軟件構架的案例
一篇有關軟件架構設計的文章(轉自軟件工程專家網，注意其中有關性能的內容)
構架應該描述不同子系統間相互通信的方式，而一個良好的構架應該將子系統間的通信關系降到最低。
成功構架的一個重要特色，在于標明最可能變更的領域，應當列出程序中最可能變更的部分，說明構架的其他部分如何應變。
復用分析、外購：縮短軟件開發周期、降低成本的有效方案未必是自行開發軟件，可以對現有軟件進行復用或進行外購。應考慮其對構架的影響。
除了系統組織的問題，構架應重點考慮對于細節全面影響的設計決策，深入這些決策領域：外部軟件接口（兼容性、通信方式、傳遞數據結構）、用戶接口（用戶接 口和系統層次劃分）、數據庫組織和內容、非數據庫信息、關鍵算法、內存管理（配置策略）、并行性、安全性、可移植性、網絡多人操作、錯誤處理。
要保證需求的可追蹤性，即保證每個需求功能都有相應模塊去實現。
構架不能只依據靜態的系統目標來設計，也應當考慮動態的開發過程，如人力資源的情況，進度要求的情況，開發環境的滿足情況。構架必須支持階段性規劃，應該 能夠提供階段性規劃中如何開發與完成的方式。不應該依賴無法獨立運行的子系統構架。將系統各部分的、依賴關系找出來，形成一套開發計劃。
六、結語
系統構架設計和千差萬別的具體的開發平臺密切相關，因此在此無法給出通用的解決方案，主要是為了說明哪些因素是需要考慮的。對于每個因素的設計策略和本文 未提到的因素需要軟件構架設計師在具體開發實踐中靈活把握。不同因素之間有時是矛盾的，構架設計時需要根據具體情況進行平衡。
參考文獻
《軟件構架實踐》SEI軟件工程譯叢，林·巴斯著
《微軟項目：求生法則》Steve McConnell著，余孟學譯
《實用軟件工程》第二版，鄭人杰、殷人昆、陶永雷等著
《軟件工程：實踐者的研究方法》（第5版）Roger S.Pressman著
《軟件開發的科學與藝術》陳宏剛等著
展開 自動駕駛車輛仿真-MSC 軟件總裁兼首席執行官 Dominic Gallello 對自動駕駛車輛仿真構架模塊的思考
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BIM應用的今天與未來
現在一些人嘗試用軟件計算，算量軟件種類繁多，有EXCEL等通用軟件，有表格軟件，還有圖形軟件。圖形軟件的優勢是顯而易見的，就是可視直觀，可導入CAD電子文檔，可與鋼筋等軟件互導，然而圖形軟件的復雜性使有些人望而卻步。一些非成功用戶對圖形軟件評價消極，這些都影響了圖形算量軟件的普及。但不論是根據軟件發展規律還是建筑行業發展趨勢，似乎只有圖形算量軟件更有生命力，更有可持續性。由于BIM的出現和應用，圖形算量軟件更是不可或缺了。BIM將是未來建筑的通用平臺，BIM將在工程生命周期的全過程全方位應用。BIM模型是一個帶有信息的項目構件和部件數據庫，可以為造價人員提供造價管理需要的項目構件和部件信息，從而大大減少根據圖紙人工統計工程量的工作量。造價人員首先必須對設計過程形成的信息進行過濾，得到滿足項目不同階段造價管理精細程度需要的項目信息，即設計提供信息和造價管理需要信息的匹配。
