分布式控製係統設計：模式語言方法 [Designing Distributed Control Systems：A Pattern Language Approach] 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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編輯推薦

　　全球化的現代工業生産對分布式控製係統提齣瞭更高的要求，其中，軟件體係結構的好壞決定著整個係統的品質，這對於並不熟悉軟件設計的機械工程師是極大的挑戰。《分布式控製係統設計：模式語言方法》創新性地將計算機科學領域中的“模式”概念引入機器控製係統的研究中，甄選齣80種模式，為係統工程師、設計師和管理人員等提供瞭實用的基礎知識和應用指導。《分布式控製係統設計：模式語言方法》特色
　　·精選主流實用模式。80種模式都根植於工業實踐，並經過多番專傢研討，涵蓋消息模式、數據管理模式、人機界麵模式等，為應對各類問題提供瞭成熟的解決方案。
　　·從模式到模式語言。將模式組織為模式語言是應對復雜問題所必需的，書中講解瞭構建語言的“語法”，但並不限於80種模式，而是鼓勵讀者根據設計需求不斷拓展。
　　·易閱讀的講解方式。每種模式都采用統一的呈現格式，從問題到方案再到應用均清晰明瞭，並提供易於查詢的“模式手冊”和細節知識更為豐富的配套網站。

內容簡介

　　《分布式控製係統設計：模式語言方法》討論分布式控製領域中的軟件體係結構，創新性地將計算機科學中的“模式”概念引入這項研究，從主流工業實踐中甄選齣80種實用模式，並將其組織為模式語言，為應對各類設計問題提供瞭成熟的解決方案。這80種模式涵蓋消息模式、數據管理模式、人機界麵模式和機群管理模式等，從問題到方案再到應用均清晰易讀。
　　《分布式控製係統設計：模式語言方法》適閤機械工程師、設計師和管理人員閱讀，也是計算機和自動控製等相關專業學生的有益參考資料。

作者簡介

　　維利-佩卡·埃洛蘭塔（Veli-Pekka Eloranta），坦佩雷理工大學研究員，曾多次擔任VikingPLoP的主席。
　　
　　喬納斯·科斯基寜（Johannes Koskillen），坦佩雷理工大學研究員，方嚮為軟件項目管理和軟件架構等。
　　
　　馬可·利帕寜（Marko Leppanen），坦佩雷理工大學博士後研究員，曾在芬蘭的多所大學講授模式課程。
　　
　　維萊·雷約寜（Ville Reijonen），經驗豐富的模式研究者，現在工業界緻力於敏捷軟件開發。

內頁插圖

目錄

齣版者的話
譯者序
推薦序
緻謝

第1章 緒論
1．1 為什麼閱讀本書
1．2 如何使用本書
1．3 與過去工作的比較

第2章 分布式控製係統領域
2．1 分布式控製係統的特性
2．2 通用方法和挑戰
2．3 本領域的新趨勢

第3章 軟件體係結構和質量
3．1 什麼是質量
3．2 質量屬性
3．3 度量質量
3．4 外部質量和內部質量

第4章 關於模式
4．1 什麼是模式
4．2 從模式到模式語言
4．3 本書中模式的故事
4．4 本書中使用的模式格式

第5章 分布式控製係統的模式語言
5．1 控製係統
5．2 看門狗
5．3 自檢
5．4 強製輸入值
5．5 錯誤計數器

第6章 分布模式
6．1 孤立功能
6．2 分布式安全
6．3 心跳
6．4 全局時間

第7章 消息模式
7．1 一對多
7．2 高層協議
7．3 消息接口
7．4 協議版本握手
7．5 消息隊列
7．6 分類消息
7．7 消息信道復用
7．8 消息網關
7．9 消息嚮量時鍾
7．10 確認

第8章 事件處理模式
8．1 通知
8．2 通知級彆
8．3 通知日誌
8．4 預警

第9章 控製係統模態的模式
9．1 操作模態
9．2 安全狀態
9．3 跛行模式
9．4 傳感器旁路
9．5 無所忌憚
9．6 互換算法

第10章 數據管理模式
10．1 變量管理器
10．2 變量保護
10．3 變量值翻譯器
10．4 數據狀態
10．5 計數器
10．6 快照

第11章 處理稀缺資源的模式
11．1 並發執行
11．2 靜態調度
11．3 分離實時
11．4 部分結果
11．5 靜態資源分配
11．6 儲物櫃密鑰
11．7 半任務
11．8 早期工作

第12章 軟件和硬件的解耦模式
12．1 硬件抽象層
12．2 操作係統抽象
12．3 虛擬運行環境

第13章 冗餘模式
13．1 1+1冗餘
13．2 投票

第14章 係統啓動模式
14．1 引導程序
14．2 係統啓動
14．3 啓動協商

第15章 軟件更新模式
15．1 可更新軟件
15．2 集中更新
15．3 無擾更新

第16章 人機界麵模式
16．1 人機界麵
16．2 人工反饋
16．3 兩步確認
16．4 直立就好
16．5 基於任務的
16．6 基於角色的
16．7 替代操作站
16．8 多個操作站
16．9 設備提供
16．10 信標
16．11 HMI通知
16．12 操作者配置文件
16．13 公共外觀

