一种可编程的计算机加载系统及方法与流程

1.本发明涉及计算机系统技术领域，特别涉及一种可编程的计算机加载系统及方法。


背景技术：

2.编程是编定程序的中文简称，就是让计算机代码解决某个问题，对某个计算体系规定一定的运算方式，使计算体系按照该计算方式运行，并最终得到相应结果的过程。现有技术下的编程加载系统往往存在以下缺陷：
3.1、由于编程过程可能产生错误导致对加载过程的控制较差以及编程过程较为复杂，使得编程时间长导致软件使用效率低。
4.2、由于在程序加载的过程中缺少一定筛选，从而导致程序加载模块过多，影响模块加载时间、过度占用系统内存使用空间。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种可编程的计算机加载系统及方法，具有加载过程的控制优秀、程序加载模块少不会过度占用系统内存使用空间的优点，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可编程的计算机加载系统，包括计算机编程系统、程序加载系统和电子设备；
7.所述计算机编程系统用于开发并编译程序，实现远程通讯以及网络人机界面交互功能；
8.所述程序加载系统用于实时运行所述计算机编程系统的程序，并实时加载所述实时控制层上的操作指令，对硬件进行操作；
9.所述电子设备用于对计算机编程系统以及程序加载系统进行储存、运行和实施，当电子设备工作时，运行并实现计算机编程系统以及程序加载系统。
10.进一步的，所述计算机编程系统包括语言类型模块、编程需求模块、编程布局模块、代码翻译模块、混合编程模块、i/o组态模块、故障检查模块和人机交互模块；
11.所述语言类型模块用于计算机编程系统对计算机编程语言类型进行分析、判断和选择，所述编程需求模块用于在编程前对计算机编程系统中各模块进行需求配置，编程布局模块用于对编程需求模块的配置需求进行布局；
12.所述代码翻译模块用于解析所述文件译码单元所编译的数据格式；
13.所述混合编程模块用于对计算机编程进行整合处理，整合处理完成的编译程序通过程序加载系统进行实时加载及处理；
14.所述i/o组态模块用于信号数字化，配置模拟组态信息并将组态信息发送至程序加载系统进行处理；
15.所述故障检查模块用于在程序加载系统对计算机编程系统所生成的编译程序实
施过程中对程序加载系统的执行情况进行监控，在编译程序出现故障时对人机交互模块发送故障信号；
16.所述人机交互模块用于生成人机交互界面，通过人机交互模块对计算机编程系统以及程序加载系统的实时操控信息以及程序实时运行加载情况进行显示，同时工作人员通过人机交互模块对计算机编程系统以及程序加载系统进行实时操控。
17.进一步的，所述故障检查模块包括如下监控步骤：
18.步骤1：根据所述监控，获取所述程序加载系统中每个程序的执行数据，构建每个程序的数据集合；
[0019][0020]
其中，zi表示程序加载系统中第i个执行程序的数据集合；j∈[1，m]，m表示每个执行程序的执行节点对应的执行数据的数量；表示程序加载系统中第i个执行程序的第j个执行数据的数据特征值；表示程序加载系统中第i个执行程序的执行数据特征平均值；z
x
表示程序加载系统中第i个执行程序在聚类后的中心值；i∈[1，n]，n表示程序加载系统中执行程序的数量；
[0021]
步骤2：根据所述数据集合，建立故障判定模型：
[0022][0023]
其中，p表示故障判定模型；qi表示程序加载系统中第i个执行程序执行差异系数；α表示数据损耗；di表示程序加载系统中第i个执行程序的期望数据集合；fi表示程序加载系统中第i个执行程序的集合参数阈值；
[0024]
当p＝0时，表示第i个执行程序无故障；当p≠0时，表示第i个执行程序存在故障。
[0025]
进一步的，所述代码翻译模块包括逻辑代码读入、分析和反馈三个子模块，逻辑代码读入子模块用于对编辑好的编译程序进行读入，逻辑代码分析子模块对读入的编译程序代码进行分析，包括词法分析、语义分析等，逻辑代码反馈子模块用于对代码翻译结果进行反馈；
[0026]
所述逻辑代码读入子模块可以将编译程序文件中的内容储存在一个单向链表中，其中，链表中的每一个字符串对应编译程序的一行程序段，随后逻辑代码分析子模块对每个字符中的内容进行分析，将每行程序段指令字后的数值单独取出进行分析反馈。
