ग्राफिक भाषाओं में ऑब्जेक्ट ओरिएंटेड प्रोग्रामिंग

ऑब्जेक्ट-ओरिएंटेड प्रोग्रामिंग (OOP) एक ऐसी अवधारणा है जिसे नई अवधारणाओं को पेश करके जटिल प्रणालियों के विकास को सुविधाजनक बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो कार्यात्मक और प्रक्रियात्मक प्रोग्रामिंग भाषाओं की तुलना में वास्तविक दुनिया के करीब हैं। जैसा कि विकिपीडिया लिखता है, "समग्र रूप से साधारण मानव भाषा ओओपी की विचारधारा को दर्शाती है, जो अपने नाम के रूप में किसी वस्तु के विचार को समझने और शब्द का उपयोग करने के बहुरूपता के साथ समाप्त होता है, जो अंततः एक पूर्ण अवधारणा के लिए वस्तु के नाम के माध्यम से प्रतिनिधित्व की अभिव्यक्ति को विकसित करता है" वर्ग।

लेकिन उन सभी के दृष्टिकोण से, जो पहली बार इन अमूर्तताओं के पार आए थे, शास्त्रीय प्रक्रियात्मक भाषाओं के बाद यह स्पष्ट नहीं हुआ था, इसके विपरीत लगता है कि यह अभी भी अधिक भ्रमित था।

दूसरी ओर, कार्यक्रम के चित्रमय अंकन हैं, जो मानव भाषा के करीब नहीं हैं, लेकिन किसी भी कोड की तुलना में बहुत अधिक समझने योग्य हैं, ओओपी की तरह नहीं। यह संभव है कि यह मेरे लिए अधिक स्पष्ट है, एक इंजीनियरिंग शिक्षा द्वारा खराब कर दिया गया है, लेकिन मेरे जैसे कई लोग हैं और यह उन खराब भौतिकविदों के लिए पाठ है जो उच्च सार को नहीं समझते हैं।

उदाहरण के लिए, एनपीपी गेट वाल्व नियंत्रण एल्गोरिथ्म के चित्रमय अंकन में एक वास्तविक वर्णन है:

बाईं ओर इनपुट सिग्नल हैं, दाईं ओर कमांड हैं।

ऐसा लगता है कि एक बच्चा भी इस तरह के एक एल्गोरिथ्म पढ़ सकता है:

• यदि पंप 60 सेकंड के लिए चालू है और प्रवाह की दर 10 से कम है, तो रीसर्क्युलेशन वाल्व खोलें।
• यदि पंप चालू है, तो 5 सेकंड के भीतर वाल्व 001 और 002 को खोलने के लिए कमांड दें।
• यदि प्रवाह दर 20 से अधिक है और पंप चालू है, तो 5 सेकंड के भीतर शटर वाल्व 003 को बंद करने के लिए एक कमांड भेजें।

जब मैं एक छात्र था, मैंने डेल्फी के लिए घटकों की एक लाइब्रेरी बनाकर अंशकालिक काम किया और ओओपी फ़र्स्टहैंड से परिचित था। फिर, जब मैं वास्तविक परमाणु ऊर्जा संयंत्र नियंत्रण कार्यक्रमों में आया, तो मुझे बहुत आश्चर्य हुआ कि कोई अमूर्तता, एनकैप्सुलेशन नहीं था और, मुझे माफ कर दो, बहुरूपता, केवल शुद्ध सी, और मीसा सी की सिफारिश जो नियमों द्वारा काट दी गई थी ताकि सब कुछ विश्वसनीय , पोर्टेबल, सुरक्षित हो।

RBMK रिएक्टर कंट्रोल सिस्टम के लिए मेरे अभ्यास में C कटऑफ का शिखर FIL था। इसमें, फ़ंक्शन सी में पहले से लिखे गए थे, संकलित किए गए, और फिर एक पाठ फ़ाइल के आधार पर बुलाया गया, जहां उन्हें FIL भाषा में वर्णित किया गया था। नतीजतन, केवल एक सीमित कॉल करना संभव था, लेकिन कार्यों के सेट का सावधानीपूर्वक परीक्षण और डीबग किया गया। और यह सब सुरक्षा और विश्वसनीयता के नाम पर है।