現在應用BIM工程項目越來越多，應用領域以設計院為多，但建企應作好迎接的準備。那么圖形算量軟件如何作好與BIM的接軌？是在原有軟件上增加BIM擴展功能，還是要改變原有的軟件構架和模式？各分散的軟件是否需要整合？能尋找到最優的解決方案嗎？目前的算量軟件模式都是各自獨立而又能互導的，而BIM建筑信息化模型是要看到建筑的全貌，包括建筑外表和內部空間，還要能顯示隱蔽工程內容和各種各樣的設備，那么是否需要把建筑、安裝、鋼筋軟件整合到一塊？天下形勢，分久必合，合久必分。從理論上講，這幾個專業的軟件合在一塊似乎更接近BIM軟件了，并且用戶可以在同一軟件平臺上操作，各專業同步更新，但這幾個軟件整合為一談何容易啊，意味著把原來的軟件構架推倒重來，軟件開發難度將增加N倍，BUG也將幾何級增長，并且計算機硬件也承受不了，所以只得另尋出路。
展開 一文對比RF和微波仿真軟件ADS vs. AWR
ADS不得不說的的兩大缺點
第一、相比AWR的版圖設計也就是 Layout功能， ADS的Layout功能單一，且需要借助第三方的工具才能較好完成3D Layout，如下圖：
ADS的3D Layout效果圖
左下角為其平面Layout ，右下角為 ADS 最新收購XFDTD 軟件代碼后推出的EMDS 三維仿真軟件內的建模。與AWR最大的不同是ADS的電路原理圖Schematic與Layout處于不同的數據庫，一旦Layout較為復雜，同步的時間就會非常長，而且很容易出錯。而AWR本身的Layout以及電路原理圖Schematic就是一個數據庫，從根本上避免了這個問題。
第二、ADS 2008的發布介紹中提到了，ADS 2008推出了新的2D多層透3視Layout和3D Layout的技術，注意觀察其3D Layout，以及之前沒有3D Layout的對比情況，如以下這兩幅圖：
ADS 2008的2D與3D效果圖對比
要知道，類似這樣的2D以及3D Layout，AWR早在 2000年發布的Microwave Office 版本中就推出了，比ADS領先了七八年。問題的關鍵在于，ADS的Layout信息很難反饋到電路原理圖Schematic 中來。
相比AWR操作的便利性，以及以測試量為驅動的直接的仿真設置， ADS則需要工程師設置一大堆參數才能進行仿真。如下圖中ADS 2008提供的簡便設置：
ADS 2008的“簡單”設置圖示
對比AWR的設置，才知道什么是“簡單”：
AWR的相同電路圖的簡單設置與效果
造成差異的根本原因是AWR的軟件構架是統一的，軟件本身的數據鏈接是動態的，可以允許單純的使用測試量來驅動仿真引擎，而ADS的軟件構架是分立的，必須在電路原理圖中就要對仿真求解器進行設置。
展開 
CAE技術在高速動車組研發中的應用
典型例子就是CAE技術在轉向架構架設計中的應用，轉向架構架相當于轉向架的地基，是轉向架的各個零部件的載體，200公里轉向架構架是全鋼焊接構架，主要由側梁、橫梁、縱向輔助梁組成，在側梁、橫梁上焊接有各種零部件的安裝座，首先根據系統設計的要求，建立構架的主體框架尺寸，根據軸重要求，應用力學的相關知識計算得出側梁、橫梁、縱向輔助梁的初步截面尺寸，各個安裝座根據接口關系進行設計，在完成方案設計的三維模型后，首先應用有限元前處理軟件對構架進行網格剖分，然后應用強度分析軟件對構架進行強度分析，驗證構架的強度，調整安裝座的形狀，根據仿真結果對方案設計進行完善，得到最終設計方案。
通過CAE技術的應用，轉向架設計的周期大大縮短，為后期的試驗提供了時間，通過后期的試驗，驗證了仿真分析的準確性。
2. CAE技術在高速列車車體研發中的應用
高速列車車體的研發技術難點在于如何保證車體剛度、強度不變的前提下實現車體輕量化的目標；由于車輛速度的提高，車輛的空氣動力學性能在進行高速列車車體的研發時必須加以考慮，因此需要對車體的斷面進行優化以使車體達到最優的空氣動力學性，減少高速列車的動力消耗，也是高速列車車體的研發中遇到的一個急需解決的難題。
