CN1111788C - 用于显示保存在驻留堆中和存储在堆文件中的对象的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供具有一显示程序的过程控制系统，该显示程序使得程序设计人员能在一驻留堆中生成和编辑动态图形对象并将此堆保存到一存储媒体。此显示程序从存储媒体快速地读取动态图形对象并使这些对象能在系统的交互式显示设备上进行观察。当此驻留堆随后被操作人员从存储媒体读出时，存储在此堆中的动态图形对象不必加以具体化，因而对象的调用被加速和优化。因此，驻留堆能大大地提高从存储媒体读取、由显示程序处理和被调用到交互式显示设备的图形对象的速度。

Description

用于显示保存在驻留堆中和存储在堆文件中的对象的 系统和方法
本发明总的说是关于用于控制工厂设备、提炼厂等运行的具有交互式显示设备的过程控制系统。较具体说，本发明是关于具有使过程设计人员(例如工程师)能生成和编辑用于交互式显示动态图形和使操作人员能与此显示进行对话来控制工厂运行的显示程序的过程控制系统。特别是，本发明提供一种在被过程设计者用来生成或编辑动态图形对象或被控制工厂的操作员用来显示动态图形对象时在此交互式显示设备上迅速显示此动态图形的改善方法。
工厂和提炼厂的操作人员为监视和维护这类设施的经常性运行必须具有最新的信息。操作员通常和一连接到与布置在整个设施中的各种传感器作线路连接的计算机网络的特定计算机进行对话。此计算机网络接收来自传感器的运行的和环境的信息，并将这些信息提供在操作员使用的计算机的交互式显示设备上。这样，计算机网络即作为经由交互式显示设备向操作员提供当前的过程值的实时数据库而运行。
此过程控制系统还包括有给程序设计者或操作人员提供设施的直观布局亦即示意图的显示程序。此显示程序是一能提供各自代表设施中的结构、机器或地区的多个图形对象的制图程序。为存储图形对象，显示程序以串行化亦即一次一个字地把许多不同对象变成流将它们保存到文件。同样，为检索图形对象，显示程序按串行化来读取文件并将图形对象置于显示程序预先确定的位置。这种用于存储和检索文件的串行过程通常用于一定的操作系统，例如微软公司的Windows NTR，这些系统具有可易于供此目的用的特定操作子系统例程。
非常希望的是此显示程序能非常快速地在交互式显示设备上提供图形对象。但是，现有显示程序用于存储和检索文件的串行化过程很迟缓并降低计算机及时向操作人员提供所存储对象的能力。大体上说，被作串行化的文件的存储和检索以相当缓慢的速率(秒量级)进行，从而防碍程序设计员和/或操作员有效地利用他们的计算机的能力。
根据本发明的一个方面，提供一种用于显示保存在驻留堆中和存储在堆文件中的对象的系统，该系统包括：用于在所述系统的虚拟存储器部分中形成所述驻留堆的装置；用于从所述系统的存储媒体检索所述堆文件的装置；用于装载所述堆文件到所述住驻留堆的装置，所述堆文件包括有至少一个对象；以及用于在所述系统的显示设备上显示所述对象的装置。
根据本发明的另一方面，提供一种用于显示保存在驻留堆中和存储在堆文件中的对象的系统，所述系统包括：用于启动显示程序的装置；用于响应所述显示程序的所述启动在所述系统虚拟存储器部分中形成驻留堆的装置，其中，所述驻留堆存在于所述显示程序的整个激活期间，所述驻留堆有效地存储至少一个被所述显示程序所用的对象；和用于在系统的显示设备上显示所述至少一个对象的装置。
依据本发明的另一方面，还提供一种用于显示保存在驻留堆中和存储在堆文件中的对象的方法，包括：在一虚拟存储器部分中形成所述驻留堆；从一存储器媒体检索所述堆文件；装载所述堆文件到所述驻留堆，所述堆文件包括有至少一个对象；以及显示所述对象。
