冷夜 C++ 小棧

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上位機一般是集中管理監控機，下位機是指現場直接控制器或控制機。  
  上位機面向管理級用戶，下位機面向底層設備控制。

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上位機：上位監視系統，一般為計算機系統（監控軟件）；
下位機：控制系統的現場執行系統，一般為PLC等設備。

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上位機是指人可以直接發出操控命令的計算機，一般是PC，屏幕上顯示各種信號變化（液壓，水位，溫度等）。
下位機是直接控制設備獲取設備狀況的的計算機，一般是PLC/單片機之類的。上位機發出的命令首先給下位機，下位機再根據此命令解釋成相應時序信號直接控制相應設備。下位機不時讀取設備狀態數據（一般模擬量），轉化成數字信號反饋給上位機。簡言之如此，真實情況千差萬別不離其宗。上下位機都需要編程，都有專門的開發系統。

兩機如何通訊，一般取決于下位機。TCP/IP一般是支持的。但是下位機一般具有更可靠的獨有通訊協議，購買下位機時，會帶一大堆手冊光盤，告訴你如何使用特有協議通訊。里面會舉大量例子。一般對編程人員而言一看也就那么回事，使用一些新的API罷了。多語言支持功能模塊，一般同時支持數種高級語言為上位機編程。

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上位機是指工業控制中位于較高層次的計算機。上位機通常指電腦了
下位機就通常指單片機之類

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下位機一般指放置在前端的采集機，比如AD4500等設備，用來采集智能設備數據，并把數據通過串口或者其它方式發送給服務端。下位機一般具有自檢和自啟功能，是一種小型的計算機，功能比較單一，使用DOS操作系統或其它操作系統。上位機是相對于下位機而言，一般情況下一個上位機對應幾個下位機，把下位機的數據轉發給服務器或者把服務器的控制信息發送給下位機。有時候上位機本身就充當服務器。

      軟件工藝（software craftsmanship），今天第一次看到這個名詞好像有點后知后覺。但是我確實覺得"軟件工藝"一詞要比軟件工程能夠更好地揭示軟件設計與開發的過程與技術特點。
      看到軟件工藝這個名詞是在一個網友的blog，軟件工藝是國外一本書的名字，據說中譯版即將在國內發行。找時間應該了解一下此書的主要觀點，或許對于軟件設計與開發的思想會有所幫助。

靜態構造函數
靜態構造函數是一種成員，用來實現初始化一個類所需的操作。靜態構造函數不能帶參數，
不能具有可訪問性修飾符，也不能被顯式調用。類的靜態構造函數是自動地被調用的。
（上面的說明摘自《C# Language Specification》）

示例
class Employee
{
 private static int ds;
 static Employee() {
  ds = 2;
 }

 public Employee(int n)
{
    ds = n;
}

 public string Name;
 public decimal Salary;
}
顯示了一個 Employee 類，該類含有一個靜態構造函數，它初始化一個靜態字段

請注意下面的語句，會導致靜態構造函數先被調用，然后調用public的構造函數。也就是說執行了
兩個不同的構造函數，因此在實際應用中，需要注意到這種情況可能會引起的問題。

Employee em = new Employee(1);

（本文是本人以baodi_z的網名原發表在CSDN的個人BLOG，原文發表于 2005年06月07日 5:44 PM ）

一個有趣的現象，摘自CSDN 吹云Blog《C++從零開始（十二）——何謂面向對象編程思想》原文http://blog.csdn.net/chuiyun/archive/2004/11/26/194722.aspx。

    之所以摘錄這段文章，是因為我奇怪下面的例子竟然真的能夠編譯通過--在引用的文件中篡改類的private為public就可以直接訪問私有變量，而且能夠正常訪問和賦值。
    下面是摘錄的原文，有興趣的朋友不妨也試試編個代碼試驗一下。