展開 由積鼎科技主辦的OpenFOAM多相流基礎培訓課程即將于北京舉辦
<p>為了進一步推動OpenFOAM在科研與工程實踐中的應用，在中國顆粒學會顆粒計算專委會（籌）的指導下，多相流在線/上海積鼎信息科技有限公司舉辦“OpenFOAM多相流基礎課程培訓”，幫助科研/技術人員掌握不同流體模型下的求解方法及應用，通過學習OpenFOAM軟件源代碼及構架，實現 OpenFOAM 更深層次的應用。
CiSGTCAD模型轉入STAAD.Pro軟件
最近在使用CiSGTCAD軟件，前處理中可以很方便的建立構架模。CiSGTCAD軟件使用SAP2000進行構架的分析與設計，與常用的STAAD.Pro軟件沒有接口。研究了從SAP2000到STAAD.Pro 的模型轉換。
1 根據SAP2000軟件可以導出的文件格式和STAAD.Pro文件支持的導入文件格式，確認可以使用CIS/2 STEP文件格式進行模型轉換。
2 在SAP2000軟件中建立的模型，可以通過CIS/2STEP文件格式將模型導入到STAAD.Pro軟件中。但是用CiSGTCAD軟件建立的構架模型，進行模型轉換時總是提示出錯。經過仔細的實驗與研究，發現解決如下問題后，可以成功的將SAP2000模型導入到STAAD.Pro軟件。
3 CiSGTCAD軟件建立的SAP2000模型導出CIS/2STEP文件失敗的原因是在文件中含有部分中文字符，只要將中文刪除或者改變為英文字符后就可以成功的導出CIS/2 STEP文件。需要修改的部分有如下幾處：
a） 項目信息中的構架名稱等文字可能有中文，需要將此處的中文字符改變或者刪除。
b）連接支座屬性的定義中使用了中文，進行編輯，將名稱改為中文。
c）文件的名稱和文件的路徑不使用中文。
進行如上幾處修改后，由CiSGTCAD軟件建立的SAP2000模型可以成功導出CIS/2 STEP文件。
4 在STAAD.Pro軟件中使用導入命令，導入CIS/2STEP文件，可以建立STAAD.Pro模型。
5 在SAP2000中，如果模型進行了分析，可以導出荷載，如果未進行分析，不能導出荷載。導出的荷載中地震荷載還是有問題的。
展開 底盤智能化的發展
如果將智能化底盤上的各個ADAS功能進行合理的軟件架構、硬件架構和網絡架構等，最終不就形成了車輛的控制大腦。因此，智能化底盤及關鍵技術里面要解決一個智能網聯的決策控制單元，即大腦的構件問題。
我們知道現在百度在做百度大腦，其實最終的發展是要做一個智能底盤的大腦來取代一個整車的VCU來進行工作。上述PPT展示的只是我的智能駕駛大腦的網絡構架方面的初步設想，如通信信號可以是WIFI/V2X/5G等接入智能車的網絡系統，再將信號經過處理后送入各個控制執行機構。
這里面的關鍵技術是特別多的，我只是粗略的列了幾條，可能這里面的專家要比我知道的更多。其中包括硬件體系架構的設計，包括硬件的選型與多控制芯片的架構；硬件電路的熱設計和電磁兼容性設計；多傳感器和多源信息融合算法、推理決策以及深度學習；軟件構架；網絡體系構架；整車電氣網絡構架；整車傳感器布局與構架設計。這些都是大的條條框框的，另外里面還有一些詳細的點。如果有機會再和大家進行詳細探討，共同探討智能底盤的大腦如何設計的問題。
智能網聯汽車的大腦講完以后，把這些ADAS功能都整合到一個平臺上，將構成了智能電驅動平臺，進行平臺化設計，同時根據車型和要求對其進行適當修改，可以滿足不同客戶和消費人群的需要。
