多功能开放式软件设计
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stm32 canopen 例子摘要:1.引言2.STM32微控制器简介3.CANopen协议简介4.STM32 CANopen例子概述5.硬件设计6.软件设计7.总结正文:1.引言随着工业自动化和物联网技术的不断发展,嵌入式系统在各领域得到了广泛应用。
其中,STM32系列微控制器凭借出色的性能和低功耗特点,成为了嵌入式领域的热门选择。
CANopen协议作为一种基于CAN总线的通信协议,具有良好的实时性和可靠性,在工业自动化领域有着广泛的应用。
本文将介绍一个基于STM32的CANopen例子,以供参考。
2.STM32微控制器简介STM32系列微控制器是意法半导体公司推出的一款基于ARM Cortex-M 内核的32位闪存微控制器。
它具有高性能、低功耗、多功能、易扩展等特点,广泛应用于嵌入式系统领域。
3.CANopen协议简介CANopen协议是基于CAN总线的通信协议,由德国的Robert Bosch GmbH公司开发。
它是一种用于实时控制的开放式串行通信协议,具有多主控制结构、高可靠性、实时性好等特点。
CANopen协议在工业自动化领域得到了广泛应用,特别是在工业控制器和现场设备之间的通信。
4.STM32 CANopen例子概述本文将以一个简单的STM32 CANopen例子为例,介绍如何实现基于STM32的CANopen通信。
该例子采用STM32F103C8T6微控制器,具备两个CAN通道,分别用于发送和接收数据。
硬件方面,通过扩展CAN收发器及相关的外围器件,实现CANopen通信;软件方面,编写相应的程序实现CANopen协议的帧传输、数据处理等功能。
5.硬件设计硬件设计主要包括微控制器、CAN收发器、外围器件等的选型和连接。
首先,选用STM32F103C8T6微控制器作为核心控制器,通过SPI接口与CAN 收发器(如TJA1020)进行通信。
其次,根据需要选择其他外围器件,如电源模块、晶振模块、复位模块等。
1软件系统设计开发原则1.1系统标准化原则系统架构设计开始之前必须严格执行国家相关标准或行业标准设计,选择适合的业内标准的成熟技术体系和设计方法来规范和约束软件平台和软件体系结构,并遵循国际标准、国际通用惯例或计算机领域的通用规范。
最大程度保证系统具备各种层次的标准规范。
1.2可靠性原则软件系统规模越做越大越复杂,其可靠性越来越难保证。
应用本身对系统运行的可靠性要求越来越高,软件系统的可靠性也直接关系到设计自身的声誉和生存发展竞争能力。
软件可靠性意味着该软件在测试运行过程中避免可能发生故障的能力,且一旦发生故障后,具有解脱和排除故障的能力。
软件可靠性和硬件可靠性本质区别在于:后者为物理机理的衰变和老化所致,而前者是由于设计和实现的错误所致。
故软件的可靠性必须在设计阶段就确定,在生产和测试阶段再考虑就困难了。
健壮性是指软件对于规范要求以外的输入能够判断出这个输入是否符合规范要求,并能有合理的处理方式。
软件健壮性是一个比较模糊的概念,但是却是非常重要的软件外部量度标准。
软件设计的健壮与否直接反应了分析设计和编码人员的水平。
1.3坚持进行阶段评审软件的质量保证工作不能等到编码阶段结束之后再进行。
在每个阶段都进行严格的评审,以便尽早发现在软件开发过程中所犯的错误,是一条必须遵循的重要原则。
1.4实行严格的产品控制在软件开发过程中不应随意改变需求,因为改变一项需求往往需要付出较高的代价,但是,在软件开发过程中改变需求又是难免的,由于外部环境的变化,相应地改变用户需求是一种客观需要,显然不能硬性禁止客户提出改变需求的要求,而只能依靠科学的产品控制技术来顺应这种要求。