[0027]
进一步的，所述程序加载系统包括配置文件读取模块、配置文件修改模块、程序加载模块、频率记录模块和配置文件管理模块；
[0028]
所述配置文件读取模块用于读取配置文件及计算机编程系统生成的编译程序文件；
[0029]
所述配置文件修改模块用于根据用户对程序的选择来修改计算机编程系统生成的编译程序文件，随后通过程序加载模块根据修改的编译程序文件来加载程序的核心功
能；
[0030]
所述程序加载模块用于对计算机编程系统生成的编译程序进行加载；
[0031]
所述频率记录模块用于对程序加载模块加载计算机编程系统生成的编译程序激活的频率；
[0032]
所述配置文件管理模块用于通过读取对计算机编程系统生成的编译程序文件获得程序信息及扩展点信息，根据用户对程序的选择来修改编译程序文件。
[0033]
进一步的，所述电子设备包括至少一个处理器、计算机程序模块以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，存储器内设有计算机可读存储介质。
[0034]
进一步的，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令，使得所述装置通过执行所述的计算机编程系统以及程序加载系统。
[0035]
进一步的，所述计算机可读存储介质用于存储指令，当所述指令被执行时，使所述的计算机编程系统以及程序加载系统被实现；
[0036]
所述计算机程序模块中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的计算机编程系统以及程序加载系统被实现。
[0037]
进一步的，所述存储器包括如下存储步骤：
[0038]
预先构建若干指令特征单元和若干指令指标单元；其中，
[0039]
每个指令特征单元具有唯一编码，并通过所述唯一编码被处理器调用；
[0040]
每个指标单元具有唯一评估机制，并通过所述唯一评估机制向处理器进行执行反馈；
[0041]
当接收到执行指令时，确定所述执行指令的执行特征，并确定每个执行特征的执行顺序；
[0042]
将所述执行特征和指令特征单元进行匹配，确定对应的目标指令特征单元，并生成目标指令特征单元集合；
[0043]
获取所述目标指令特征单元集合中每个目标指令特征单元的唯一编码，并通过所述执行顺序，生成编码序列；其中，
[0044]
当存在处理器执行所述存储器存储的目标指令时，通过所述编码序列，调用对应的指令特征单元构成对应的目标执行指令，并将所述编码序列确定每个指令特征单元的唯一评估机制，获取执行反馈，判断所述目标执行指令的执行状态。
[0045]
本发明要解决的另一技术问题是提供一种可编程的计算机加载系统的方法，包括如下步骤：
[0046]
步骤一：通过人机交互模块对系统进行操作，通过语言类型模块、编程需求模块和编程布局模块对计算机编程的语言、需求进行确定，确定需求后对编程进行模块布局设置；
[0047]
步骤二：通过代码翻译模块和混合编程模块配合，进行编译程序文件，编译完成后将编译程序文件发送至程序加载系统；
[0048]
步骤三：通过程序加载系统对计算机编程系统生成的编译程序文件进行加载激活；
[0049]
步骤四：在编译程序加载实行的过程中，故障检查模块对程序执行情况进行监控，在编译程序出现故障时对人机交互模块发送故障信号，频率记录模块对编译程序的加载激
活频率进行记录并发送至人机交互模块。
[0050]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0051]
1.本发明提出的可编程的计算机加载系统及方法，计算机编程系统内设置有代码翻译模块、混合编程模块、故障检查模块和人机交互模块，故障检查模块可以在编程加载运行的过程中对其运行的状态进行实时的监控和诊断，在诊断出异常错误的情况下将诊断结果发送至人机交互模块进行处理，从而对加载的编程进行监控控制，以实现更好的过程控制。
[0052]
2.本发明提出的可编程的计算机加载系统及方法，同时代码翻译模块和混合编程模块的设置节省了编程时间，降低编程成本，提高了软件的使用效率。
[0053]
