MWORKS开发平台架构及二次开发

本教材从MWORKS二次开发的角度出发，系统介绍MWORKS开发平台架构及其二次开发原理、流程和案例。全书共6章，第1章简要介绍科学计算与系统建模仿真平台MWORKS，第2章简要介绍MWORKS 平台开放架构与二次开发，在此基础上，第3~5章分别讨论面向科学计算的二次开发、面向系统建模的二次开发和带用户界面的应用开发，第6章是综合应用二次开发实践。 本教材是国内第一本专门介绍MWORKS开发平台架构及二次开发的教材，适合作为普通高等院校相关专业科学计算与系统建模仿真等课程的教材，也可供从事国产化科学计算软件开发和系统设计与仿真验证平台研发的广大科研人员和科技工作者阅读参考。

第1章 科学计算与系统建模仿真平台MWORKS简介 1 1.1 科学计算发展概述 2 1.1.1 科学计算的计算过程 2 1.1.2 科学计算常用软件产品 2 1.1.3 科学计算的经典应用 4 1.2 系统建模发展概述 5 1.2.1 模型 5 1.2.2 系统建模与仿真历史发展 6 1.2.3 系统建模与仿真常用软件 7 1.3 信息物理系统概述及其建模需求 8 1.3.1 CPS体系结构 9 1.3.2 CPS技术特征及其建模需求 9 1.3.3 CPS应用 10 1.4 采用MWORKS构建信息物理系统的优势 12 1.4.1 产品定位 12 1.4.2 平台优势 13 1.5 MWORKS平台架构及二次开发的必要性 14 1.5.1 MWORKS平台发展历程 14 1.5.2 MWORKS平台体系及其开放平台架构 14 本章小结 17 习题1 17 第2章 MWORKS平台开放架构与二次开发简介 18 2.1 MWORKS平台技术架构 19 2.1.1 概述 19 2.1.2 内核层 21 2.1.3 平台层 26 2.1.4 应用层 27 2.2 MWORKS平台二次开发简介 30 2.2.1 内核层二次开发 31 2.2.2 应用层二次开发 32 本章小结 34 习题2 35 第3章 面向科学计算的二次开发 36 3.1 科学计算语言Julia 37 3.1.1 Julia语言概述 37 3.1.2 Julia语言的优势 37 3.1.3 Julia的安装与运行 38 3.1.4 Julia REPL的几种模式 39 3.2 内核层二次开发 39 3.2.1 内核层二次开发原理与流程 39 3.2.2 内核层二次开发案例 43 3.3 应用层二次开发 47 3.3.1 应用层函数库开发流程 48 3.3.2 函数库开发规范 62 3.3.3 应用层函数库开发案例 62 本章小结 64 习题3 64 第4章 面向系统建模的二次开发 65 4.1 系统建模语言Modelica简介 66 4.1.1 Modelica概述 66 4.1.2 Modelica发展历程 67 4.1.3 Modelica工作原理 69 4.1.4 Modelica技术特点 71 4.2 内核层二次开发 73 4.2.1 内核层二次开发案例 75 4.2.2 内核层模型求解算法开发规范 87 4.3 应用层二次开发 91 4.3.1 模型库开发案例 92 4.3.2 应用层模型库开发流程 108 4.3.3 模型库开发规范 123 本章小结 130 习题4 130 第5章 带用户界面的应用开发 131 5.1 用户界面开发工具概述 132 5.1.1 C++用户界面开发 132 5.1.2 HTML5/JavaScript用户界面开发 132 5.1.3 .NET用户界面开发 132 5.1.4 Visual C++用户界面开发 133 5.2 科学计算环境APP的开发和运行 133 5.2.1 开发运行模式 133 5.2.2 开发运行流程 135 5.2.3 APP开发案例――曲线拟合工具 142 5.3 系统建模仿真环境APP的开发和运行 148 5.3.1 开发运行模式 148 5.3.2 开发运行流程 149 5.3.3 APP开发案例――车辆仿真 150 本章小结 167 习题5 167 第6章 综合应用二次开发实践 168 6.1 深度学习工具箱开发实践 169 6.1.1 基于MWORKS.Syslab的多层神经网络开发与实践 169 6.1.2 基于Python库的MWORKS.Syslab深度学习工具箱开发与实践 177 6.2 机械运动模型库开发 186 6.2.1 需求分析 186 6.2.2 架构设计 186 6.2.3 接口设计 189 6.2.4 模型开发 190 6.2.5 模型测试 198 本章小结 199 习题6 199 附录A Julia及MWORKS简介 200 A.1 Julia 201 A.1.1 科学计算语言概述 201 A.1.2 Julia简介 203 A.1.3 Julia的优势 204 A.1.4 Julia与其他科学计算语言的差异 204 A.2 Julia Hello World 207 A.2.1 直接安装并运行Julia 207 A.2.2 使用MWORKS运行Julia 209 A.3 MWORKS简介 209 A.3.1 MWORKS设计与验证 210 A.3.2 MWORKS产品体系 211 A.4 Syslab功能简介 213 A.4.1 交互式编程环境 213 A.4.2 科学计算函数库 213 A.4.3 计算数据可视化 214 A.4.4 库开发与管理 215 A.4.5 科学计算与系统建模的融合 215 A.4.6 中文帮助系统 216 附录B Syslab入门 217 B.1 Syslab安装及界面介绍 218 B.1.1 Syslab的下载与安装 218 B.1.2 Syslab的工作界面 220 B.2 Julia REPL环境的几种模式 225 B.2.1 Julia模式 225 B.2.2 Package模式 226 B.2.3 Help模式 226 B.2.4 Shell模式 227 B.3 Syslab与Sysplorer的软件集成 227 B.3.1 Syslab调用Sysplorer API 227 B.3.2 Sysplorer调用Syslab Function模块 229