將各模塊集成在一起。然而，由于這些工具和語言的異構(gòu)性，開發(fā)人員不得不編寫大量的橋接代碼來實現(xiàn)語言間的通信和數(shù)據(jù)傳遞，從而增加了開發(fā)的復雜性。此外，傳統(tǒng)方法缺乏一個統(tǒng)一的框架來協(xié)調(diào)和管理各層次之間的交互，在面對autosar標準的快速更新和演進時，這種問題尤為突出。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種融合多編程語言的julia函數(shù)庫及其構(gòu)建方法。

2、實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取下述技術(shù)方案：一種融合多編程語言的julia函數(shù)庫，包括

3、數(shù)據(jù)層：位于最底層，包含autosar項目的xml配置文件、arxml文件和modelica模型文件，負責提供文件數(shù)據(jù)的支持，是整個julia函數(shù)庫的基礎；

4、業(yè)務邏輯層：位于中間層，包括python模塊、c++模塊和第三方工具模塊，負責處理和執(zhí)行julia函數(shù)庫的業(yè)務邏輯；

5、接口層：位于最頂層，通過調(diào)用業(yè)務邏輯層的python模塊和c++模塊為用戶提供統(tǒng)一的julia函數(shù)操作接口，支持科學計算任務；

6、數(shù)據(jù)層、業(yè)務邏輯層以及接口層采用模塊化解耦。

7、所述xml配置文件用于描述和配置autosar項目的軟件體系結(jié)構(gòu)。

8、所述modelica模型文件負責對autosar項目中的需型端口、供型端口、可運行實體、可運行實體間變量、狀態(tài)變量以及模型元素之間的交互關(guān)系的表達；所述需求端口具有采樣時間參數(shù)量，可運行實體間變量具有源采樣時間參數(shù)量和目標采樣時間參數(shù)量。

9、所述python模塊以源代碼形式提供，負責對數(shù)據(jù)層文件的操作，并通過調(diào)用第三方工具模塊生成modelica模型求解的中間結(jié)果存儲到計算機上；所述數(shù)據(jù)層文件的操作包括對arxml文件、xml配置文件和modelica模型文件中的autosar項目的模型元素進行增、刪、改、查操作以及各文件之間的相互轉(zhuǎn)換操作。

10、所述c++模塊提供基于qt框架實現(xiàn)的可視化顯示和可視化操作接口，支持多種圖形化組件的創(chuàng)建與管理，并提供api調(diào)用接口，供其他編程語言調(diào)用，以實現(xiàn)跨語言的gui集成。

11、所述第三方工具模塊包括修改后并封裝成exe可執(zhí)行文件的modelica開源工具，以支持modelica模型文件的處理。

12、本發(fā)明的一種融合多編程語言的julia函數(shù)庫的構(gòu)建方法，所述方法包括如下步驟：

13、s1：設計julia函數(shù)庫的分層架構(gòu)，自下至上依次為數(shù)據(jù)層、業(yè)務邏輯層和接口層；

14、s2：實現(xiàn)julia函數(shù)庫的數(shù)據(jù)層；

15、s201：遵循autosar項目的標準規(guī)范構(gòu)建arxml文件；

16、s202：構(gòu)建對應的xml配置文件結(jié)構(gòu)和xsd模式定義文檔；

17、s203：構(gòu)建用于表達autosar項目模型內(nèi)部行為信息的modelica模型文件。

18、s3：實現(xiàn)julia函數(shù)庫的業(yè)務邏輯層；

19、s3所述業(yè)務邏輯層的python模塊以及c++模塊的構(gòu)建包括如下步驟：

20、s301：封裝第三方工具模塊；

21、s302：對封裝的第三方工具模塊進行調(diào)用，對modelica模型文件進行求解，

22、s303：將求解得到的等式中間結(jié)果存儲到磁盤上；

23、s304：將xml配置文件進行反序列化，將xml配置文件中的每一級標簽都表示為python模塊或c++模塊中的內(nèi)存對象；

24、s305：基于反序列化后的內(nèi)存對象和s303產(chǎn)生的中間結(jié)果編寫代碼模塊實現(xiàn)邏輯；

25、對于python模塊，實現(xiàn)的內(nèi)容包括xml配置文件內(nèi)容的增、刪、改以及查；

26、對于c++模塊，實現(xiàn)的內(nèi)容包括xml配置文件內(nèi)容的可視化操作；

27、s306：將s305得到的結(jié)果序列化為xml配置文件文本，進行持久化存儲。

28、s4：實現(xiàn)julia函數(shù)的接口層。

29、s401：在julia函數(shù)代碼中定義環(huán)境變量；

30、s402：導入業(yè)務邏輯層的各模塊；

31、s403：編寫julia函數(shù)接口層的代碼。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

