基于三层结构模型的

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1、基于三层结构模型的CNC控制系统研究黄小刚,黄大贵,冯代伟（电子科技大学机械电子工程学院四川成都610054）摘要：本文基于接口技术和C++中继承与多态的技术，提出了上位机程序与运动控制卡通信的三层结构模型，使上位机程序和运动控制卡保持相对独立，实现了它们的柔性连接。用事件同步对象解决了多线程访问运动控制卡的问题。文中给出了三层结构在弯管机数控系统中的应用实例。关键字：柔性连接；三层结构；同步事件对象；多线程；多态继承方法中图分类号：TP13文献标识码：BResearchofCNCControlSystemBasedonThree-tieArchitectureModelHu

2、angXiaoGang,HuangDaGui,FengDaiWei(SchoolofMEUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaChengduSichuan610054)Abstract:Thispaperbringsforwardthree-tierarchitectureforcommunicationbetweenupperPCandmotioncontrolcardbasesoninterfacetechnologyandC++’sinheritanceandpolymorphismcharacteristic

3、.ThismodelenablesupperPCandcardkeeprelativelyindependent.Synchronizationeventobjectisusedtoresolveproblemofaccessingcardamongmultiplethreads.Anexampleofpipebendermachinecontrolsystemisdiscussedinthispaper.Keywords：Flexibleconnection;Three-tierarchitectureSynchronization;eventobject;Multiple

4、threads;Polymorphicinheritancemethod引言本文基于管理信息系统中的C/S模型，提出了一种实现上位机程序与运动控制卡柔性连接的方案。传统的管理信息系统中常采用的C/S模型分为二层结构和三层结构两种。在C/S二层结构中，显示逻辑和事务处理逻辑均放在客户端，服务器端负责执行后台任务。C/S三层结构是在C/S二层结构的基础上，将事务处理逻辑独立出来作为单独的一层，被所有客户共享。事务处理逻辑通常存在于应用服务器或Web服务器上，充当客户端与数据库之间的桥梁。C/S三层结构的优点在于：当企业的需求需要改动时，只需对事务处理层进行相应更改[1][5]而不

5、需要改动客户端和数据库，增强了系统的适应性和可扩展性。三层结构方案设计弯管工艺流程是由一系列基本动作组合而成。不同的运动控制卡对这些基本动作有不同的实现方式，即调用不同的驱动函数。因此，要实现上位机程序与运动控制卡的相对独立，有两个必要条件：一是弯管动作的描述与其实现分开并保证描述的一致性；二是函数调用与函数实现的晚绑定。本系统采用接口技术将动作描述及其实现分开。主程序负责调用接口函数来完成加工而不管接口的具体实现。本系统采用C++的多态性来实现接口和函数调用的晚绑定。考虑下面两个类：ClassCParent{public:virtualvoidsayHello(){cout

6、<<“HellofromCParent.”;}};ClassCChild:publicCParent{Public:virtualvoidsayHello(){cout<<“HellofromCChild.”;}virtualvoidanother(){;}};C++编译器会为每个包含虚函数的对象（类的实例）生成一个虚拟函数表（VTABLE），并保存一个指向表头的指针（VPTR）。虚拟函数表的每一项保存着一个虚函数的地址。生成VTABLE和保存VPTR的工作是在对象的构造函数中完成的。VTABLE的结构如下：CChildchild[0]Child.sayHello()

7、VPTR[1]Child.another()图1VTABLE的结构在派生类及其继承类的虚拟函数表中，函数的顺序是一致的。如果派生类没有覆盖基类的虚函数，则VTABLE中的相应项被基类的虚函数地址所替代，否则使用它自己的虚函数的地址。可以用类似virtualvoidsayHello()=0;的形式声明一个纯虚函数。含有至少一个纯虚函数的类称作纯虚类。纯虚函数在类的VTABLE中的对应项的函数地址为0。因此，不能创建纯虚类的实例。本系统正是利用C++的这一特性来声明一个接口，将接口的声明和实现分离开来。在传