依据本发明的另一方面，还提供一种用于控制处理器以使所述处理器能显示保存在驻留堆中和存储在堆文件中的对象的存储媒体，所述存储媒体包括：用于在所述处理器的虚拟存储器部分中形成所述驻留堆的装置；用于从所述处理器的一存储媒体检索所述堆文件的装置；用于装载所述堆文件到所述驻留堆的装置，所述堆文件包括有至少一个对象；以及用于在所述处理器的一显示设备上显示所述对象的装置。
本发明提出采用驻留堆替代将对象串行化成流来大大提高可由存储媒体读取和处理动态图形对象的速度。驻留堆能在交互显示设备上提供动态图形对象方面提供更高的速度。特别是，本发明包括一具有使得程序工程师或设计者能在一驻留堆中生成和编辑动态图形对象并将此堆作为文件保存到存储媒体(例如硬盘)的显示程序的系统。因而当在一操作人员随后从此存储媒体读取此驻留堆的文件时，堆中的动态图形对象无需加以具体化，因而能加速和优化对象的调用。
由以下结合附图对发明的优选实施例的详细说明将会更清楚本发明的前述及其它目的和优点。
图1为按照本发明优选系统的方框图；
图2为图1优选系统的操作流程图；
图3为图2的驻留堆初始化子进程的流程图；
图4为把文件读进图2的驻留堆子进程的流程图；
图5为在图2的驻留堆子进程中生成对象的流程图；
图6为从图2的驻留堆子进程中删除对象的流程图；以及
图7为图2的保存驻留堆子进程的流程图。
一种具有使程序设计者能在一驻留堆中生成、编辑和保存动态图形对象并将堆保存到存储媒体(例如硬盘)的显示程序的系统。此驻留堆提供生成存在于一特定程序的激活期间的对象、非对象存储器单元、字符串和对象列表的能力。这样，显示程序能从存储媒体快速地读取动态图形对象和调用用于在交互式显示设备上观察的对象。因而，此驻留堆能大大提高由存储媒体读出、被显示程序处理和调用到交互式显示设备的图形对象的速度。
参看附图特别是图1，提供了用引用号10表示的优选实施例的系统。系统10包括耦合到地址/数据总线12的各种部件，即中央处理单元(“CPU”)14，交互式显示设备16，一或多个输入装置18，和输入/输出(“I/O”)接口20。CPU 14可以是除具有基本计算机功能外还能处理存储器寻址功能、特别是堆寻址功能的任一型式的处理器。为与系统10进行对话，程序设计者或操作人员要在显示设备16上观察设施例如工厂设备、提炼厂等的布局亦即示意图。程序设计者或操作员还要利用输入装置18(例如计算机键盘或鼠标器)提供信息和与系统10进行应答。而I/O接口20还提供到其他系统和到布置在整个设施中的各种传感器的连接从而能在显示设备16上实时地显现当前的过程值。
优选系统10还包括有为CPU 14提供用于执行程序和临时存放数据的工作区的虚拟存储器22和用于永久存储数据和文件的存储媒体24。用于系统10的操作系统，例如微软公司的Windows NTR，被存放在虚拟存储器22中。为利用显示程序26，程序设计者或操作员将显示程序26从存储媒体24装载到虚拟存储器22和在虚拟存储器22中执行显示程序26。依次，显示程序26就将驻留堆28从存储媒体24装载到虚拟存储器22，或者如果驻留堆28不存在于存储媒体24中，即在虚拟存储器22中生成驻留堆28。
驻留堆28是用于管理大量小数据块(例如链表)的一保留地址空间的区域。驻留堆28提供生成存在于程序的激活期间的对象、非对象存储器单元、字符串和对象列表的能力。这样的信息示例包括有(但不局限于)原始对象、嵌入式图形对象、文字符号表和字符对象。对此优选实施例，上述信息被存放在堆28中作为空闲块的第一链表和已用块的第二链表。