3.本发明提出的可编程的计算机加载系统及方法，程序加载系统内设置有配置文件修改模块和配置文件管理模块，配置文件修改模块的设置可依不同使用者的操作习惯，根据用户对程序的选择对编译程序文件进行修改，加载需要的程序模块，以缩短程序模块加载时间及减少系统内存被使用空间。
附图说明
[0054]
图1为本发明的整体模块示意图；
[0055]
图2为本发明的计算机编程系统模块示意图；
[0056]
图3为本发明的程序加载系统模块示意图；
[0057]
图4为本发明的电子设备模块示意图。
[0058]
图中：1、计算机编程系统；11、语言类型模块；12、编程需求模块；13、编程布局模块；14、代码翻译模块；15、混合编程模块；16、i/o组态模块；17、故障检查模块；18、人机交互模块；2、程序加载系统；21、配置文件读取模块；22、配置文件修改模块；23、程序加载模块；24、频率记录模块；25、配置文件管理模块；3、电子设备；31、处理器；32、计算机程序模块；33、存储器；34、计算机可读存储介质。
具体实施方式
[0059]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0060]
请参阅图1，一种可编程的计算机加载系统，包括计算机编程系统1、程序加载系统2和电子设备3；
[0061]
其中，计算机编程系统1用于开发并编译程序，实现远程通讯以及网络人机界面交互功能；程序加载系统2用于实时运行所述计算机编程系统1的程序，并实时加载所述实时控制层上的操作指令，对硬件进行操作；电子设备3用于对计算机编程系统1以及程序加载系统2进行储存、运行和实施，当电子设备3工作时，运行并实现计算机编程系统1以及程序加载系统2。
[0062]
为了解决由于编程过程可能产生错误导致对加载过程的控制较差以及编程过程较为复杂，使得编程时间长导致软件使用效率低的技术问题，请参阅图2，本实施例提供以
下技术方案：
[0063]
计算机编程系统1包括语言类型模块11、编程需求模块12、编程布局模块13、代码翻译模块14、混合编程模块15、i/o组态模块16、故障检查模块17和人机交互模块18；
[0064]
其中，语言类型模块11用于计算机编程系统1对计算机编程语言类型进行分析、判断和选择，所述编程需求模块12用于在编程前对计算机编程系统1中各模块进行需求配置，编程布局模块13用于对编程需求模块12的配置需求进行布局；代码翻译模块14用于解析所述文件译码单元所编译的数据格式；混合编程模块15用于对计算机编程进行整合处理，整合处理完成的编译程序通过程序加载系统2进行实时加载及处理；i/o组态模块16用于信号数字化，配置模拟组态信息并将组态信息发送至程序加载系统2进行处理；故障检查模块17用于在程序加载系统2对计算机编程系统1所生成的编译程序实施过程中对程序加载系统2的执行情况进行监控，在编译程序出现故障时对人机交互模块18发送故障信号；人机交互模块18用于生成人机交互界面，通过人机交互模块18对计算机编程系统1以及程序加载系统2的实时操控信息以及程序实时运行加载情况进行显示，同时工作人员通过人机交互模块18对计算机编程系统1以及程序加载系统2进行实时操控。
[0065]
故障检查模块包括一种能识别执行故障的监控步骤：
[0066]
步骤1：根据所述监控，获取所述程序加载系统中每个程序的执行数据，构建每个程序的数据集合；
[0067][0068]
其中，zi表示程序加载系统中第i个执行程序的数据集合；j∈[1，m]，m表示每个执行程序的执行节点对应的执行数据的数量；表示程序加载系统中第i个执行程序的第j个执行数据的数据特征值；表示程序加载系统中第i个执行程序的执行数据特征平均值；z
x
表示程序加载系统中第i个执行程序在聚类后的中心值；i∈[1，n]，n表示程序加载系统中执行程序的数量；
[0069]
步骤2：根据所述数据集合，建立故障判定模型：
[0070][0071]
其中，p表示故障判定模型；qi表示程序加载系统中第i个执行程序执行差异系数；α表示数据损耗；di表示程序加载系统中第i个执行程序的期望数据集合；fi表示程序加载系统中第i个执行程序的集合参数阈值；当p＝0时，表示第i个执行程序无故障；当p≠0时，表示第i个执行程序存在故障。
[0072]