也就是说,当改变需求时,为了保持软件各个配置成分的一致性,必须实行严格的产品控制,其中主要是实行基线配置,它们是经过阶段评审后的软件配置成分(各个阶段产生的文档或程序代码)。
基线配置管理也称为变动控制:一切有关修改软件的建议,特别是涉及到对基准配置的修改建议,都必须按照严格的规程进行评审,获得批准以后才能实施修改。
软件开发中的可维护性与可扩展性随着科技的不断进步和软件应用的广泛应用,软件开发工程显得越发重要。
在软件开发过程中,可维护性与可扩展性是两个至关重要的概念。
本文将探讨这两个概念,并讨论它们在软件开发中的重要性和应用。
一、可维护性可维护性是指软件在被交付后,能够方便地进行修改、调试和维护的能力。
在软件的整个生命周期中,可维护性起着至关重要的作用。
一个具有良好可维护性的软件能够快速、高效地修复错误,更新功能或适应新的需求。
1.1 模块化设计为了提高软件的可维护性,模块化设计是至关重要的。
通过将软件划分为多个独立的模块,不同的功能可以被分别实现和维护,这样当需要修改某个功能时,只需对相应的模块进行调整,而不会影响到其他模块。
这种设计能够降低错误发生的风险,并且减少了对整个系统的依赖性。
1.2 清晰的代码结构和注释代码的可读性对于软件的可维护性起着至关重要的作用。
一个有良好可维护性的软件应该有清晰的代码结构,以便开发人员可以迅速理解代码的逻辑和结构。
此外,注释的编写也是必不可少的,良好的注释可以帮助开发人员理解代码的意图、功能和细节,从而更好地进行维护。
1.3 自动化测试和持续集成为了确保软件的可维护性,自动化测试和持续集成是关键步骤。
通过自动化测试的执行,可以及时发现代码中的错误和问题,并让开发人员可以及时修复和调整。
持续集成能够确保每次代码的变更都能够及时进行集成和测试,避免在代码变更积累时可能产生的问题。
二、可扩展性可扩展性是指软件能够方便地适应和应对需求变化的能力。
随着时间的推移,软件的需求可能会发生变化,需要新增功能或扩展现有功能。
一个具有良好可扩展性的软件能够方便地进行修改和扩展,而不会对现有系统造成太大的影响。
2.1 松耦合的组件设计可扩展性的关键是松耦合的设计。
当组件之间的耦合度较低时,新增一个功能或修改现有功能不会影响到其他组件,从而实现了系统的可扩展性。
采用适当的设计模式和架构风格,如面向对象设计和微服务架构,可以帮助实现松耦合的设计。
EDPF-NT+系统介绍EDPF-NT分散控制系统介绍北京国电凯信科技有限公司EDPF-NT 分散控制系统概述首先感谢您关注 EDPF-NT 分散控制系统。
EDPF-NT 分散控制系统是一个融计算机、网络、数据库和自动控制技术为一体的工业自动化产品,实现自动控制与信息管理一体化设计。
具有开放式结构和良好的硬件兼容性和软件的可扩展性。
可广泛应用于火电站、水电站、冶金、化工、造纸、水泥和污水处理等行业的过程自动化控制和信息监视与管理。
EDPF-NT 分散控制系统适用于各类大型、复杂的工业过程控制应用,也可构成简单系统,满足小规模、低成本应用的要求。
EDPF-NT 是面向整个生产过程的先进过程控制系统。
第 1 页EDPF-NT 分散控制系统EDPF-NT 分散控制系统主要技术特点及性能指标系统主要特点数据高速公路采用高速工业以太网协议,多点交叉冗余容错环网或网状网络结构,无需网络服务器。
任何故障都将被限制在有限范围内,决不会导致系统崩溃,真正实现了功能分散、危险分散。
支持面向厂区级应用的基于分布式计算环境的多域网络结构。