33、1、本發(fā)明在autosar項目中引入julia函數(shù)，julia作為一種高性能編程語言，具有出色的數(shù)值計算和數(shù)據(jù)處理能力，特別適合處理autosar項目中的復雜模型和大規(guī)模數(shù)據(jù)運算。憑借其強大的多語言互操作性，julia函數(shù)能夠與python模塊和c++模塊無縫集成，從而簡化跨語言集成的復雜性，通過使用python模塊處理復雜的業(yè)務邏輯，c++模塊結(jié)合qt實現(xiàn)高性能的可視化操作，以及julia暴露函數(shù)庫，極大地提升了系統(tǒng)的靈活性和功能性，并為后續(xù)的科學計算任務提供了便捷支持。

34、2、本發(fā)明通過在autosar項目中引入julia函數(shù)，還能夠提供一個統(tǒng)一且高效的開發(fā)框架，使開發(fā)人員能夠靈活擴展功能模塊、優(yōu)化系統(tǒng)性能，并在面對不斷變化的需求時實現(xiàn)快速迭代。不僅提升了開發(fā)效率，還增強了系統(tǒng)的可擴展性和維護性，為現(xiàn)代汽車電子系統(tǒng)的開發(fā)提供了一種創(chuàng)新且切實可行的解決方案。

35、3、本發(fā)明采用分層設計，明確了數(shù)據(jù)層、業(yè)務邏輯層和接口層之間的職責劃分，使系統(tǒng)具有高度的可擴展性，能夠輕松適應未來的功能擴展和技術(shù)升級。

36、4、本發(fā)明能夠有效促進autosar生態(tài)系統(tǒng)的建設，推動標準的推廣和應用，增強行業(yè)內(nèi)的協(xié)同效應。

技術(shù)特征：

1.一種融合多編程語言的julia函數(shù)庫，其特征在于：包括

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種融合多編程語言的julia函數(shù)庫，其特征在于：所述xml配置文件用于描述和配置autosar項目的軟件體系結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種融合多編程語言的julia函數(shù)庫，其特征在于：所述modelica模型文件負責對autosar項目中的需型端口、供型端口、可運行實體、可運行實體間變量、狀態(tài)變量以及模型元素之間的交互關(guān)系的表達；所述需求端口具有采樣時間參數(shù)量，可運行實體間變量具有源采樣時間參數(shù)量和目標采樣時間參數(shù)量。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種融合多編程語言的julia函數(shù)庫，其特征在于：所述python模塊以源代碼形式提供，負責對數(shù)據(jù)層文件的操作，并通過調(diào)用第三方工具模塊生成modelica模型求解的中間結(jié)果存儲到計算機上；所述數(shù)據(jù)層文件的操作包括對arxml文件、xml配置文件和modelica模型文件中的autosar項目的模型元素進行增、刪、改、查操作以及各文件之間的相互轉(zhuǎn)換操作。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種融合多編程語言的julia函數(shù)庫，其特征在于：所述c++模塊提供基于qt框架實現(xiàn)的可視化顯示和可視化操作接口，支持多種圖形化組件的創(chuàng)建與管理，并提供api調(diào)用接口，供其他編程語言調(diào)用，以實現(xiàn)跨語言的gui集成。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種融合多編程語言的julia函數(shù)庫，其特征在于：所述第三方工具模塊包括修改后并封裝成exe可執(zhí)行文件的modelica開源工具，以支持modelica模型文件的處理。

7.一種根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求所述的融合多編程語言的julia函數(shù)庫的構(gòu)建方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：所述s2包括如下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：s3所述業(yè)務邏輯層的python模塊以及c++模塊的構(gòu)建包括如下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：所述s4包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
一種融合多編程語言的Julia函數(shù)庫及其構(gòu)建方法，屬于計算機軟件技術(shù)領(lǐng)域。包括采用模塊化解耦的數(shù)據(jù)層業(yè)務邏輯層以及接口層。方法如下:設計Julia函數(shù)庫的分層架構(gòu)，自下至上依次為數(shù)據(jù)層、業(yè)務邏輯層和接口層；實現(xiàn)Julia函數(shù)庫的數(shù)據(jù)層；實現(xiàn)Julia函數(shù)庫的業(yè)務邏輯層；實現(xiàn)Julia函數(shù)的接口層。本發(fā)明提升了系統(tǒng)的靈活性和功能性，并為后續(xù)的科學計算任務提供了便捷支持；采用分層設計，明確了數(shù)據(jù)層、業(yè)務邏輯層和接口層之間的職責劃分，使系統(tǒng)具有高度的可擴展性，能夠輕松適應未來的功能擴展和技術(shù)升級。

技術(shù)研發(fā)人員：王甜甜,楊培豪,楊洺,王忠杰,聶蘭順,曲明成,林勇杰
受保護的技術(shù)使用者：哈爾濱工業(yè)大學（深圳）（哈爾濱工業(yè)大學深圳科技創(chuàng)新研究院）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6