上述技术方案的原理在于：本发明在监控每个程序加载系统中的程序执行的过程中，因为每个程序不会只有一个执行步骤，而是由多个执行步骤，如果通过每个单独的执行步骤去一一匹配判断是不是存在执行故障，十分浪费时间，所以本发明提出了一种新的故障判别机制，首先本发明时基于聚类算法，并结合执行一个程序过程中的所有执行步骤，提
出了这种基于数据集合的故障判别方式，本发明将一个程序执行过程中的所有执行数据作为一个整体的数据集合，进行融合处理，相对于现有技术中的一个一个步骤的评估，更加迅速的判断是否存在故障。在这个步骤1中，本发明以每个数据集合的执行特征和平均执行特征的差值对比算法和聚类算法融合，将每个执行数据转换为一个基于数据中心核的数据集合的融合参数，也就是zi；在步骤2中，通过构建一种故障判定机制，在引入了程序执行的差异系数后，实现故障判定，不同的程序，其程序执行差异系数不同。通过差异系数，防止出现误判。而在中，是一种故障概率的判定函数，通过每个程序的执行数据集合参数与期望数据集合的参数之差，与集合参数阈值与期望数据集合的参数之差进行比较，确定一个故障偏差，这里面采用的是阈值，不是阀值，采用阈值的原因是，实际实施的时候，会带入阈值的最大值和最小值进行分别计算，从而在存在故障的时候，有一个故障的范围，这个范围，能够判断是否有必要修复程序。在故障范围太大时就不用修复，而故障的范围小，就需要修复。其次，α的作用是数据在采集过程中肯定存在损耗，或者遗漏，所以本发明存在一个损耗的参数，如果没有损耗，α就是1.从而本发明步骤的故障判定模型整体可以判断是不是存在故障，进行故障判定。
[0073]
上述技术方案的有益效果在于：本发明能够精确的判定程序的执行过程是不是存在故障，并进行故障判定，在存在故障时，可以确定程序执行产生的故障，也就是执行误差的范围。
[0074]
代码翻译模块14包括逻辑代码读入、分析和反馈三个子模块，逻辑代码读入子模块用于对编辑好的编译程序进行读入，逻辑代码分析子模块对读入的编译程序代码进行分析，包括词法分析、语义分析等，逻辑代码反馈子模块用于对代码翻译结果进行反馈；逻辑代码读入子模块可以将编译程序文件中的内容储存在一个单向链表中，其中，链表中的每一个字符串对应编译程序的一行程序段，随后逻辑代码分析子模块对每个字符中的内容进行分析，将每行程序段指令字后的数值单独取出进行分析反馈。
[0075]
具体的，故障检查模块17可以在编程加载运行的过程中对其运行的状态进行实时的监控和诊断，在诊断出异常错误的情况下将诊断结果发送至人机交互模块18进行处理，从而对加载的编程进行监控控制，以实现更好的过程控制。同时代码翻译模块14和混合编程模块15的设置节省了编程时间，降低编程成本，提高了软件的使用效率。
[0076]
为了解决由于在程序加载的过程中缺少一定筛选，从而导致程序加载模块过多，影响模块加载时间、过度占用系统内存使用空间的技术问题，请参阅图3，本实施例提供以下技术方案：
[0077]
程序加载系统2包括配置文件读取模块21、配置文件修改模块22、程序加载模块23、频率记录模块24和配置文件管理模块25；
[0078]
其中，配置文件读取模块21用于读取配置文件及计算机编程系统1生成的编译程序文件；配置文件修改模块22用于根据用户对程序的选择来修改计算机编程系统1生成的编译程序文件，随后通过程序加载模块23根据修改的编译程序文件来加载程序的核心功能；程序加载模块23用于对计算机编程系统1生成的编译程序进行加载；频率记录模块24用于对程序加载模块23加载计算机编程系统1生成的编译程序激活的频率；配置文件管理模块25用于通过读取对计算机编程系统1生成的编译程序文件获得程序信息及扩展点信息，
根据用户对程序的选择来修改编译程序文件。
[0079]
具体的，配置文件修改模块22的设置可依不同使用者的操作习惯，根据用户对程序的选择对编译程序文件进行修改，加载需要的程序模块，以缩短程序模块加载时间及减少系统内存被使用空间。
[0080]
请参阅图4，电子设备3包括至少一个处理器31、计算机程序模块32以及与至少一个处理器31通信连接的存储器33，存储器33内设有计算机可读存储介质34；
[0081]
