2.2　軟件項目接口類型

在開發項目的過程中我們需要了解項目接口的類型，例如人機接口、軟件—硬件接口、軟件間接口及通信接口等。

2.2.1　人機接口

人機接口是指人與計算機之間建立聯系、交換信息所需輸入／輸出設備的接口，這些設備包括鍵盤、顯示器、打印機、鼠標等。

人機接口是計算機和人機交互設備之間的交接界面，通過接口可以實現計算機與外設之間的信息交換。人機接口與人機交互設備一起完成以下兩個任務。

（1）信息形式的轉換。

（2）信息傳輸的控制。

人機交互的主要優點如下。

（1）操作簡單。

（2）利于提高工作效率。

（3）操作安全。出現誤操作時，用戶界面會提示。

2.2.2　軟件—硬件接口

軟件—硬件接口是指軟件系統中軟件與硬件之間的接口。例如，軟件與接口設備之間的接口。

（1）硬件：計算機的硬件是計算機系統中各種設備的總稱。計算機的硬件應包括5個基本部分，即運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備。上述各基本部件的功能各異，例如：運算器應能進行加、減、乘、除等基本運算；存儲器不僅能存放數據，而且能存放指令，計算機應能區分是數據還是指令；控制器應能自動執行指令；操作人員可以通過輸入、輸出設備與主機進行通信。計算機內部采用二進制來表示指令和數據。操作人員將編好的程序和原始數據送入主存儲器中，然后啟動計算機開始進行工作，計算機應在無須干預的情況下完成逐條取出指令和執行指令的任務。

（2）軟件：計算機的外觀、主機內的元件都是看得見的，一般稱它們為計算機的硬件，那么計算機的軟件是什么呢？即使打開主機，也看不到軟件在哪里。既看不見也摸不到，聽起來好像很抽象。如果沒有軟件，計算機就像變成“植物人”一樣，空有軀體，卻無法行動。當你啟動計算機時，計算機會執行開機程序，并且啟動系統，然后你可能會啟動Word程序，并打開文件來編輯文件，或是使用Excel來制作表格、使用IE瀏覽器來上網等。以上所提到的操作系統、打開的程序和文件及瀏覽器等，都屬于計算機的軟件。

軟件的主要分類如下。

①應用軟件：應用程序包、面向對象的程序設計語言等。

②系統軟件：操作系統、語言編譯／解釋系統和服務性程序等。

硬件和軟件是一個完整的計算機系統中互相依存的兩大部分，它們的關系主要體現在以下幾個方面。

（1）硬件和軟件互相依存。硬件是軟件賴以工作的物質基礎，軟件的正常工作是硬件發揮作用的唯一途徑。計算機系統必須要配備完善的軟件系統才能正常工作，且充分發揮其硬件的各種功能。

（2）硬件和軟件協同發展。計算機軟件隨硬件技術的迅速發展而發展，而軟件的不斷發展與完善又促進硬件的更新，兩者密切地交織發展，缺一不可。

（3）硬件和軟件無嚴格界線。隨著計算機技術的發展，在許多情況下計算機的某些功能既可以由硬件實現，也可以由軟件來實現。因此，在一定意義上說，硬件與軟件沒有絕對嚴格的界線。

硬件產品和軟件產品的區別如下。

（1）結構組成不同。

（2）研發流程不同。

（3）研發和生產成本不同。

（4）贏利模式不同。

（5）產品研發模式側重點不同。

2.2.3　軟件間接口

軟件間接口是軟件系統中程序之間的接口，包括軟件系統與其他系統或子系統之間的接口、程序模塊之間接口、程序單元之間的接口等。

我們把人與軟件之間的接口稱為“用戶界面”，也就是“UI”。這里要重點討論軟件不同部分之間的交互接口，通常就是指API——應用程序編程接口，其表現的形式是源代碼。API的發明和發展極大地促進了計算機產業的進步，同時API幾乎決定著日常計算機運算的各個方面。

