图形数据流组合框架

Posted 2023-03-31

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【中文标题】图形数据流组合框架【英文标题】：Graphical dataflow composition framework [closed] 【发布时间】：2013-01-14 19:15:37 【问题描述】：

我有兴趣将MathWorks Simulink 类似类型的工具嵌入到我的应用程序中。在这个嵌入式工具单元中，使用我的块定义文件以工具想要的任何方式编写的块定义文件，将其表示为块及其输入和输出端口以及每个块的参数。我希望框架是通用的并从某个地方读取块定义，然后允许用户根据它们的定义组成给定块的数据流（最好带有图形编辑器）。然后，我希望该工具导出用户组成的块数据流，我可以在其中以 Java（或其他语言）实用地读取它，并使用它做任何我需要做的事情，比如构建给定数据流的可执行版本。

我提前知道，导出的块组合可以足够智能以执行，但我可以导出块组合/拓扑以及相互连接的输入和输出。换句话说，我不是在寻找数据流编程语言。我正在寻找允许数据流图形组合的工具集，然后将组合导出为 json 或我可以在编程语言中加载并用它做任何事情的东西。

上面的框架/工具是 Simulink 对来自其不同库的块所做的，但我需要将这样的东西嵌入到我自己的工具中，并且想知道哪个开源项目与我想要做的很接近。我想我想要的是一个数据流组合框架。请纠正我对此的看法。

【问题讨论】：

我认为，已知的宇宙中不存在标准的数据流语言，因此没有编辑器。我和我的一个朋友创建了一个 prototype DF 系统，我们正在使用一种简单的 DF 脚本标记语言，我们可以使用一个小型 php 应用程序来显示它，该应用程序将我们的 DF 脚本转换为 GraphViz 脚本。 【参考方案1】：

数据流语言是（彩色）Petri nets 的特例。 colored Petri net 由位置图组成，每个位置都包含带有值的彩色标记（颜色是“数据类型”的一个有趣名称，值只是颜色/数据类型实例）。来自多个地方的令牌通过转换组合以在以下地方生成令牌； “过渡”可以结合“颜色”（例如，计算值）。所以，一个人可能有一个用于浮点值的标记“颜色”，以及由加、减、乘、除组成的转换；并且您可以使用它轻松地对算术数据流（例如 Simulink）进行建模。

更重要的是，CPN 非常通用。它们由分层 CPN 填充，产生数据流子程序的效果，并允许各种扩展（例如时间约束等）。

Colored Petri Net Tools 网站提供了一套完整的工具，用于构建/编辑/显示甚至评估任意有色 Petri 网。（您甚至可能不需要编写 Java 程序来评估它们！）。它甚至提供对此类图形的静态分析，例如“终止”等，这些是您通常无法通过 Matlab 或 National Instruments 风格的数据流语言获得的。

如果有基于 Java 的 CPN 工具版本，我不会感到惊讶；该小组十多年来一直在构建此类工具。如果有一种方法可以将颜色和过渡限制为特定的集合，例如，相对容易地定义为您定义的“数据流”语言，我也不会感到惊讶。

【讨论】：

【参考方案2】：

我的建议是Yakindu Statecharts Tool。我不确定这是否太复杂。但我认为应该在这里提到它。您可以定义规则并显示错误，当连接不应该的事物时。我觉得它看起来也有点像 Simulink 所做的，不是吗？

【讨论】：

【参考方案3】：

您应该先了解一下 J. Paul Morrison 的 DrawFBP。我无法与它划清界限，但这一定是我的错。

另外，我见过的最好的用户界面是moonbase.com，如果我写过一个（我会的），它会是相似的。不错的预览区，教程模式，很漂亮。我还没有弄清楚，编辑器是否可用或者这个项目的目的是什么。

最后，我们的 DF 脚本语言（只是看看，我们应该用图形编辑器隐藏什么）：

redbutton: Button  // we have a button
redbutton.press >> redlamp.on   // it turns the red lamp on
redbutton.press >> greenlamp.off  // and the green off
redbutton.presst >> redmsg.in  // also reports the action

greenbutton: Button  // opposite
greenbutton.press >> greenlamp.on
greenbutton.press >> redlamp.off
greenbutton.press >> greenmsg.in

redlamp: Lamp
greenlamp: Lamp

redmsg: Text
redmsg.value = "red"
redmsg.out >> console.in

greenmsg: Text
greenmsg.value = "green"
greenmsg.out >> console.in

console: Stdout

如您所见，该语言只有 3 个元素：

放置一个组件（名称：类型）设置属性值（compname.propname = value）定义消息（srccomp.srcport >> dest.destport）