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封裝

    先來看現在在各類VC教程中關于對象的講解中經常能看見的如下的一個類的設計。
    class Person
    { private: char m_Name[20]; unsigned long m_Age; bool m_Sex;
      public:  const char* GetName() const;  void SetName( const char* );
               unsigned long GetAge() const; void SetAge( unsigned long );
               bool GetSex() const;          void SetSex( bool );
    };
    上面將成員變量全部定義為private，然后又提供三對Get/Set函數來存取上面的三個成員變量（因為它們是private，外界不能直接存取），這三對函數都是public的，為什么要這樣？那些教材將此稱作封裝，是對類Person的內部內存布局的封裝，這樣外界就不知道其在內存上是如何布局的并進而可以保證內存的有效性（只由類自身操作其實例）。
    首先要確認上面設計的荒謬性，它是正宗的“有門沒鎖”毫無意義。接著再看所謂的對內存布局的封裝。回想在《C++從零開始（十）》中說的為什么每個要使用類的源文件的開頭要包含相應的頭文件。假設上面是在Person.h中的聲明，然后在b.cpp中要使用類Person，本來要#include "Person.h"，現在替換成下面：
    class Person
    { public: char m_Name[20]; unsigned long m_Age; bool m_Sex;
      public: const char* GetName() const;  void SetName( const char* );
              unsigned long GetAge() const; void SetAge( unsigned long );
              bool GetSex() const;          void SetSex( bool );
    };
    然后在b.cpp中照常使用類Person，如下：
    Person a, b; a.m_Age = 20; b.GetSex();
    這里就直接使用了Person::m_Age了，就算不做這樣蹩腳的動作，依舊#include "Person.h"，如下：
    struct PERSON { char m_Name[20]; unsigned long m_Age; bool m_Sex; };
    Person a, b; PERSON *pP = ( PERSON* )&a; pP->m_Age = 40;
    上面依舊直接修改了Person的實例a的成員Person::m_Age，如何能隱藏內存布局？！請回想聲明的作用，類的內存布局是編譯器生成對象時必須的，根本不能對任何使用對象的代碼隱藏有關對象實現的任何東西，否則編譯器無法編譯相應的代碼。
    那么從語義上來看。Person映射的不是真實世界中的人的概念，應該是存放某個數據庫中的某個記錄人員信息的表中的記錄的緩沖區，那么緩沖區應該具備那三對Get/Set所代表的功能嗎？緩沖區是緩沖數據用的，緩沖后被其它操作使用，就好像箱子，只是放東西用。故上面的三對Get/Set沒有存在的必要，而三個成員變量則不能是private。當然，如果Person映射的并不是緩沖區，而在其它的世界中具備像上面那樣表現的語義，則像上面那樣定義就沒有問題，但如果是因為對內存布局的封裝而那樣定義類則是大錯特錯的。
    上面錯誤的根本在于沒有理解何謂封裝。為了說明封裝，先看下MFC（Microsoft Foundation Class Library——微軟功能類庫，一個定義了許多類的庫文件，其中的絕大部分類是封裝設計。關于庫文件在說明SDK時闡述）中的類CFile的定義。從名字就可看出它映射的是操作系統中文件的概念，但它卻有這樣的成員函數——CFile::Open、CFile::Close、CFile::Read、CFile::Write，有什么問題？這四個成員函數映射的都是對文件的操作而不是文件所具備的功能，分別為打開文件、關閉文件、從文件讀數據、向文件寫數據。這不是和前面說的成員函數的語義相背嗎？上面四個操作有個共性，都是施加于文件這個資源上的操作，可以將它們叫做“被功能”，如文件具有“被打開”的功能，具有“被讀取”的功能，但應注意它們實際并不是文件的功能。
    按照原來的說法，應該將文件映射為一個結構，如FILE，然后上面的四個操作應映射成四個函數，再利用名字空間的功能，如下：
    namespace OFILE
    {
        bool Open( FILE&, … );  bool Close( FILE&, … );
        bool Read( FILE&, … );  bool Write( FILE&, … );
    }
    上面的名字空間OFILE表示里面的四個函數都是對文件的操作，但四個函數都帶有一個FILE&的參數。回想非靜態成員函數都有個隱藏的參數this，因此，一個了不起的想法誕生了。
    將所有對某種資源的操作的集合看成是一種資源，把它映射成一個類，則這個類的對象就是對某個對象的操作，此法被稱作封裝，而那個類被稱作包裝類或封裝類。很明顯，包裝類映射的是“對某種資源的操作”，是一抽象概念，即包裝類的對象都是無狀態對象（指邏輯上應該是無狀態對象，但如果多個操作間有聯系，則還是可能有狀態的，但此時它的語義也相應地有些變化。如多一個CFile::Flush成員函數，用于刷新緩沖區內容，則此時就至少有一個狀態——緩沖區，還可有一個狀態記錄是否已經調用過CFile::Write，沒有則不用刷新）。
    現在應能了解封裝的含義了。將對某種資源的操作封裝成一個類，此包裝類映射的不是世界中定義的某一“名詞性概念”，而是世界的“動詞性概念”或算法中“對某一概念的操作”這個人為定出來的抽象概念。由于包裝類是對某種資源的操作的封裝，則包裝類對象一定有個屬性指明被操作的對象，對于MFC中的CFile，就是CFile::m_hFile成員變量（類型為HANDLE），其在包裝類對象的主要運作過程（前面的CFile::Read和CFile::Write）中被讀。
    有什么好處？封裝提供了一種手段以將世界中的部分“動詞性概念”轉換成對象，使得程序的架構更加簡單（多條“動詞性概念”變成一個“名詞性概念”，減少了“動詞性概念”的數量），更趨于面向對象的編程思想。
    但應區別開包裝類對象和被包裝的對象。包裝類對象只是個外殼，而被包裝的對象一定是個具有狀態的對象，因為操作就是改變資源的狀態。對于CFile，CFile的實例是包裝類對象，其保持著一個對被包裝對象——文件內核對象（Windows操作系統中定義的一種資源，用HANDLE的實例表征）——的引用，放在CFile::m_hFile中。因此，包裝類對象是獨立于被包裝對象的。即CFile a;，此時a.m_hFile的值為0或-1，表示其引用的對象是無效的，因此如果a.Read( … );將失敗，因為操作施加的資源是無效的。對此，就應先調用a.Open( … );以將a和一特定的文件內核對象綁定起來，而調用a.Close( … );將解除綁定。注意CFile::Close調用后只是解除了綁定，并不代表a已經被銷毀了，因為a映射的并不是文件內核對象，而是對文件內核對象操作的包裝類對象。
    如果仔細想想，就會發現，老虎能夠吃兔子，兔子能夠被吃，那這里應該是老虎有個功能是“吃兔子”還是多個兔子的包裝類來封裝“吃兔子”的操作？這其實不存在任何問題，“老虎吃兔子”和“兔子被吃”完全是兩個不同的操作，前者涉及兩種資源，后者只涉及一種資源，因此可以同時實現兩者，具體應視各自在相應世界中的語義。如果對于真實世界，則可以簡略地說老虎有個“吃”的功能，可以吃“肉”，而動物從“肉”和“自主能動性”多重繼承，兔子再從動物繼承。這里有個類叫“自主能動性”，指動物具有意識，能夠自己動作，這在C++中的表現就是有成員函數的類，表示有功能可以被操作，但收音機也具有調臺等功能，難道說收音機也能自己動？！這就是世界的意義——運轉。

（本文是本人以baodi_z的網名原發表在CSDN的個人BLOG，原文發表于 2004年12月09日 2:09 PM ）