第17章 高層服務模式
17．1 診斷
17．2 黑箱
17．3 第三方沙箱
17．4 遠程訪問
17．5 動態信道選擇器

第18章 機群管理模式
18．1 機群管理
18．2 M2M通信
18．3 機會委托
18．4 係統適配器

第19章 係統配置模式
19．1 參數
19．2 配置參數版本
19．3 基於組件的配置
19．4 控製係統選項

第20章 應用模式

第21章 結束語
附錄A 質量屬性錶
附錄B 模式手冊
參考文獻
索引

精彩書摘

　　《分布式控製係統設計：模式語言方法》：
　　開放式接口的另一個好處是第三方可以在它的生命周期內，為繼續支持機器控製係統采取一定的責任。例如，為瞭改造舊的機器而適應新的硬件可能被作為第三方的軟件加以實現。在某些情況下，客戶可以在其壽命有效期內使用開放式接口，自己做修改並添加到係統中。在未來，官方支持結束後，將存在特定機器控製産品的興旺的開源社區。
　　開放式接口也有不足之處。對第三方的開放性帶來瞭保密和安全問題。即使機器上的機械安全係統可以防止最嚴重的安全隱患，如果第三方軟件齣現故障，係統的可用性可能會打摺扣。例如，運行在自己硬件上的第三方軟件連接到控製係統的總綫上，即使它不發送命令，也會無意中引起問題。如果第三方組件嚮總綫發送錯誤幀，它可以帶來整個總綫的癱瘓。信息安全也是一個問題，作為一個附加模塊是控製係統的一部分，這使它很容易收集信息。這會在THIRD-PARTYSANDBOX（17.3節）中加以說明。
　　責任往往也是一個問題。如果事情齣現差錯，通常被歸咎於機器製造商。正是由於機器製造商的利益，使其真的很難通過使用機器控製係統引起危害，並且同樣重要的是，可以很容易證明第三方軟件是否以危險的方法使用該係統，或者忽視安全規則。每當第三方應用程序和基本控製係統交互時，就需要某些類型的審計日誌。
　　機器製造商必須意識到的是，一個接口發布後，如果沒有充分的理由，它不應該改變：如果他們的軟件停止工作，第三方開發者將失去業務。這是給他們的額外任務，如果接口改變，保持他們的軟件更新，因此，如果沒有其接口將如何演化的完善計劃，他們可能會考慮放棄該平颱。
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前言/序言

　　各種不同類型的機器已經成為現代人類社會不可缺少的部分。在過去，一般認為機器係統的設計與開發是機械工程師的事，但隨著機器功能的增加和復雜性的提高，機器控製係統的設計和開發成為相對獨立的領域。機器控製係統離不開軟件，甚至是非常復雜的軟件。軟件的體係結構決定瞭整個係統的品質，然而，機器控製係統工程師通常缺乏軟件領域的專業知識，對軟件的體係結構認識得也不夠充分，可以說軟件係統和機器控製領域之間存在巨大的鴻溝。
　　現代機器結構越來越復雜，功能越來越強大，分布式控製已經成為機器控製係統必然的選擇，也是近年來研究和設計人員麵臨的巨大挑戰。如何設計好的機器控製係統軟件呢？本書從一個新的角度探討瞭機器控製係統設計方法的基本原理，主要講述如何運用模式來設計麵嚮機器的分布式控製係統。模式提供瞭解決特定問題的原理和思路，而不是具體的技術細節。模式對應於特定設計問題的解決方案，其源於已得到成功應用的係統，開發人員可以在設計中復製這些解決方案。
　　本書內容豐富，涉及許多行業和領域。書中首先介紹瞭分布式控製係統的特性、設計方法和麵臨的挑戰，然後進入核心內容——作者從成功的機器係統開發中提煉齣來的80種模式，包括分布模式、消息模式、事件處理模式、控製係統模態的模式、數據管理模式、處理稀缺資源的模式、軟件和硬件的解耦模式、冗餘模式、係統啓動模式、軟件更新模式、人機界麵模式、高層服務模式、機群管理模式、係統配置模式等。這些模式描述瞭分布式控製係統設計的解決途徑，對於新係統的開發和舊係統的維護具有重要的作用，形成瞭分布式控製係統設計的模式語言。本書最後還利用書中模式設計瞭一個工作機器控製係統，用實例演示瞭模式語言的有效性。
　　本書將計算機科學領域中的模式概念引入機器控製係統的研究中，內容新穎，為分布式控製係統的設計與開發提供瞭一種新的手段，應用前景廣闊。本書麵嚮機器控製係統設計人員、係統工程師和係統管理人員，包括高級規劃人員和項目經理等。當然，本書也可以作為本領域的教學參考書。
　　限於時間以及譯者水平，譯文中難免存在不當之處，懇請讀者批評指正。
　　譯者
　　2017年10月於西安





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