当然，图形编辑器应该更好。我们现在只有可视化器。

【讨论】：

【参考方案4】：

我也在寻找这样的工具，偶然发现了JGraph，这是一个开发人员库，可用于自行构建交互式图形/图表绘图工具。这并不意味着您必须自己完成所有艰苦的工作，因为 com.mxgraph.examples.swing.GraphEditor 在文件夹 examples。

演示编辑器的屏幕截图

当导出到所谓的 mx 图形编辑器文件 (*.xme) 时，实际上会得到 xml。对于上面的例子：

<mxGraphModel>
    <root>
        <mxCell id="0" />
        <mxCell id="1" parent="0" />
        <mxCell id="4" parent="1" style="fontSize=24" value="Start"
            vertex="1">
            <mxGeometry as="geometry"   x="80.0"
                y="250.0" />
        </mxCell>
        <mxCell id="5" parent="1" style="fontSize=24" value="???"
            vertex="1">
            <mxGeometry as="geometry"   x="310.0"
                y="480.0" />
        </mxCell>
        <mxCell edge="1" id="6" parent="1" source="4" style="" target="5"
            value="">
            <mxGeometry as="geometry" relative="1">
                <mxPoint as="sourcePoint" x="290.0" y="310.0" />
                <mxPoint as="targetPoint" x="220.0" y="330.0" />
            </mxGeometry>
        </mxCell>
        <mxCell id="9" parent="1" style="fontSize=24" value="Profit"
            vertex="1">
            <mxGeometry as="geometry"   x="570.0"
                y="710.0" />
        </mxCell>
        <mxCell edge="1" id="10" parent="1" source="5" style="" target="9"
            value="">
            <mxGeometry as="geometry" relative="1">
                <mxPoint as="sourcePoint" x="520.0" y="670.0" />
                <mxPoint as="targetPoint" x="490.0" y="840.0" />
            </mxGeometry>
        </mxCell>
    </root>
</mxGraphModel>

使用标准的XML库解析文件应该没有问题，所以总而言之，当所有位置信息都被忽略时，得到一个简单的数据流描述。

但是，请对我的建议持保留态度，因为我也在寻找正确的方法。

【讨论】：

【参考方案5】：

我不确定以下内容是否完全符合您的期望，但您可以查看Eclipse eTrice project - 它有一个图形编辑器和以他们自己的语言表达的导出模型。但是我不知道这个项目在实践中有多成熟，以及目前使用 Java 模型可以做什么。

您还可以查看其他modelling projects at Eclipse。

【讨论】：

【参考方案6】：

在我看来，您的用户应该编辑 UML 活动。所以你可以建立在Eclipse Papyrus 和Eclipse UML2 API 的基础上。您需要为正在编辑的活动附加更具体的语义，并限制用户可以编辑的内容（例如，您可能不希望通过活动分叉和连接节点并行执行）。执行编辑的模型比阅读活动并通过它。如果你输入一个节点，那么你只需要调用你的节点定义。这听起来很简单。

不管怎样，我按照@mantrid 的建议去看看eclipse modeling project。

【讨论】：

(+1) 用于 Eclipse 建模项目，尤其是 Graphical Editing Framework (GEF)。 As it seems，当主应用程序是 Swing 时，可以在单独的窗口中使用 SWT。有希望...【参考方案7】：

您可以尝试Cameleon：[http://www.shinoe.org/cameleon][1]，这似乎很容易使用。它是一种用于函数式编程的图形语言，具有数据（工作）流方法。

它是用 C++ 编写的，但可以调用用任何编程语言编写的任何类型的本地或远程程序。

它有一个多尺度的方法，似乎图灵完备（这是一个 petri 网扩展）。

纯色，

【讨论】：

【参考方案8】：

你也应该试试YAWL，它在工作流编程方面有很好的图形化背景，你可以看到：

[http://www.yawlfoundation.org/][1]

查看工作流模式，我认为这是处理图形编程的一个非常好的理论基础。