使用JAVA编写电力系统图形化分析软件的设计初想

使用JA V A编写电力系统图形化分析软件的设计初想
摘要：电力系统分析软件在科学研究和实际生产中都发挥了巨大作用，本文对B/S模式的电力系统分析软件进行初步探讨。

关键字：JA V A;电力系统图形化分析软件
Abstract: electric power system analysis software in scientific research and practical production play a huge role, in this paper, the B/S model of power system analysis software for a preliminary discussion.
Keyword: JA V A; Power system graphical analysis software
1电力分析软件的现状与前景
随着社会的发展，对电力的需求越来越大，原始的计算方法已经不能满足电力系统中复杂的计算问题。

此时，计算机走入了研究员们的视线，其极强的数据处理能力提供了解决问题的途径，于是电力系统分析软件诞生了。

电力系统分析软件利用数学模型和数值方法对系统的运行特性进行研究，成为了电力系统规划、设计、运行和管理过程中不可缺少的重要工具，是电力技术、计算机技术、图形技术和网络技术等多学科知识的有机结合，已被广泛应用于电力系统各个方面[1]。

事实证明，电力系统分析软件在各个方面都发挥了重大作用。

在计算机图形技术出现之前，纯数字显示的电力分析软件使用起来并不十分方便。

由于电力网络规模巨大，人们不得不分析大量的数字信息。

面对大量的数字让人疲惫且效率极低。

如果能将数据转换图形，则其当前状态和发展趋势等信息就变得非常直观，更容易处理。

如果能够在网络中建立图形化的电力系统分析软件服务器，只要有网络，就能够随时随地使用，除去了繁琐的安装和设置程序，并且能随时随地升级软件功能，且不必为购买整套分析软件花掉大笔的经费，仅是在需要的时候租用即可。

由于各种原因，目前的网络信息服务系统大部分是以字符形式出现。

某些系统虽然能够定时获取服务器端的数据，动态生成图形文件更新显示画面，但不能与用户进行交互，电力工作者们熟悉且喜爱的交互式图形界面似乎没有跟上时代发展的步伐。

因此，开发在用户侧“零”安装、免维护、图形化的Web应用系统成为了本课题研究目标，具有很高的实用价值。

2 软件的实现方案
在系统设计时，考虑到Internet环境中操作系统的多样性和网络结构的复杂性，为避免重复开发，缩短软件开发周期，应可在不同类型的操作系统上运行。

因而，所采用的开发语言、系统的体系框架必须满足这一要求。

2.1 采用Java技术实现
2.1.1 Java的特点
Java语言具有面向对象、简单易懂、高性能等现代高级语言的共性外，还具有以下特点：
(1) 结构中性，可移植性好：Java源代码经过编译生成字节码，由Java虚拟机解释成机器码后执行，而不是需要在特定类型的机器或者操作系统中。

因此，Java程序对运行环境不挑剔，甚至于可以在我们的手机这样的微小环境中使用。

(2) 安全性好：Java的代码安全检查机制能够很好的防止非法代码的侵入，阻止对内存的越权访问，能较好的避免病毒侵害。

(3) 多线程：Java支持多线程功能，允许多个用户程序同时运行，并提供了同步机制以保证各个程序对共享数据的正确操作。

在硬件允许的条件下，线程可以直接分布到不同CPU上，能更好的利用硬件。

(4) 动态性：Java执行代码是动态载入到内存中的，不同的代码模块可以在需要时从不同的途径载入，甚至可以通过网络进行软件版本在线升级。

(5) 提供全面的功能：Java语言提供了十分丰富的应用程序接口和类库,涵括了网络、输入输出、图形用户界面和二维图形等多个方面。

(6) 免费提供：Java语言之所以能够得到广泛应用，部分原因在于任何人都可以免费的得到Java类库和基础工具，并有不少第三方公司提供了Java编程环境。

2.1.2 Java的绘图功能
从1.2版开始，Java引入了二维图形的应用程序接口和相应类库，提供了统一的绘图模型，基本几何图元、复杂几何对象的绘制方法，判断鼠标是否选中特定对象的机制，针对颜色进行了改进，能够打印复杂的图案和文档。

由于Java与网络之间关系紧密，编写在浏览器中运行的程序采用Java 语言实现比较方便。

Java Applet小程序就是一种能够在浏览器中运行的程序，而且可以获得Applet的图形环境——所有绘图操作的基础。

开发人员及用户可以在各种不同的浏览器中利用Graphics2D中的各种方法和对象来进行复杂的图形操作。

2.2 采用B/S结构
2.2.1 什么是C/S和B/S
C/S和B/S为目前两大主流的开发模式技术架构技术。

C/S最先在美国Borland公司诞生，而B/S则是微软公司研发的。

如今这两项技术已被大部分公司所掌握，我国国内公司也开发出很多基于这两大技术的软件。

2.2.2 选择B/S的原因
C／S模式作为一种传统的体系结构，它采用的开放模式尚处于系统开发一级，在特定的环境和使用中还需要其他的软件支持，因此它不能向用户提供用户所期望的开放环境。

由于C/S结构的软件无法跨平台使用，需要针对不同的操作系统开发出不同版本的软件，并且软件的版本更新换代十分快，功能不断更新，已经很难适应较多用户同时使用。

而且代价高，效率低。

B/S（Browser/Server）结构即浏览器和服务器结构。

它通过改进C/S结构，伴随着Internet技术的发展而迅速兴起。

在B/S结构下，用户的工作界面是通过各种浏览器来实现，只有很少部分的事务逻辑是在前端实现，但是主要的事务逻辑是在服务器端来实现，形成三层结构。

这样就大大减轻了客户端所在电脑的负荷，减轻了软件维护和版本升级的工作量和成本，不但降低了企业的开发维护成本，同时也降低了用户的总体成本。

就目前的技术和未来的发展趋势来看，开发基于B/S结构的应用软件，并通过局域网或互联网模式下的数据库应用，能够很好的控制开发成本和运行成本。

并且作为一次性开发到位的客户端，它能够让不同的用户通过各种接入方式（比如局域网、广域网及互联网等）在不同的地点进行访问和操作同一数据库；因此它也能很好地保护数据平台和管理用户访问权限，服务器的数据库也能得到很好的保护。

特别通过JA V A这样的跨平台语言，基于B/S架构开发的软件更加的易于掌握、使用便利、提高效率。

综上所述，通过JA V A编写的B/S架构的电力系统分析软件是可行、可靠的，并有着光明的前景。

参考文献
[1] 韩桢祥，张琦，徐政，电力系统分析软件的现状与发展，国际电力，1999，1
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。