लेकिन एक ही समय में, रिएक्टर नियंत्रण प्रणाली और समग्र रूप से एनपीपी नियंत्रण प्रणाली केवल ऐसा मामला है जहां ओओपी के सिद्धांतों को उनकी पूर्ण क्षमता पर लागू किया जाना चाहिए। वास्तव में, कई समान उपकरण हैं - वाल्व, पंप, सेंसर, सब कुछ आसानी से वर्गीकृत किया जाता है, तैयार वस्तुएं हैं जो वास्तविक उपकरणों के अनुरूप हैं। ऐसा लगता है कि यहाँ यह है - OOP, वर्गों, वंशानुक्रम, अमूर्तता और बहुरूपता का उपयोग करें। लेकिन नहीं, आपको शुद्ध सी की आवश्यकता है और ये सुरक्षा आवश्यकताएं हैं।

और फिर - और भी दिलचस्प। वास्तव में, परमाणु ऊर्जा संयंत्र के प्रबंधन के लिए कार्यक्रम प्रोग्रामर द्वारा नहीं लिखा गया है, लेकिन टेक्नोलॉजिस्ट द्वारा - केवल वह जानता है कि क्या और कब बंद करना है, खोलना है, चालू करना है, और सबसे महत्वपूर्ण बात - वह जानता है कि कब डोंगी को बंद करना है, ताकि दुर्घटना न हो। और प्रोग्रामर को सी कोड में यह सब सावधानी से लागू करना चाहिए। और इससे भी बेहतर, कि कोई प्रोग्रामर बिल्कुल नहीं होगा, और टेक्नोलॉजिस्ट ने स्वयं नियंत्रण कार्यक्रमों के तकनीकी एल्गोरिदम को चित्रमय रूप में आकर्षित किया, स्वचालित रूप से सी कोड उत्पन्न किया और इसे नियंत्रण उपकरण में लोड किया। अंतर्राष्ट्रीय सुरक्षा मानक इसकी सलाह देते हैं - इस मामले में, एक प्रोग्रामर - एक वायलिन वादक की तरह - की आवश्यकता नहीं है। वह प्रौद्योगिकीविद् के विचारों के कार्यान्वयन में केवल अतिरिक्त त्रुटियों और विकृतियों का परिचय देता है।

जब मुझे पता चला कि मेरे आश्चर्य की बात यह है कि एनपीपी टेक्नोलॉजिस्ट और डिज़ाइनर, स्वतंत्र रूप से प्रोग्रामर, ने ऑब्जेक्ट-ओरिएंटेड प्रोग्रामिंग का विकास और सफलतापूर्वक उपयोग किया है, और यहां तक ​​कि ग्राफिकल नोटेशन में, लेकिन परिणामी कोड पूरी तरह से सुरक्षा आवश्यकताओं को पूरा करता है और इसमें ओओपी कार्यप्रणाली की कलाकृतियां शामिल नहीं हैं। ।

वास्तव में, यदि आप चित्र 1 में सर्किट से उत्पन्न कोड को देखते हैं, तो हम वहां बिना किसी वर्ग के शुद्ध C देखेंगे।
उदाहरण के लिए, एल्गोरिथ्म प्रवेश तालिका:

/* Index=0 UID=0 GeneratorClassName=TSignalReader Name=KBA__AA.KBA31EY001.alg_inp Type=  */ state_vars->kbaalgsv0_out_1_ = kba31ap001_xb01; state_vars->kbaalgsv0_out_4_ = kba31cf001_xq01; 

बस वेरिएबल असाइन करना।
किसी भी ब्लॉक को इनपुट द्वारा आउटपुट की गणना के रूप में वर्णित किया जाता है, स्थिरांक की सूची में निर्दिष्ट मापदंडों को ध्यान में रखते हुए। उदाहरण के लिए, "अधिक" ब्लॉक कोड में इस तरह दिखता है:

