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FORTRAN语言是世界上第一个被正式推广使用的高级语言,其数值计算功能强大。在其投入使用以来的50多年间,有大量的科学、工程等数值分析问题的FORTRAN应用程序系统投入使用,并且至今仍在数值计算领域得到广泛应用。然而,FORTRAN语言本身的可视化功能较弱,尤其是输入/输出数据,只能采用数据文件的形式,直观性较差,出现问题时修改起来比较困难。这些都难以满足目前日益发展的可视化软件系统的要求,有必要对其进行可视化设计改进。本文以某飞机飞行性能分析程序为例,探讨对 FORTRAN程序进行可视化改进的方法,或者称作前置处理,它可使用户通过图形交互界面方便地输入相关参数,把工程分析人员从繁重的数据准备工作中解脱出来。该飞行性能分析程序是基于FORTRAN77语言编制的计算程序,分模块计算分析下列飞行性能:基本性能、起飞性能、爬升性能、巡航性能、机动性能、下滑性能、着陆性能以及任务剖面分析等;数据输入输出采用简单的数据文件(*. dat)形式,不具备任何可视化的功能。
1 开发平台与原计算程序的连接出于对原程序的优化和将来系统的扩展性、通用性考虑,经分析比较,采用VisualBasic 6. 0(以下简称 VB)软件提供的平台来对现有的FORTRAN计算程序进行二次开发。 VB软件优秀的可视化功能和面对对象的编程技术是被选择的主要方面。虽然也曾考虑使用VisualC ++软件,但经过尝试,其下的MFC框架虽然功能强大并提供支持了ActiveX控件,但对实际窗口界面的设计并不是十分方便,效率也不高。以VB作为开发平台,原FORTRAN性能计算程序为基础,建立一个飞行性能分析管理系统,那么必然要使原FORTRAN程序与VB系统存在一个关联。在这里,可能的方式有三种: 方式一:将FORTRAN程序的源代码全部转换成 VB源代码,并在代码转换过程中对程序进行改造与优化,建立一个全新的VB环境下的分析系统。但这样做,原来的FORTRAN代码的优势将被舍弃,源代码的转换难度很大,甚至由于环境差异有可能被迫改变原来的算法。
而且,几万甚至几十万行的源代码会带来非常繁重的工作量。方式二:视原FORTRAN代码作对象,采用VB与 FORTRAN结合的开发方式,将FORTRAN的编译运行环境集成到通过VB建立的管理系统中。这样做虽然可行,但是结构相对复杂,对系统以后的功能扩展带来一定的阻碍,扩展能力不好。方式三:把原FORTRAN源代码编译之后生成的 win32可执行程序视作VB的对象,使用VB建立性能分析管理系统并在该系统中调用win32计算程序对象。这样做的好处是既能够充分发挥VB开发环境的强大功能,又保留了FORTRAN语言的代码优势,不改 变原来的算法,技术难度和工作量大大降低,并可为系统功能的扩展留下了足够的空间。显然,最后一种方式是最适合的。因此选择方式三作为改进设计的基本方式。即在不改变原FOR- TRAN程序的前提下,另外设计开发管理系统,实现数据的可视化输入,完成数据传递,并调用原程序进行计算分析,实现原程序的功能。
2 数据输入和程序调用设计按照上述选择方式,针对原FORTRAN程序分析功能,在VB环境下设计开发了一个便于用户操作的人机界面友好的管理应用程序。该管理应用程序实现两方面的基本功能,一是数据输入,二是程序调用。数据输入是VB应用程序设计的最重要的组成部分,其基本功能是实现数据输入的可视化管理,直观、方便地实现数据的输入,便于检查修改。设计开发过程中,根据工程实际,考虑了数据的容错检查, 例如数据范围的检查、数组维数和个数的符合性检查等。
