CN112256573B - 一种面向simscript语言的仿真程序可视化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种面向SIMSCRIPT语言的仿真程序可视化方法，采用的系统包括界面配置模块、代码解析模块、可视化模块和代码导航模块。本方法根据SIMSCRIPT语法规则，抽象出仿真程序中的事件、进程和例程以及他们之间的调用的关系，通过图形化的方式，将事件、进程和例程以图元的方式绘制出来，将事件、进程和例程之间的关系以图元连线的方式绘制出来，通过点击图元的方式实现代码导航，能够克服现有工作模式中人工分析代码效率低、手动检索代码复杂的缺陷。此外，采用本方法时多个用户能够同时访问同一份SIMSCRIPT仿真程序，能够克服SimEclipse只能单用户使用的缺陷。

Description

一种面向SIMSCRIPT语言的仿真程序可视化方法

技术领域

本发明属于技术领域，具体涉及一种面向SIMSCRIPT语言的仿真程序可视化方法。

背景技术

SIMSCRIPT是一种历史悠久的仿真语言，仿真机制清晰，语法抽象层次高，自我说明能力强。SIMSCRIPT提供不同层次的编程抽象，建模人员可以采用SIMSCRIPT提供的通用语言的编程方式解决计算问题，也可以采用SIMSCRIPT提供的面向仿真的编程方式构建仿真模型。SIMSCRIPT支持事件调度和进程交互两种仿真策略。事件、进程等仿真要素以及要素之间的调用关系对于一个SIMSCRIPT仿真程序而言至关重要。因此，要分析一个SIMSCRIPT仿真程序首先需要快速理清事件和进程间的调度逻辑。

通常情况下，用户使用SimEclipse(SIMSCRIPT语言的IDE工具)查阅、分析SIMSCRIPT仿真程序，通过关键字检索的方式查找事件、进程等仿真要素的调用关系。这种方式虽然有效，但是存在两个缺陷：第一，SimEclipse中只能以文本形式查看SIMSCRIPT代码，不支持代码图形化展示，用户很难有清晰、直观的认知；第二，SimEclipse中对事件、进程和例程的调用关系需要通过手动检索关键词的方式逐条查找，操作繁琐。由此可见，SimEclipse很难帮助用户快速理解、分析仿真程序。

因此，需要提供一种面向SIMSCRIPT语言的仿真程序可视化方法，通过解析仿真程序中的声明文件，抽象出事件和进程；通过解析仿真程序中的定义文件，抽象出事件、进程和例程(例程是系统对外提供的功能接口或服务的集合)之间的关系；然后通过可视化方法绘制识别出的事件、进程、例程以及对应的调度关系。用户点击某个事件节点或进程节点时，会自动显示该事件或进程的代码文件，实现自动代码导航。仿真程序可视化方法可以清晰地展示仿真逻辑，通过减少人为干预，降低出错几率，提高检索效率和复用率，将仿真程序中的代码以及调用关系通过图形化的方式更直观的展示给用户。

目前还没有基于SIMSCRIPT语言的仿真程序可视化方法，当仿真系统规模较大时，仿真逻辑往往很复杂，系统中存在大量事件和进程，很难理清他们之间的交互关系，导致分析代码费时费力，检索复杂。每当代码修改后，又需要重新手动检索进行分析。

中国专利CN 105278945B公开了一种程序可视化装置和程序可视化方法，该方法的实现通过自动地选择与特定关注点关联的模块，构建表示该程序的图并显示，将程序可视化。但是该方法不能支持基于SIMSCRIPT仿真程序的可视化方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种面向SIMSCRIPT语言的仿真程序可视化方法，以解决如何实现基于SIMSCRIPT语言的仿真程序可视化技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种面向SIMSCRIPT语言的仿真程序可视化方法，该仿真程序可视化方法所采用的系统包括界面配置模块、代码解析模块、可视化模块和代码导航模块；其中，