 /* Index=5 UID=5 GeneratorClassName=TLogBlock Name=KBA__AA.KBA31EY001.smu.GT2 Type=  */ locals->v5_out_0_ = state_vars->kbaalgsv0_out_4_ > consts->kbaalgsv3_a_; 

ब्लॉक आउटपुट एक स्थिरांक में मूल्य के साथ इनपुट सिग्नल की तुलना करने का परिणाम है।

इस प्रकार, अन्य ब्लॉकों में, इनपुट चर से स्थानीय चर क्रमिक रूप से गणना की जाती है, और कार्यक्रम चक्र के अंत में चर को आउटपुट चर के लिए लिखा जाता है।

 /* Index=14 UID=14 GeneratorClassName=TSignalWriter Name=KBA__AA.KBA31EY001.alg_out Type=  */ if((action==f_InitState)||(action==f_GoodStep)||(action==f_RestoreOuts)){ kba31ey001_yb01 = locals->v8_out_0_; kba31ey001_yb11 = state_vars->kbaalgsv9_out_0_; kba31ey001_yb12 = state_vars->kbaalgsv12_out_0_; kba31ey001_yb02 = locals->v13_out_0_; }; 

यहाँ कक्षाएं कहाँ हैं, आप पूछें?

OOP से संबंधित पूरी कार्यप्रणाली चर नामों में है। ऐसा लगता है कि यह चर नाम में हो सकता है? और एक पूरी खाई हो सकती है। उदाहरण के लिए, चर नाम kba31ap001_xb01 है, बस C कोड में एक चर है जो चर के नाम की आवश्यकता को पूरा करता है। हालांकि, एक डिजाइन इंजीनियर के लिए, यह कुछ इस तरह दिखता है: "रिएक्टर डिब्बे, औद्योगिक पानी की आपूर्ति प्रणाली, पहला पंप, स्टार्ट-अप"। यह सब रूपांतरण जादू अद्भुत जर्मन कोडिंग प्रणाली (Kraftwerk-Kennzeichensystem) KKS, उद्धरण के लिए धन्यवाद होता है:

“यह कोडिंग वर्गीकरण प्रणाली बिजली संयंत्रों के लिए डिज़ाइन की गई है और इसमें काफी संभावनाएं हैं, और यह स्वतंत्र रूप से प्रोग्राम करने योग्य माइक्रोप्रोसेसर हार्डवेयर की विशेषताओं को भी ध्यान में रखता है।

तकनीकी उपकरणों, कार्यकारी निकायों (शट-ऑफ, सुरक्षा, शट-ऑफ, आदि वाल्व, सहायक तंत्र), अंकन, बढ़ते इकाइयों, स्वचालन उपकरणों, इमारतों और संरचनाओं के अंकन के साथ, केकेएस प्रणाली विभिन्न प्रकार के एल्गोरिदम और कार्यक्रमों को चिह्नित करने की अनुमति देती है। और उद्देश्य (मापा तकनीकी मापदंडों के लिए प्रसंस्करण एल्गोरिदम, सिग्नलिंग, स्वचालित विनियमन, तकनीकी सुरक्षा, तार्किक नियंत्रण: ताले, एबीपी, चरण-दर-चरण कार्यक्रम, - टी की गणना hniko-आर्थिक संकेतकों और तकनीकी उपकरणों के निदान), इनपुट, आउटपुट और एल्गोरिदम और कार्यक्रमों के मध्यवर्ती संकेत, सभी स्तरों के वीडियो रिकॉर्डिंग वीडियो टर्मिनलों, केबल, आदि पर प्रदर्शित कर रहे हैं ... "