驻留堆28分配一大块虚拟地址空间，但仅把图形对象所需的足够空间付诸应用。初始配置被设置成大于可能生成的最大图形对象所期望的空间。当生成对象时，它们或者重新利用堆28的空闲块，或者是它们扩展堆28的付诸应用的存储器空间。对于此优选实施例，一旦一存储器块被分配成给定大小，它将总是保持该大小。
本发明的一个特点是作为一单个的读指令从存储媒体24中的一个文件或堆文件把驻留堆28装载到虚拟存储器22。当一操作员在运行时利用显示程序10时，堆28总被装载在存储器中同一地址或存储单元的同一位置。特别是，堆28在一优选装载地址被加以串行化以使得它在运行时总处于该优选地址。无需进行地址校正，在堆28被装载时即可立即被加以应用。这样，堆28以一单个的写指令被写到存储媒体24中的文件和以一单个的读指令由此文件读取。
相反，当程序设计者利用显示程序10来生成或编辑图形对象时，堆28可能位于一不同的地址或位置。例如在生成或编图形对象时，程序设计者可能处理多个文档资料。在这种情况下，仅第一文档资料可将它的堆置于此优选地址，而其他文档资料的堆则必须被置于较高的虚拟地址。在存储或装载这样的其他文件资料的堆时，必须调整对象中的指针值以与装载地址相对应。特别是，当存储堆28到存储媒体24时，所有指针均被调整到具有如果堆28被分配在此优选地址时所应具有的值。而且在装载堆28时将指针调整到堆28的实际存储位置。因此，它们的堆中的所有指针被调整到堆28的实际存储单元。因此，它们的堆中的所有指针被调整到如果堆在优选的地址时它们应具有的值，保存到一档案文件中，而后被恢复到它们的正确地址。
本发明的另一特点是提供用于读取驻留堆28的备份装置。驻留堆28是堆的映射，因而如果对象的大小或配置变化时堆28即无法读取。特别是，串行化和去串行化必须考虑到堆28在被作去串行化时可能不在同一地址，以及代码可能由于微小版本的变化而被重新分配。而且如果图形对象的内容改变了，差别可能太大而使堆28无法自动补偿。因而，驻留堆被归档成独立的流以使得堆在它检测到一无效对象时能由档案自行再生。
参看图2，提供图1中所示优选系统的运行的流程图。当程序设计者或操作人员启动显示程序26时，以步骤30显示程序26的初始化，以步骤32表示执行显示程序26的总体初始化。随着此总体初始化，显示程序26执行驻留堆初始化34以便分配虚拟存储器22的一部分来生成驻留堆28(步骤34)。然后，存于存储器媒体24的堆文件被读进虚拟存储器22的驻留堆28(步骤38)，或者，在另一方案中，如果堆文件不存在于存储媒体24中则将驻留堆闲置(步骤40)。
现在驻留堆28已准备好使用并为显示程序26选择一操作模式(步骤42)。显示程序26被程序设计者用来生成和编辑用于在显示设备16上观察的动态图形对象，或者被操作员用来在显示设备16上观察动态图形对象。为生成和编辑图形对象，显示程序26的显示编辑器/编译器子程序的主屏幕被激活(步骤44)。这一显示编辑器/编译器子程序可被用来生成和编辑驻留堆28中的对象(步骤46)，从驻留堆28删除对象(步骤48)，或将驻留堆28的内容保存到存储媒体24(步骤50)。在生成一对象、删除一对象或保存驻留堆28后，显示程序26返回到在步骤44的显示编辑器/编译器子程序的主屏幕。显示编辑器/编译器子程序的操作终止(步骤52)。另外，为在显示设备16上观察动态图形对象，操作员只要启动一观察子程序(步骤54)。可终止显示编辑器/编译器子程序或此观察子程序来结束显示程序26的运行(步骤56)。
重要的是应注意到，驻留堆28是以这样的形式保存到存储媒体的，即以后能被迅速地读回进驻留堆28。这样，参照步骤50，驻留堆的内容被保存到存储媒体24从而使得能作为一单个的读指令装载堆文件并总是被装载在虚拟存储器22中同一地址或同一位置。因此，当操作员启动此观察子程序时，存储在堆28中的动态图形对象即不必具体化，从而能加速和最大化对象的调用。