在未來輪轂電機為主要驅動模式的情況下，將是一個以輪轂電機為驅動系統的智能電驅動平臺。如PPT所示，這個平臺加上我們所有決策單元如ACC、AEB，感知單元，如雷達、攝像頭、高精度地圖等，還有iBooster、ESC、EPS等執行部件就可以搭建這樣一個平臺，可以實現一個平臺化設計。
智能電驅動平臺的關鍵技術也是有很多潛在的沒有解決的技術。
展開 汽車底盤智能化技術
如果將智能化底盤上的各個ADAS功能進行合理的軟件架構、硬件架構和網絡架構等，最終不就形成了車輛的控制大腦。因此，智能化底盤及關鍵技術里面要解決一個智能網聯的決策控制單元，即大腦的構件問題。
我們知道現在百度在做百度大腦，其實最終的發展是要做一個智能底盤的大腦來取代一個整車的VCU來進行工作。上述PPT展示的只是我的智能駕駛大腦的網絡構架方面的初步設想，如通信信號可以是WIFI/V2X/5G等接入智能車的網絡系統，再將信號經過處理后送入各個控制執行機構。
這里面的關鍵技術是特別多的，我只是粗略的列了幾條，可能這里面的專家要比我知道的更多。其中包括硬件體系架構的設計，包括硬件的選型與多控制芯片的架構；硬件電路的熱設計和電磁兼容性設計；多傳感器和多源信息融合算法、推理決策以及深度學習；軟件構架；網絡體系構架；整車電氣網絡構架；整車傳感器布局與構架設計。這些都是大的條條框框的，另外里面還有一些詳細的點。如果有機會再和大家進行詳細探討，共同探討智能底盤的大腦如何設計的問題。
智能網聯汽車的大腦講完以后，把這些ADAS功能都整合到一個平臺上，將構成了智能電驅動平臺，進行平臺化設計，同時根據車型和要求對其進行適當修改，可以滿足不同客戶和消費人群的需要。
在未來輪轂電機為主要驅動模式的情況下，將是一個以輪轂電機為驅動系統的智能電驅動平臺。如PPT所示，這個平臺加上我們所有決策單元如ACC、AEB，感知單元，如雷達、攝像頭、高精度地圖等，還有iBooster、ESC、EPS等執行部件就可以搭建這樣一個平臺，可以實現一個平臺化設計。
智能電驅動平臺的關鍵技術也是有很多潛在的沒有解決的技術。
展開 基于BIM的仿真技術在巖溶隧道防排水體系優化中的應用技術研究
4 結語
根據工程項目三維GIS+BIM排水體系實體模型，從系統軟件管理體系構架、框架設計方案等層面詳細論述了三維GIS+BIM數據可視化仿真系統的設計方案與開發。該系統軟件在融合并運用目前各種鐵路工程信息資源的基礎上，借助計算機網絡系統軟件出示的信息內容傳輸通道，以技術標準、信息內容全方位、高度共享資源的大數據中心為信息內容儲存、融合獲取的基礎，完成工程組織間各種信息資源的綜合處理方法，是鐵路工程防排水系統施工管理、設計的有效工具。
參考文獻
[1] 王一鳴，皇民.高水壓巖溶隧道堵水限排防排水設計研究[J].嘉應學院學報，2019,37(03):75-80.
[2] 胡煒，譚信榮,李奎，等.高壓富水地區巖溶隧道防排水設計方案優化研究[J].高速鐵路技術，2020,11(05):97-101,106.
[3] 田世寬，李維.巖溶地區隧道的排水設計及施工關鍵技術[J].筑路機械與施工機械化，2019,36(09):85-88.
文章來源：價值工程
展開 邀請函 | OpenFOAM多相流基礎課程
研究方向：燃燒及多相流數值模擬
碩士生導師，主持國家自然科學基金和安徽省高校自然科研基金等多項縱向和橫向科研課題；發表 SCI/EI 收錄學術論文 10 余篇；具有多年 OpenFOAM、CHEMKIN 及 Cantera 等計算軟件的開發經驗。
王海宇 博士
埃因霍芬理工大學機械工程博士學位，現任上海實云工業軟件有限公司軟件開發工程師。