界面配置模块用于配置图元样式、图元连线样式、背景样式和多层级显示样式；代码解析模块用于依据SIMSCRIPT语法规则对仿真程序进行解析，抽象出事件、进程、例程以及对应的关系，生成视图文件；可视化模块用于将代码解析模块生成的视图文件进行渲染和展示，生成图元和图元关系的视图；代码导航模块用于提供基于视图的代码导航方法，包含视图区和代码编辑区，点击视图区中的图元节点，代码编辑区加载并显示对应的代码文件；

仿真程序可视化方法包括如下步骤：

步骤1、打开工程，加载仿真程序资源列表，使用界面配置模块，配置图元样式、图元连线样式、背景样式和多层级样式；

步骤2、选择需要分析的SIMSCRIPT文件，调用代码解析模块，生成视图文件，调用可视化模块，基于视图文件生成关系视图；

步骤3、调用可视化模块的分层显示功能，逐层打开图元的层级关系视图；

步骤4、使用代码导航模块，加载图元对应的SIMSCRIPT代码。

进一步地，界面配置模块的功能包括：

(1)图元样式配置：设置图元尺寸、字体颜色、字体大小、图元背景色、图元边框粗细、图元边框颜色；

(2)图元连线样式配置：设置每种图元关系的线型、线宽和箭头样式，箭头样式包括实心三角、空心三角和折线；

(3)背景样式配置：设置视图的背景样式，配置背景颜色和透明度，设置背景贴图；

(4)多层级样式配置：设置不同层级线条的粗细和颜色，区分不同层级间的关系视图。

进一步地，代码解析模块的功能包括：

(1)图元解析：扫描仿真程序的声明文件，提取所有的事件、进程信息；

(2)图元关系解析：扫描需要分析的SIMSCRIPT文件，过滤掉注释代码，通过正则表达式匹配CALL、SCHEDULE和ACTIVATE关键字，抽象出代码中的例程、事件和进程的调度关系；

(3)判断和分支的逻辑关系解析：通过正则匹配IF、ELSE、ALWAYS提取判断关系，通过匹配SELECT、ENDSELECT提取分支关系；

(4)生成视图文件：事件、进程、例程以基础图元格式存储，包括名称、属性、输入、输出信息；判断和分支以逻辑图元格式存储，包括条件和分支信息；CALL、SCHEDULE和ACTIVATE以边的格式存储，包括源节点、目标节点和边的类型。

进一步地，可视化模块的功能包括：

(1)图元可视化：图元包括基础图元和逻辑图元，基础图元用于展示事件、进程、例程信息，逻辑图元用于展示判断和分支信息；

(2)图元关系可视化：图元间的关系包括顺序关系、调度关系、激活关系和调用关系；同层级的图元之间为顺序关系，事件及其上级图元为调度关系，进程及其上级图元为激活关系，例程及其上级图元为调用关系；不同的关系使用不同的线型和箭头样式来展示。

(3)逻辑关系可视化：逻辑关系可视化包括逻辑图元及其分支连线可视化。

进一步地，步骤S2中，每个文件的关系视图都由一个画布单独管理，多个画布可以通过标签页进行切换。

进一步地，步骤S2中，代码解析流程为，首先扫描声明文件，声明文件包含所有事件和进程的声明代码，通过正则表达式匹配提取所有事件和进程，生成仿真元素列表；其次，逐行扫描待分析的SIMSCRIPT文件，通过匹配CALL、SCHEDULE、ACTIVATE关键词提取各仿真元素的调用关系，通过匹配作为逻辑判断关键词的IF、ELSE、ALWAYS和作为分支判断关键词的SELECT、ENDSELECT获取各调用关系的前置条件，最终基于调用顺序生成视图文件。

