国产异构跨平台开发环境研究

发布时间：2020-10-12 21:48

　　 随着深空探测三维实时可视化技术的不断发展,相关的信息系统软件也越来越多,比如遥操作系统、航天发射指挥信息系统、航天器地面测试系统等。如今,三维可视化技术已经成为航天事业快速发展的有力保障。然而,目前中国大部分的航天可视化信息系统都是基于Windows平台开发的,这使得中国的信息安全受到了严重的威胁。近年来接连发生的“棱镜门”事件、“XP”停服、中兴事件、Windows可信计算框架的嵌入并且Windows7也将在2020年停止所有的技术支持等一系列事件,都给我国甚至是全世界敲响了警钟。建立并发展自主可控的操作系统迫在眉睫,这已成为了军事国防、国家安全、文化科技等社会各界关注的焦点,进而使Windows在我国的发展前途成为了未知数。尽管我国政府实施各项政策强调信息安全保护和国产操作系统发展,但日前Windows仍垄断着我国的操作系统市场,软件生态链不完善,与国产操作系统兼容的软件开发环境较少,这使得航天可视化信息系统的移植及开发成为了一大困难,只是产权得不到保护,也成为了阻碍国产操作系统推广和普遍的一个重大因素。论文在上述背景下,主要的研究内容有:对航天可视化常用开源库的编译方法进行研究,分析多个开源库之间的依赖关系,并利用跨平台的编译工具Cmake,在Windows平台和国产操作系统—中标麒麟系统上搭建编译环境,完成开源库的跨平台;了解并分析探月工程二期遥操作作业平台的开发编译环境和功能模块结构,在中标麒麟系统上,采用Qt+Qt Creator和Qt+Code::Blocks两种不同开发环境,完成了探月工程遥操作作业平台的国产化,通过对移植结果的分析和对比,验证了航天可视化信息系统移植的科学性和可行性;设计并实现航天可视化常用开源库自动化编译系统,完成Cmake、Qt、开源库的自动编译安装,达到缩减手动编译工作量,提高开源库编译效率的目的;比较Cmake、Qt Creator、Code::Blocks三种可以跨平台的编译环境,分析比较其运行原理及编译配置过程,为通过不同软件开发环境解决航天可视化信息系统跨平台问题提供理论及技术支持。通过以上的研究,论文对于航天可视化指定的、第三方、通用或常用开源库,在国产操作系统上搭建了编译环境。同时利用所编译的库文件和跨平台的开发工具,在中标麒麟系统上搭建编译环境,实现了探月工程遥操作作业平台的移植,并最终将软件和库的编译自动化。这是利用不同软件开发环境进行航天可视化信息系统移植的一次有效尝试,试图为规范化航天可视化信息系统的自主可控组件及其知识产权的国际化保护提供现实依据。
【学位单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：V52;TP311.52;TP309
【部分图文】：

图 1-1 2018 年最受欢迎的开发环境工具榜单要在国产操作系统上进行应用软件开发或移植，首要任务就是在国产操作系统上搭建合适的开发环境，与其相关的研究有很多。比如王毅璇、丰大军等人采用 C++/html5/CSS 编程语言，在 Qt 开发环境下，提出了一种运行于中标麒麟操作系统的图形组态软件架构[35]；王涛、杜莎、邢宏伟等人以麒麟系统为依托，利用 C++编程语言，Qt 作为界面设计工具，设计开发了飞行态势三维显示系统[36]；吴克河和张飞在麒麟系统 Eclipse+J2EE 架构下，完成了电能质量监控系统的开发[37]；张轩、张原、汪烊使用麒麟操作系统 3.2.1 版自带的 Qt 4.3，把某应用系统图形模块成功移植到了国产操作系统上[38]；在中标麒麟系统下，利用 CSS 开发网站时，所使用的多个版本的浏览器之间并不互相兼容，韩平、栗勇兵等人以 IE 和火狐为例列举所遇到的问题，并针对问题提出了应对策略[39]；舒然以 J2EE 应用系统科技管理平台作为切入点，采用中标麒麟操作系统，成功实现了 J2EE 架构系统的国产化替代[40]；张桂平等人基于国产操作系统研究了Qt 的应用，主要包含以下几个方面：内部结构、通信体系、界面设计工具以及程序开发的一般步骤[41]。

图 3-1 VS 2008 库目录结构及 Debug 模式下生成库安装(2) 中标麒麟系统+GCC 编译器。解压缩 zlib-1.2.11.tar.gz，zlib 的编译过程如下：第一步：在与源码平行的目录下新建文件夹 zlib-build，打开命令终端，进入到 zlib-build；第二步：命令终端执行 cmake ../zlib-1.2.11 –DCMAKE_INSTALL_PREFIX=home/xbx/ku-installed。-DCMAKE_INSTALL_PREFIX 用来修改默认安装位置，可以用-DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug或Release参数编译不同版本的库文件第三步：执行 make。make 利用 cmake 命令生成的 Makefile 文件，对库的源码进行编译。第四步：执行 make install。这个命令的作用是编译安装，当然可以不执行第三步的 make，直接进行第四步，但一般情况下是先编译后安装。由于类 Uni操作系统，zlib 库文件都以 libz.*来命名，这样 Debug、Release 版本的库文件不能有效区分，可以更改 CMakeLists.txt 实现库名的区分，如下代码：由：

set_target_properties(zlib zlibstatic PROPERTIES OUTPUT_NAME z)……endif()改为：if(UNIX)if(CMAKE_BUILD_TYPE STREQUAL Debug)set_target_properties(zlib zlibstatic PROPERTIES OUTPUT_NAME zd)else()set_target_properties(zlib zlibstatic PROPERTIES OUTPUT_NAME z)endif()……endif()Debug 模式下生成的库文件为 libzd.a、libzd.so，如图 3-2 标记 1 处所示elease 模式下生成 libz.a、libz.so，如图 3-2 标记 2 处所示。
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本文编号：2838320