采用“域”管理技术,成功解决多套控制系统管理互连及集中监控要求,真正满足各行各业的过程控制需求。
网络、过程控制站控制器、电源、I/O、MMI站等系统重要部分均可冗余配置。
互为热备的主备控制器切换时间小于10ms。
自愈冗余多点相交网络拓扑结构提高了系统的实时性、可靠性和容错能力。
以站为基本单位的大容量分布式实时数据库引擎核心,提高了系统动态安全性,并突破了实时性能瓶颈。
以Windows2000/XP 视窗操作系统为平台开发的人机界面,运用OLE 技术、 Active X 技术以及多线程处理机制等使人机界面更加丰富多彩、操作流畅。
便捷的全图形化 SAMA 图控制组态功能,支持自定义算法。
易学易用。
采用算法库动态加载技术,算法库与DPU 程序的主体分开。
可以各自独立升级,在线增加或替换算法。
曼荼罗电子病历系统曼荼罗电子病历简介曼荼罗软件有限公司M a n d a l a T S o f t w a r e C o r p o r a t i o n曼荼罗软件有限公司 ? 2007 版权所有保留所有权利概述无锡曼荼罗软件有限公司,是一家由海外归国软件工程师和国内医务工作者联合创办的专业医学软件公司,总部位于中国无锡国际科技合作园内,是通过江苏省软件企业认定的公司。
“曼荼罗”,取自佛教用语,意为象征宇宙的几何图形或坛场,用于帮助沉思和探索。
这个名称喻示着公司孜孜不倦的创新精神和严谨的科学态度。
公司致力于临床医疗软件的研发,将信息学和医学深度结合,为国内的医疗机构提供先进的临床信息解决方案。
DoqLei电子病历是公司的旗舰产品。
不同于现有的面向计费的医院业务管理信息系统(HIS),DoqLei电子病历是面向医疗的临床信息系统,在国内同类软件中处在领先水平。
该软件借鉴了大量国外软件的设计规范和优点,并且通过大胆创新,采用了大量非传统解决途径,用以解决病历的全结构化和临床数据集成等难题,使得电子病历多方面的价值得以体现: 作为一个完整的临床信息系统解决方案,DoqLei电子病历为医护人员提供了一个完整的工作平台,并为提高病历质量、提升医政管理水平提供了有效手段;作为医院处理临床信息的核心平台,DoqLei电子病历可与医院其它软件系统实现无缝连接,将医院现有的各个信息系统整合成为一个整体;作为一个智能的临床信息源,DoqLei电子病历具备强大的统计分析和数据挖掘功能,并能够和公共卫生信息系统紧密衔接,这将在疾病控制和科研教学等宏观层面上大有作为。
2002年至今,先后有优秀的软件设计师、程序员、海外留学归国人员、资深医学顾问等加入研发队伍。
该软件在省、市级的演示会上得到多位专家肯定,现已被上海、无锡等地的多家大中型医院采用,同时获得2006年度江苏省优秀软件产品奖(金慧奖)、江苏省高新技术产品证书、省科技进步奖等奖项。
总结了一下MIDAS软件2021-11-2800:05:50|分类:软件|举报|字号订阅Midas系列软件是基于有限元理论的分析和设计软件。
早在1989年,浦项制铁集团就成立了CAD/CAE研发机构,并开始开发Midas系列软件。
信息技术有限公司于2000年9月正式成立。
目前,MIDAS系列软件包括建筑(Gen)、桥梁(民用)、岩土隧道(GTS)、机械(MEC)、地基(SDS)、有限元网格生成(FX+)等多种软件。
midas系列软件发展及功能简介一、midas/gen简介1.发展历程Midas/Gen——建筑结构通用有限元分析与设计软件1989年韩国浦项制铁集团(posco)研发机构开始开发,1996年发布windows版本2000年,我们进入国际市场(中国、美国、加拿大、日本、印度、台湾、中国等)2002年midas/gen完全中文化,并加入2002年新结构规范2021年1月通过建设部评估鉴定2022年11月,它与荷兰和TNODIANA建立了战略联盟,以加强技术领域的合作。