参看图3，提供在显示程序26之前的执行图2中所示步骤34的驻留堆初始化的特定步骤。在步骤58驻留堆的初始化开始之后，显示程序26确定虚拟存储器22的优选堆地址是否可用(步骤60)。如果不可用，显示程序26搜索可用的虚拟存储器22的连续块直到确定存储器22可使用的块(步骤62和64)。然后分配未任用的存储器(步骤66)和结束驻留堆的初始化(步骤68)。
参看图4，提供在显示程序26之前如图2中所示步骤38的将堆文件读入驻留堆28的步骤。在初始化这一子程序后(步骤70)，整个堆文件被读到被配置的存储器，即虚拟存储器22的驻留堆28(步骤72)。然后显示程序26确定驻留堆是否被配置在优选的堆地址(步骤74)。如果是，在驻留堆28的动态图形对象即可加以利用(步骤72)，此子进程结束(步骤80)。另一方面，如果驻留堆28未被配置在优选的堆地址，则必须更新全部指针以使它们在对象准备就绪使用之前相对驻留堆28的当前地址均为有效(步骤76)。
参看图5，提供在显示程序26之前如图2中所示步骤46的在驻留堆28中生成对象的步骤。如上面指出的，驻留堆28包括有空闲块的第一链表和已用块的第二链表。在步骤82初始化这一子程序后，通过首先确定一堆存储器块是否可能在空闲块的第一链表上，在驻留堆28中生成动态图形对象(步骤84)。如果在的话，则仅将该块简单地从第一链表中清除(步骤86)。另一方面，如果不在的话，被任用的驻留堆28的存储器大小被扩展来处理所需的块(步骤88)。然后，将该块加到已用块的第二链表(步骤90)。最后，对象初始化完成(步骤92)，此子进程终止(步骤94)，而显示程序26回到显示编辑器/编译器子程序的主屏幕。
参看图6，提供在显示程序26之前如图2所示步骤48的从驻留堆28删除对象的步骤。在初始化此子程序后(步骤96)，将一个块加到空闲块的第一链表(步骤98)。然后在步骤100此子进程结束而显示程序26回到显示编辑器/编译器子程序的主屏幕。
参看图7，提供在显示程序26之前如图2中所示步骤50的将驻留堆28保存到存储媒体24的步骤。保存驻留堆28的子程序被加以初始化(步骤102)。然后显示程序26确定驻留堆28是否被配置在优选的堆地址。如果是，即由空闲块的第一链表去除一个块(步骤106)。但如果驻留堆28未被配置在优选的堆地址，则对驻留堆28中的所有指针加以修正量来调整当前地址与优选堆地址之间的偏差(步骤108)。然后，对整个配置内存的已任用部份进行一个写到存储媒体24的操作(步骤110)。以后当一操作员将堆文件装载进虚拟存储器22时，此驻留堆28就将作为单一读指令被进行装载。最后在步骤112，此子进程结束而显示程序26回到显示编辑器/编译器子程序的主屏幕。

Claims (22)

1、一种用于显示保存在驻留堆中和存储在堆文件中的对象的系统，该系统包括：
用于在所述系统(10)的虚拟存储器部分(22)中形成所述驻留堆(28)的装置；
用于从所述系统的存储媒体(24)检索所述堆文件的装置；
用于装载所述堆文件到所述住驻留堆(28)的装置，所述堆文件包括有至少一个对象；以及
用于在所述系统的显示设备上显示所述对象的装置。
2、按照权利要求1的系统，其特征在于所述驻留堆(28)形成在所述系统(10)的所述虚拟存储器部分(22)的一优选堆地址。
3、按照权利要求2的系统，其特征是如果所述驻留堆(28)不能形成在所述优选堆地址则在所述系统(10)的所述虚拟存储器部分(22)的一替换堆地址处形成所述驻留堆；和所述形成装置包括有用于确定所述虚拟存储器部分一连续块的装置和用于在所述连续块配置所述驻留堆的装置。