लेकिन नाम के अंतिम भाग में सबसे दिलचस्प _xb01 है , जो अंडरस्कोर के माध्यम से निर्दिष्ट किया गया है। यदि आप प्रबंधन परियोजना के लिए सिग्नल बेस को देखते हैं, तो हम वहां ऐसी कक्षाएं देखेंगे जो सभी के लिए समझने योग्य और परिचित हैं, जो एक बार, कहीं न कहीं और ओओपी में रुचि रखते थे (चित्र 2 देखें)।

हमारे पास कक्षाएं, या टेबल हैं, आंकड़े में यह "श्रेणियाँ" कॉलम है। उदाहरण के लिए, "केडी 1" जिसमें पैटर्न संकेतों की एक तालिका है, वर्ग के क्षेत्र ऊपरी माप सीमा, कम माप सीमा, सेंसर रीडिंग , आदि। एक अमूर्तन है।

और इस वर्ग का एक कार्यान्वयन भी है - एक विशिष्ट सेंसर, उदाहरण के लिए, TK21F02B1, सर्किट में स्थित है, जैसा कि आप इसके नाम से अनुमान लगा सकते हैं, "रिएक्टर डिब्बे, औद्योगिक पानी की आपूर्ति प्रणाली, पहले पंप पर" और तथ्य यह है कि यह एक प्रवाह सेंसर है। इस शीर्षक में है, लेकिन यह सटीक नहीं है।

और इस वर्ग के इस उदाहरण में कार्यक्रम की प्रक्रिया में विशिष्ट संकेत और उनके मूल्य हैं, और उन्हें कक्षा के क्षेत्रों के नाम से पहुँचा जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक सेंसर रीडिंग चर TK21F02B1_XQ04 द्वारा इंगित किया गया है।

इस बिंदु पर, हम कह सकते हैं, रुको, यह ओओपी बिल्कुल भी नहीं है, या ओओपी बिल्कुल भी नहीं है, यह सिर्फ एक डेटा संरचना है, यह मानक सी में है। और कक्षा में विधियों का एनकैप्सुलेशन कहाँ है? डेटा प्रोसेसिंग कक्षा में होनी चाहिए, फिर यह वास्तविक कोषेर ओओपी विधि होगी।
आइए देखें कि सेंसर विश्वसनीयता नियंत्रण उप-रेखा ग्राफ़िकल रूप में कैसे दिखती है। चित्रा 3 सिग्नल प्रोसेसिंग सर्किट का एक हिस्सा है:

यह देखा जा सकता है कि प्रसंस्करण उपखंड में परिवर्तनशील नाम TK21F02B1_XQ04 का उपयोग किया जाता है, जो केकेएस नियमों के अनुसार और वर्ग फ़ील्ड तालिका के आधार पर बनता है। उपरोक्त उदाहरण में, सेंसर रीडिंग की गणना TK21F02B1_XQ03 में वर्ग उदाहरण के क्षेत्रों जैसे TK21F02B1_Xmin और TK21F02B1_Xmax के फ़ील्ड मानों के अनुसार की जाती है।

यदि हम इस योजना से उत्पन्न कोड की ओर मुड़ते हैं, तो हम एक चर, शुद्ध C और कोई pluses और OOP के लिए एक मूल्य का एक सरल असाइनमेंट देखेंगे।

  /* Index=12 UID=12 GeneratorClassName=TSignalReader Name=KD1.kd3_45.SR6 Type=    */ state_vars->su100v12_out_0_ = tk21f02b1_ai; 

और गणना परिणाम का असाइनमेंट, एक चर के एक साधारण असाइनमेंट के रूप में भी (संख्या की वैधता के लिए जाँच के साथ, ताकि सिग्नल प्रोसेसिंग के परिणामस्वरूप हमें कोई त्रुटि आए तो सिस्टम को न छोड़ें)

 /* Index=100 UID=100 GeneratorClassName=TSignalWriter Name=KD1.kd3_45.SW3 Type=    */ if(isfinite(locals->v63_out_0_)){ tk21f02b1_xq04 = locals->v63_out_0_; }; 