2022年底,在中国,中国建筑工程研究院建筑技术公司、北京研究所、广东研究所、广东研究所等数百家设计、施工、科研院所参与了中国的各种土木工程领域。
上海建工、东北电力学院、东南电网、浙江精工、清华大学、同济大学、东南大学等高校科研机构成为Midas的用户。
对国内外近万个实际大中型工程项目进行了优秀的分析和设计。
2.成功案例:1)上海齐中国际网球中心:中国第一个开放式和封闭式屋顶,上海建筑设计研究院有限公司2)奥运会主体育场(鸟巢):钢结构优化设计,中国建筑设计研究院3)国家游泳中心(水立方项目):中建国际设计顾问公司4)北京国际机场扩建:北京建筑设计院5)广东佛山体育馆:广东省建筑设计院6)大连国际贸易中心:大连建筑设计院(超高:348m)7)北京电视台:(北京院-巨型钢框架柱桁架支撑结构体系)8)江苏利港煤仓:东北电力设计院(特殊结构:高50m,直径40m)9)成功应用于2002年韩日世界杯8座体育场馆和5000多个大中型实用项目3。
开源硬件项目案例开源硬件项目是指将硬件设计图纸、原理图、电路板布局文件以及相关软件等开放给公众的项目。
这些项目可以被任何人自由地使用、修改和分发,从而促进了硬件创新和知识共享。
下面列举了一些知名的开源硬件项目案例。
1. Arduino(阿尔迪诺)Arduino是一个开源的电子原型平台,由意大利的一家公司开发。
它使用简单的硬件和软件,使非专业开发人员能够快速创建各种互动项目。
Arduino的开源性质使得用户可以自由地修改和分享自己的设计,进一步推动了创新。
2. Raspberry Pi(树莓派)Raspberry Pi是一款基于Linux系统的开源单板电脑,由英国的一家组织推出。
它的目标是促进学校教育和普及计算机科学。
Raspberry Pi的开源性使得用户可以根据自己的需求进行修改和定制,从而实现各种创意项目。
3. OpenROV(开放式远程操作水下机器人)OpenROV是一个开源的水下机器人项目,由美国的一家公司发起。
它的目标是提供一个低成本的水下探索工具,使任何人都能够探索水下世界。
OpenROV的开源设计使得用户可以根据自己的需求进行改进和定制,从而实现更多功能。
4. RepRap(自复制3D打印机)RepRap是一个开源的3D打印机项目,由英国的一家公司发起。
它的目标是提供一个可以自我复制的3D打印机,使用户能够以较低的成本制造自己的打印机。
RepRap的开源性质使得用户可以自由地修改和改进设计,从而推动了3D打印技术的发展。
5. BeagleBone(比格骨)BeagleBone是一个开源的嵌入式开发板,由美国的一家公司推出。
它具有较高的性能和灵活性,可用于各种嵌入式系统开发。
BeagleBone的开源性质使得用户可以自由地修改和定制硬件和软件,从而满足不同的应用需求。
6. OpenBCI(开放式脑机接口)OpenBCI是一个开源的脑机接口项目,由美国的一家公司发起。
它的目标是提供一个低成本的脑机接口设备,使人们能够通过大脑信号控制计算机和其他设备。
多功能开放式软件设计 按时提供稳定的软件产品需要严格遵守既定的开发计划。开发小组根据客户需求针对其产品设定部分功能,当然也就不可避免地排除了部分强化功能。向外部程序设计者开放软件开发流程可以为增加新的软件功能开辟另一条途径,这样做对生产时间和原始产品的质量都不会产生任何影响。
在理想情况下,一个软件只具备某用户所需的一些功能,仅消耗