4、按照前述权利要求中任一个的系统，其特征是所述堆文件被作为单一的读指令由所述存储媒体(24)检索到所述驻留堆。
5、按照权利要求1的系统，其特征是包括用于存储所述驻留堆(28)的全部所述对象到所述存储媒体(22)的装置。
6、按照权利要求1的系统，其特征是包括用于在所述驻留堆(28)中生成一新对象的装置，用于在所述驻留堆中编辑已有对象的装置，和用于从所述驻留堆删除已有对象的装置。
7、按照权利要求1的系统，其特征是所述驻留堆(28)包括有空闲块的第一链表和已用块的第二链表。
8、按照权利要求1的系统，其特征是还包括用于将所述驻留堆(28)归档成一独立流以形成档案文件的装置。
9、按照权利要求8的系统，其特征是包括：
用于检测所述堆文件中的无效对象的装置；和
用于响应所述检测装置通过去归档所述档案文件在所述驻留堆中形成所述堆文件的装置。
10、一种用于显示保存在驻留堆中和存储在堆文件中的对象的系统，所述系统包括：
用于启动显示程序(26)的装置；
用于响应所述显示程序的所述启动在所述系统虚拟存储器部分(22)中形成驻留堆(28)的装置，其中，所述驻留堆存在于所述显示程序的整个激活期间，所述驻留堆有效地存储至少一个被所述显示程序所用的对象；和
用于在系统的显示设备上显示所述至少一个对象的装置。
11、按照权利要求10的系统，其特征是在系统的所述虚拟存储器部分一优选堆地址处形成所述驻留堆(28)。
12、权利要求10或11的系统，其特征是如果所述驻留堆不能形成在所述优选堆地址则在所述系统(10)的所述虚拟存储器部分(22)一替换堆地址处形成所述驻留堆(28)；和所述形成装置包括有用于定位所述虚拟存储器部分一连续块的装置和用于在所述连续块配置所述驻留堆的装置。
13、按照权利要求10的系统，其特征是包括用于在所述驻留堆(28)中生成新对象的装置，用于在所述驻留堆中编辑已有对象的装置，和用于从所述驻留堆删除已有对象的装置。
14、按照权利要求10的系统，其特征是所述驻留堆(28)包括有空闲块的第一链表和已用块的第二链表。
15、按照权利要求10的系统，其特征是还包括用于将所述驻留堆(28)归档成独立流以形成档案文件的装置。
16、按照权利要求10的系统，其特征是包括：
用于检测所述堆文件中的无效对象的装置；和
用于响应所述检测装置通过去归档所述档案文件在所述驻留堆中形成所述堆文件的装置。
17、一种用于显示保存在驻留堆中和存储在堆文件中的对象的方法，包括：
在一虚拟存储器部分(22)中形成所述驻留堆(28)；
从一存储器媒体(24)检索所述堆文件；
装载所述堆文件到所述驻留堆，所述堆文件包括有至少一个对象；以及
显示所述对象。
18、按照权利要求17的方法，其特征是所述堆文件被作为单一读指令从所述存储媒体(24)检索到所述驻留堆(28)。
19、按照权利要求17或18的方法，其特征是还包括：
存储所述驻留堆(28)的全部所述对象到所述存储媒体(24)。
20、按照权利要求17的方法，其特征是包括：
在所述驻留堆(28)中生成新的对象；
编辑所述驻留堆中已有对象；以及
由所述驻留堆删除已有对象。
21、按照权利要求17的方法，其特征是包括：
将所述驻留堆(28)归档成独立流以形成档案文件。
22、按照权利要求21的方法，其特征是包括：
检测所述堆文件中的无效对象；以及
通过去归档所述档案文件在所述驻留堆中形成所述堆文件。
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