(三)有益效果

本发明提出一种面向SIMSCRIPT语言的仿真程序可视化方法，所采用的系统包括界面配置模块、代码解析模块、可视化模块和代码导航模块。仿真程序可视化方法包括打开工程，加载仿真程序资源列表，使用界面配置模块，配置图元样式、图元连线样式、背景样式和多层级样式；选择需要分析的SIMSCRIPT文件，调用代码解析模块，生成视图文件，调用可视化模块，基于视图文件生成关系视图；调用可视化模块的分层显示功能，逐层打开图元的层级关系视图；使用代码导航模块，加载图元对应的SIMSCRIPT代码。

本发明的仿真程序可视化方法，根据SIMSCRIPT语法规则，抽象出仿真程序中的事件、进程和例程以及他们之间的调用的关系。通过图形化的方式，将事件、进程和例程以图元的方式绘制出来，将事件、进程和例程之间的关系以图元连线的方式绘制出来。用户通过点击图元的方式实现代码导航，能够克服现有工作模式中人工分析代码效率低、手动检索代码复杂的缺陷。此外，本发明基于BS架构实现，多个用户能够同时访问同一份SIMSCRIPT仿真程序，能够克服SimEclipse只能单用户使用的缺陷。

附图说明

图1为本发明实施例的可视化方法系统结构图；

图2为本发明实施例中界面配置模块界面示意图；

图3为本发明实施例中逻辑图元界面示意图；

图4为本发明实施例中逻辑关系可视化示意图；

图5为本发明实施例中可视化方法流程图；

图6为本发明实施例中代码解析流程图；

图7为本发明实施例中层级关系示意图；

图8为本发明实施例中代码导航示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本实施例提出一种面向SIMSCRIPT语言的仿真程序可视化方法，所采用的系统主要包括界面配置模块、代码解析模块、可视化模块和代码导航模块，系统的整体结构如图1所示。

界面配置模块用于配置图元样式、图元连线样式、背景样式和多层级显示样式等信息。具体功能包括：

(1)图元样式配置：用户可以设置图元尺寸、字体颜色、字体大小、图元背景色、图元边框粗细、图元边框颜色等样式信息。

(2)图元连线样式配置：每种图元关系都可以设置线型、线宽和箭头样式，箭头样式包括实心三角、空心三角和折线等。

(3)背景样式配置：用户可以设置视图的背景样式，配置背景颜色和透明度，设置背景贴图。

(4)多层级样式配置：用户可以设置不同层级线条的粗细和颜色，区分不同层级间的关系视图。界面配置模块界面如图2所示。

代码解析模块用于依据SIMSCRIPT语法规则对仿真程序进行解析，抽象出事件、进程、例程以及对应的关系，然后生成视图文件。具体功能包括：

(1)图元解析：扫描仿真程序的声明文件，提取所有的事件、进程信息。

(2)图元关系解析：扫描需要分析的SIMSCRIPT文件，过滤掉注释代码，通过正则表达式匹配CALL、SCHEDULE和ACTIVATE等关键字，抽象出代码中的例程、事件和进程的调度关系。

(3)判断和分支的逻辑关系解析：通过正则匹配IF、ELSE、ALWAYS提取判断关系，通过匹配SELECT、ENDSELECT提取分支关系。

(4)生成视图文件：事件、进程、例程以基础图元格式存储，包括名称、属性、输入、输出等信息。判断和分支以逻辑图元格式存储，包括条件和分支信息。CALL、SCHEDULE和ACTIVATE以边的格式存储，包括源节点、目标节点和边的类型。

可视化模块用于将代码解析模块生成的视图文件进行渲染和展示，生成图元和图元关系的视图，方便用户交互操作。此外，可视化模块提供分层显示功能，用户可以自定义显示层级，视图按照设定的层级显示事件、进程和例程的调用关系。具体功能包括：

(1)图元可视化：图元包括基础图元和逻辑图元，基础图元用于展示事件、进程、例程信息，逻辑图元用于展示判断和分支信息。其中，逻辑图元的界面效果如图3所示。

(2)图元关系可视化：图元间的关系包括顺序关系、调度关系、激活关系和调用关系。同层级的图元之间为顺序关系，事件及其上级图元为调度关系，进程及其上级图元为激活关系，例程及其上级图元为调用关系。不同的关系使用不同的线型和箭头样式来展示。