और किस क्षण प्रसंस्करण प्रक्रियाओं के वर्ग के इन क्षेत्रों का संघ दिखाई देता है? वास्तव में, मैं इस फ़ोकस के लिए दो विकल्पों से परिचित हूं। अब हम उनमें से एक का विश्लेषण करेंगे। ( दूसरा विकल्प यहाँ पार्स किया गया है .. )
आइए देखते हैं कि प्रसंस्करण कार्यक्रम सर्किट स्थित ब्लॉक को आरेख पर कैसे कॉन्फ़िगर किया गया है (चित्र 4 देखें)।

हमारे पास एक सर्किट है जिस पर हम एक ग्राफिकल प्रोग्रामिंग भाषा के एक सबमॉडल के ब्लॉक रखते हैं, इन ब्लॉकों के अंदर एक ग्राफिकल सर्किट है, जिसका एक हिस्सा चित्र 3 में दिखाया गया है, जो सेंसर से सिग्नल प्रोसेसिंग के लिए एक प्रोग्राम है।

इस ब्लॉक के गुणों में, हम सिग्नल डेटाबेस के क्षेत्र और एक ड्रॉप-डाउन सूची को देखते हैं जिसमें डेटाबेस में पहले से मौजूद सिग्नल होते हैं, वर्ग के उदाहरण, इस प्रकार के विशिष्ट सेंसर। यह वांछित सेंसर, नाम से कक्षा का एक उदाहरण चुनने के लिए पर्याप्त है, और एक चमत्कार होता है। योजना में, सभी पढ़ने और लिखने वाले ब्लॉक TK21F02B1_XQ03 प्रकार का नाम प्राप्त करते हैं, (वर्ग उदाहरण सेंसर नाम + फ़ील्ड नाम)।

अब, C कोड बनाते समय, सभी चर वांछित सेंसर के मान प्राप्त करेंगे। और प्रोग्रामर की जरूरत नहीं है, टेक्नोलॉजिस्ट ने एनपीपी नियंत्रण एल्गोरिथ्म के लिए ग्राफिक प्रोग्रामिंग भाषा में योजना विकसित करते समय सब कुछ खुद किया।

नामों को निर्दिष्ट करने के लिए, एक विशेष स्वचालन स्क्रिप्ट का उपयोग नियंत्रण प्रणाली के डिजाइन वातावरण में किया जाता है, लगभग चित्रा 5 में समान है। आरेख में सभी रीडिंग ब्लॉक को ऑब्जेक्ट के नाम और कक्षा में फ़ील्ड के नाम से युक्त नाम दिए गए हैं (चित्र 5 देखें)।

यह स्पष्ट है कि इसी तरह एक असीमित संख्या में सिग्नल प्रोसेसिंग विकल्प बनाए जा सकते हैं, अनिवार्य रूप से ओओपी पद्धति में कक्षा के लिए तरीके। उसी तरह, वे सेंसर के लिए गठित किए जा सकते हैं, इसका योग जब SCADA सिस्टम वीडियो फ़्रेम पर प्रदर्शित होता है, या उदाहरण के लिए, सेटिंग्स बदलने के लिए प्रक्रियाओं का प्रसंस्करण। एक चित्र चित्रमय रूप में बनाया गया है, एक ब्लॉक के रूप में सहेजा गया है और यदि आवश्यक हो तो इसका उपयोग किया जाता है।

संक्षेप में: आलेखीय प्रोग्रामिंग भाषाओं में, OOP विधियों का भी उपयोग किया जाता है और लाभकारी होते हैं। और नियंत्रण कार्यक्रमों के स्रोत कोड को उत्पन्न करने के बाद, ओओपी पद्धति के सभी कलाकृतियां गायब हो जाती हैं और स्वच्छ सी, सुरक्षित, विश्वसनीय, सत्यापित रहती हैं।

यह स्पष्ट है कि स्वचालन के ऐसे उपकरण, विकास को तेज करने के अलावा, विकास के समय को भी कम कर सकते हैं, नियंत्रण कार्यक्रमों में त्रुटियों की संख्या।