其中，存储器33存储有可被至少一个处理器31执行的指令，至少一个处理器31通过执行存储器33存储的指令，使得装置通过执行计算机编程系统1以及程序加载系统2；计算机可读存储介质34用于存储指令，当指令被执行时，使计算机编程系统1以及程序加载系统2被实现；计算机程序模块32中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行计算机编程系统1以及程序加载系统2被实现。
[0082]
具体的，这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现指定的功能的步骤。
[0083]
存储器包括一种高调用，低存储量的存储步骤：
[0084]
预先构建若干指令特征单元和若干指令指标单元；其中，
[0085]
每个指令特征单元具有唯一编码，并通过所述唯一编码被处理器调用；
[0086]
每个指标单元具有唯一评估机制，并通过所述唯一评估机制向处理器进行执行反馈；
[0087]
当接收到执行指令时，确定所述执行指令的执行特征，并确定每个执行特征的执行顺序；
[0088]
将所述执行特征和指令特征单元进行匹配，确定对应的目标指令特征单元，并生成目标指令特征单元集合；
[0089]
获取所述目标指令特征单元集合中每个目标指令特征单元的唯一编码，并通过所述执行顺序，生成编码序列；其中，
[0090]
当存在处理器执行所述存储器存储的目标指令时，通过所述编码序列，调用对应的指令特征单元构成对应的目标执行指令，并将所述编码序列确定每个指令特征单元的唯一评估机制，获取执行反馈，判断所述目标执行指令的执行状态。
[0091]
上述技术方案的原理在于：本发明提出了一种新的存储方式，现有的存储方式在存在多种程序时，每个程序都需要全部存储在存储器中，这时候存储器的很可能存在存储空间不足，而无法执行一些程序，但是在进行程序执行的时候，每次一般只执行一个程序，本发明不考虑多程序通过一个存储器同步执行。现有技术也是通过多个存储器实现多程序的多开。本发明的方式是预先构建若干指令特征单元和若干指令指标单元，程序存储的时候，只要存储对应的指令特征的指令特征对应的唯一编码就可以，每个程序都会存在一个编码序列，在进行程序执行的时候调用对应的编码序列，就可以组合对应的指令特征单元，执行对应的程序，所以本发明是一种存储器预先设置多种指令特征，通过特征组合的形式
生成不同的程序，执行不同的程序功能，进而也就降低了存储器的存储空间，而对于程序执行的状态有对应的指令指标单元进行执行的评估和反馈，程序如果执行错误可以快速地发现，防止执行偏差。
[0092]
上述技术方案的有益效果在于：本发明可以降低存储器的存储量，防止存储器的存储容量不足，还能实现对程序执行进行监督，判断程序的执行是不是达不到预设的执行指标。
[0093]
为了更好的展现可编程的计算机加载系统，本实施例现提出一种可编程的计算机加载系统的方法，包括以下步骤：
[0094]
步骤一：通过人机交互模块18对系统进行操作，通过语言类型模块11、编程需求模块12和编程布局模块13对计算机编程的语言、需求进行确定，确定需求后对编程进行模块布局设置；
[0095]
步骤二：通过代码翻译模块14和混合编程模块15配合，进行编译程序文件，编译完成后将编译程序文件发送至程序加载系统2；
[0096]
步骤三：通过程序加载系统2对计算机编程系统1生成的编译程序文件进行加载激活；
[0097]
步骤四：在编译程序加载实行的过程中，故障检查模块17对程序执行情况进行监控，在编译程序出现故障时对人机交互模块18发送故障信号，频率记录模块24对编译程序的加载激活频率进行记录并发送至人机交互模块18。
[0098]
综上所述，本可编程的计算机加载系统及方法，故障检查模块17可以在编程加载运行的过程中对其运行的状态进行实时的监控和诊断，在诊断出异常错误的情况下将诊断结果发送至人机交互模块18进行处理，从而对加载的编程进行监控控制，以实现更好的过程控制。同时代码翻译模块14和混合编程模块15的设置节省了编程时间，降低编程成本，提高了软件的使用效率，配置文件修改模块22的设置可依不同使用者的操作习惯，根据用户对程序的选择对编译程序文件进行修改，加载需要的程序模块，以缩短程序模块加载时间及减少系统内存被使用空间。
[0099]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。