当前任务所需的资源,而且拥有以这些功能为中心的人机交互界面。但在现实中却很少有这样的情况,所开发的软件功能往往需要满足多个不同客户的需要。结果可能导致该软件对某些人而言过于复杂,而对其他一些人而言又缺少关键组件;不过有一种方法可以解决这一难题,该方法正被越来越多的软件开发公司和用户所采纳。 开发人员可以通过开发应用编程界面(API)获取软件程序或操作系统状态和功能方面的信息[1]。软件开发人员可能会选择通过建立一个API而取消对特定组件或所有软件的锁定,以便使客户或其他开发者可以添加新的功能来增强软件的性能。这一点对独立开发者而言非常有利,因为独立开发者可以选择增加新的功能,可以根据自己的计划自主选择,也可以在不受原开发者约束的条件下自由开展工作[2]。 过去,软件开发人员要想增加软件程序的新功能必须先修改该程序的源代码 [3]。修改源代码会产生以下两方面的问题:首先,这样做会使原开发者无法控制原始软件的修改;其次,任何使用源代码的人员都可以公开使用与原始软件相关的专用自主知识产权(IP)。但与API结合后,开发者就具备了使用高级编程语言的新能力[4]。独立开发者编写的算法与原始程序的数据和公用程序之间通过API进行交互。 最初是由某开发者开发、后来又由某独立程序设计者进行扩展的软件程序可以通过计算器的一系列功能进行比喻说明。某开发者开发出了包括加、减、乘、除程序在内的简单程序。后来,某独立编程者在此基础上增加了正弦、余弦和正切三角函数之类的函数运算功能。如果原始开发者通过开放的API能够提供计算器软件必要组件的话,那么就可以在不修改源代码的条件下将新功能“插入”简单的计算器中[5]。 能够将额外功能(如前面例子中的三角函数)增加到软件中但又不会改变其原始结构的一个好处是可以根据需要将其开启或关闭。仅需简单计算器的用户就可以享用一个包含更少指令和概念的精简界面。一旦有需要,用户就可以通过诸如菜单栏之类的各种途径使用附加功能。 双重开发软件的概念更趋于完善。例如,诸如Web浏览器之类拥有庞大用户群的应用软件能够与一个扩展性的API相结合,生成一个由原始开发者和独立开发者群体组成的软件生态系统,独立开发者群体的任务是扩展核心软件程序。生态系统组件的综合比各个独立的生态系统提供更多的功能价值,从而使原始开发者、独立开发者和用户都能从中受益。 在油气行业,许多复杂的软件程序都旨在应对油气开采过程中出现的 多方面的挑战。例如,Petrel地震-模拟软件就包含了许多地质和地球物理(G&G)工作流组件方面的工具。对于每个新版本,开发小组为了满足业界的技术需求为软件添加了一些新的功能,并提高软件效率、可靠性和用户友善性等。项目经理需要对诸多拟定功能该不该开发做出艰难的抉择。 为了向客户提供具有更多功能的G&G工作流,斯伦贝谢最近开发了一个API,旨在向第三方软件供应商开放Petrel软件。这样做可以使公司开发者将精力主要集中在开发主要功能上,而独立开发者可以以插件形式给软件增加新的功能。各种新模块的复杂程度各不相同。任何具备基本编程技术的人员在几分钟内都能完成简单、省时的实现人工数据处理过程自动化算法的编写。然而,能够提供诸如电磁建模之类的更复杂功能的插件,则需要编程小组和油田专家付出更大的努力。 开放式软件既有利于独立开发者,又有利于斯伦贝谢,因为这一措施使得插件开发过程与Petrel发布进程分离开来。因此,新的功能可以随时得到开发和应用,而这些新功能的知识产权仍归其所有者所有。独立开发者可以利用Ocean应用程序开发架构在该软件基础上自主开发新功能。 Ocean架构以微软公司.NET架构和Visual C#语言之类的业界标准编程工具为基础,可以为Petrel软件的内部工作提供一个编程接口。