大多數程序員秉承為軟件用戶設計優秀用戶界面的思想，這一點早已深入內心。但如何實現合理的軟件API卻只為少數人所重視。歷史證明，所有在應用體驗上獲得成功的軟件或Web應用程序無一不是首先在API的設計上滿足了用戶的需求，哪怕用戶幾乎從不直接使用這些API。

2.2.4　通信接口

通信接口（Communication Interface）是指中央處理器和標準通信子系統之間的接口。下面將會介紹幾種常見的通信接口。

1．標準串行接口RS-232

RS-232接口的通信線路簡單，只要一根交叉線即可與PC主機進行點對點雙向通信，并且線纜成本低，但傳輸速率慢，不適于長距離通信。消費類PC也逐漸取消了該接口，其多存在于工控機及部分通信設備中。

2．GPIB接口

GPIB接口最大的特點是可用一條總線連接若干個儀器，組成一個自動測試系統。該接口通信速率較低，常用于發送控制類命令，適用于電氣干擾輕微的實驗室或生產現場。由于普通的PC及工控機中較少提供GPIB接口，因此用戶需要購買專用的控制卡并安裝驅動程序后才能實現與儀器通信。

3．以太網接口

目前大多數設備都配有LAN網絡接口，俗稱“水晶頭”。它具有可靈活組網、多點通信、傳輸距離不限、高傳輸速率等優點，使其成為主流的通信接口方式。

該接口本身的作用主要是用于路由器與局域網進行連接。局域網類型是多種多樣的，所以這就決定了路由器的局域網接口類型也可能是多樣化的。不同的網絡有不同的接口類型，常見的以太網接口主要有AUI、BNC和RJ-45接口，還有FDDI、ATM、光纖接口。在儀器行業或系統集成行業，大多數的工程師也會選擇通過網口寫入命令對儀器進行控制。

4．USB接口

作為常用的接口，USB接口只有4根線（兩根電源線，兩根信號線），信號是串行傳輸的，因此USB接口也稱為串行口。USB接口的4根線一般是按下面這樣的對應關系分配的，即黑線—GND、紅線—VCC、綠線—Data+、白線—Data-。USB接口的主要作用是對設備內的數據進行存儲或者設備通過USB接口對外部信息進行讀取識別；除此以外，USB接口也是做二次開發的有效接口。雖然USB 3.0的技術已經在筆記本電腦等領域應用得非常成熟，但是在儀器領域，受處理速度和架構的影響，多見的還是USB 2.0的技術。

5．無線接口

除了常見的通信接口外，無線連接也是一種非常重要的通信方式。其特點是無實體線連接，傳輸速率快。有很多儀器設備內部都直接內置了802.11無線接口?？梢詫x器與無線路由相連接，或連接到手機的WiFi熱點形成組網。

6．多機同步接口

其實多機同步接口不同于上文提到的USB、LAN等常見通信接口，而是功率分析儀類的設備為保證同時測量得到通道數多設計的接口。通過線纜連接兩臺儀器即可同時測試多路型號，保證信號測試的同步性。

總結：

（1）在對通信速率要求不高、不需要長距離通信、只存在一臺主機、一臺儀器的場合下，使用串口可以更快地開始測量。

（2）在需要與校準源、信號發生器等儀器同時連接，且它們均提供GPIB接口時，可以將設備的通信方式改為GPIB，組成小型網絡。

（3）以太網接口是我們所推薦的連接方式。短距離通信時，可以用一根雙絞線直接與工控機或筆記本電腦相連。遠距離通信時，還可以增加交換機，實現一臺主機控制多個儀器。

（4）在某些特殊場合下不具備進行有線通信的條件時，可以使用致遠PA2000 mini、PA8000系列功率分析儀所特有的無線通信接口。例如，某同事與客戶在動車牽引車內測量時，就是將功率分析儀、PC主機同時連接到手機WiFi熱點上，然后在PC主機上遠程無線操作儀器。

（5）PA系列功率分析儀內置FTP服務器，在以太網或無線連接建立后，可以通過PC主機或手機的瀏覽器進行訪問，將儀器內存儲的測量數據直接下載到PC主機硬盤或手機存儲空間中。