(3)逻辑关系可视化：逻辑关系可视化包括逻辑图元及其分支连线可视化。具体效果如图4所示。

代码导航模块用于提供基于视图的代码导航方法，包含视图区和代码编辑区，用户点击视图区中的图元节点，代码编辑区会加载并显示对应的代码文件。具体功能包括：实现基于视图的导航功能，用户通过点击视图中的图元即可加载图元对应的SIMSCRIPT代码文件。

本发明的面向SIMSCRIPT语言的仿真程序可视化方法，具体实现流程如图5所示，包括如下步骤：

步骤1、打开工程，加载仿真程序资源列表，使用界面配置模块，配置图元样式，包括图元尺寸、字体颜色、图元背景色、图元边框粗细；配置图元连线样式，包括线型样式、箭头样式。配置场景背景颜色和多层级显示样式，可以制定每个层级线条颜色。

步骤2、双击需要分析的SIMSCRIPT文件，调用代码解析模块，生成视图文件，调用可视化模块，基于视图文件生成关系视图。每个文件的关系视图都由一个画布单独管理，多个画布可以通过标签页进行切换。代码解析流程如图6所示，首先扫描声明文件(声明文件包含所有事件和进程的声明代码)，通过正则表达式匹配提取所有事件和进程，生成仿真元素列表；其次，逐行扫描待分析的SIMSCRIPT文件，通过匹配CALL、SCHEDULE、ACTIVATE等关键词提取各仿真元素的调用关系，通过匹配IF、ELSE、ALWAYS(逻辑判断关键词)和SELECT、ENDSELECT(分支判断关键词)获取各调用关系的前置条件，最终基于调用顺序生成视图文件。

步骤3、调用可视化模块的分层显示功能，逐层打开图元的层级关系视图，例如点击图元右下角的展开图标，即可加载该图元的下层调用关系视图，通过代码解析模块继续解析被点击图元的SIMSCRIPT文件，并将新生成的关系视图添加在原有视图上，继续点击下层图元的展开图标，又可以加载次一级调用关系视图。如果点击收回图标，可以收回下层调用关系视图。同时，用户也可以一键生成默认层级数的调用关系视图，例如，设置默认层级数为四，点击一键打开按钮，视图中将显示四层调用关系视图。具体层级关系的效果如图7所示。

步骤4、使用代码导航模块，加载图元对应的SIMSCRIPT代码。用户可以点击视图中的图元，加载图元代码，实现代码导航功能。代码导航的过程如图8所示，用户点击画布中的ARRIVAL图元(到达事件)，右侧代码区会加载ARRIVAL图元的定义文件ARRIVAL.SIM。

本发明的仿真程序可视化方法以SIMSCRIPT语言为基础，通过代码解析自动抽取代码中的事件、进程、例程及其对应关系，通过图形化的方式生成文件视图和多层级调用关系视图，通过图元交互实现代码导航，使得代码分析工作更加自动化和直观化，能够极大地提高用户理解和分析仿真程序的效率。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案以SIMSCRIPT语言为基础，实现了SIMSCRIPT仿真程序可视化从无到有的过程，简化了用户分析代码的繁琐步骤，减少了分析时间。多层级调用关系视图更是能够帮助用户对模型内部的调用关系层层挖掘，对模型整体框架有更直观的认知，极大提高了工作效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种面向SIMSCRIPT语言的仿真程序可视化方法，其特征在于，所述仿真程序可视化方法所采用的系统包括界面配置模块、代码解析模块、可视化模块和代码导航模块；其中，

所述界面配置模块用于配置图元样式、图元连线样式、背景样式和多层级显示样式；所述代码解析模块用于依据SIMSCRIPT语法规则对仿真程序进行解析，抽象出事件、进程、例程以及对应的关系，生成视图文件；所述可视化模块用于将代码解析模块生成的视图文件进行渲染和展示，生成图元和图元关系的视图；代码导航模块用于提供基于视图的代码导航方法，包含视图区和代码编辑区，点击视图区中的图元节点，代码编辑区加载并显示对应的代码文件；

所述仿真程序可视化方法包括如下步骤：

步骤1、打开工程，加载仿真程序资源列表，使用界面配置模块，配置图元样式、图元连线样式、背景样式和多层级样式；

步骤2、选择需要分析的SIMSCRIPT文件，调用代码解析模块，生成视图文件，调用可视化模块，基于视图文件生成关系视图；

步骤3、调用可视化模块的分层显示功能，逐层打开图元的层级关系视图；

步骤4、使用代码导航模块，加载图元对应的SIMSCRIPT代码。

2.如权利要求1所述的仿真程序可视化方法，其特征在于，所述界面配置模块的功能包括：

(1)图元样式配置：设置图元尺寸、字体颜色、字体大小、图元背景色、图元边框粗细、图元边框颜色；

(2)图元连线样式配置：设置每种图元关系的线型、线宽和箭头样式，箭头样式包括实心三角、空心三角和折线；

(3)背景样式配置：设置视图的背景样式，配置背景颜色和透明度，设置背景贴图；

(4)多层级样式配置：设置不同层级线条的粗细和颜色，区分不同层级间的关系视图。

3.如权利要求1所述的仿真程序可视化方法，其特征在于，所述代码解析模块的功能包括：

(1)图元解析：扫描仿真程序的声明文件，提取所有的事件、进程信息；

(2)图元关系解析：扫描需要分析的SIMSCRIPT文件，过滤掉注释代码，通过正则表达式匹配CALL、SCHEDULE和ACTIVATE关键字，抽象出代码中的例程、事件和进程的调度关系；

(3)判断和分支的逻辑关系解析：通过正则匹配IF、ELSE、ALWAYS提取判断关系，通过匹配SELECT、ENDSELECT提取分支关系；

(4)生成视图文件：事件、进程、例程以基础图元格式存储，包括名称、属性、输入、输出信息；判断和分支以逻辑图元格式存储，包括条件和分支信息；CALL、SCHEDULE和ACTIVATE以边的格式存储，包括源节点、目标节点和边的类型。

4.如权利要求1所述的仿真程序可视化方法，其特征在于，所述可视化模块的功能包括：

(1)图元可视化：图元包括基础图元和逻辑图元，基础图元用于展示事件、进程、例程信息，逻辑图元用于展示判断和分支信息；

(2)图元关系可视化：图元间的关系包括顺序关系、调度关系、激活关系和调用关系；同层级的图元之间为顺序关系，事件及其上级图元为调度关系，进程及其上级图元为激活关系，例程及其上级图元为调用关系；不同的关系使用不同的线型和箭头样式来展示；

(3)逻辑关系可视化：逻辑关系可视化包括逻辑图元及其分支连线可视化。

5.如权利要求1所述的仿真程序可视化方法，其特征在于，步骤S2中，每个文件的关系视图都由一个画布单独管理，多个画布可以通过标签页进行切换。

6.如权利要求1所述的仿真程序可视化方法，其特征在于，步骤S2中，代码解析流程为，首先扫描声明文件，声明文件包含所有事件和进程的声明代码，通过正则表达式匹配提取所有事件和进程，生成仿真元素列表；其次，逐行扫描待分析的SIMSCRIPT文件，通过匹配CALL、SCHEDULE、ACTIVATE关键词提取各仿真元素的调用关系，通过匹配作为逻辑判断关键词的IF、ELSE、ALWAYS和作为分支判断关键词的SELECT、ENDSELECT获取各调用关系的前置条件，最终基于调用顺序生成视图文件。

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