独立编程人员可以编写自己的算法将新功能与现有组件(如属性建模或体积计算)相结合,然后在软件环境中显示交互结果。 本文介绍了开放式软件的概念,并对其如何被用来增强复杂软件的功 能做了阐述。第一个实例介绍了客户利用Ocean架构来开发新的岩石物理分析功能的过程。第二个实例重点介绍了独立软件供应商利用该软件开发电磁模拟模块的情况。同时,本文还对学术界对Ocean的采纳情况进行了讨论。 G&G软件选项 地质和地球物理工作流程通常涉及多种来源的数据采集,数据处理,然后再将处理结果综合后进行解释。该流程并非是单向或一维的,在后期工作流分支中的一些新发现都可能要求对前面的程序做出调整,或者对输入数据进行修改(下图)。
G&G工作流实例。该流程从输入和解释包括地震数据(左上)和电磁数据(左下)在内的信息开始。随后在建立油藏模型之前实施地震反演。工作流中的一些步骤会对其他步骤产生影响:例如,生成合成地震数据(中)的目的是验证油藏模型属性的准确性。如果数据之间存在明显的不一致性,那么就必须对模型进行更新,并重新进行检验。在工作流早期识别此类问题非常重要。油藏模拟(右)过程成本高、耗时长,如果建立油藏模型过程中出现了差错,都必须重复该步骤及之前的多个步骤。随着钻井过程中获得更多的井资料(右下),作业人员就有可能根据实时随钻测井数据(实时地质导向,上)做出反应。不同领域专家在同一共享数据模型中进行沟通是避免、识别和校正错误的有效手段。各领域专家通过一个可以管理所有工作流步骤的集中式数据模型及统一的软件程序可以解决此类问题。使用熟悉的共享系统也可以在解决任何问题过程中提高用户效率。
G&G项目从始至终可能需要几个月的时间。在一口井或多口井的
规划过程中需要许多地质师、地球物理师、工程师及利益相关人员的共同参与。这一过程主要依靠软件来完成各种任务,如根据井眼数据反演岩石属性,或是通过地震叠加数据拾取层位等。由于每项任务都很复杂,为了满足所有的工作流需求,勘探与生产公司往往选择利用多个软件程序。此外,部分公司还自主研发专用软件或算法来解决特定地质环境中的特殊问题。 将多个不同的软件程序应用于同一个项目会增大数据移植相关误差发生的风险,如将前一个程序中保存下来的结果输入到下一个程序中就可能出现误差。此外,通过培训使分析人员能够应用多种不同程序也是不现实的。利用一个能够处理所有G&G工作流要素的软件程序可以简单地解决这一问题,但单一的软件程序不可能满足所有客户的需求,因为勘探与生产公司针对其资产组合都有其各自独特的需求。 一种可以使不同应用软件简单化的方法是在各软件程序之间建立实时链接。在这种共生方式中,各软件共享中间数据,这样更便于技术人员识别数据移植问题。同时,由于应用软件实施自动化处理,因此利用该方法还可减少输入和输出过程引起的停工时间。这一概念的延伸可以让每个程序控制下一个程序中的部分功能。这一点更有利于那些无图形用户界面(GUI)的算法。在这种情况下,其中一个软件程序充当主程序,其GUI可以被用于控制一个无界面算法,对部分用户而言,这种方式比编写文本命令更方便[6]。此外,由于省略了开发和调试GUI步骤,因此可以更快地编写出此类算法。 共生方式会引发一个潜在问题,即程序间的准确链接功能可能会取决于其所发布的版本。每次新版本发布时大多数软件都会发生一些变化,结果导致应用软件之间的链接可能会完全中断,或者至少会出现一些问题。虽然部分链接软件由同一家公司开发,但许多软件包则是由多个公司开发的。因此,要想统一软件项目的开发路径较为困难。如果一项更新计划推迟或出现变动,那么就可能对所有相关应用之间的互动造成影响。 上述问题可以通过开发一种既不会频繁发生变化,又可以与软件程序开展交流的界面语言来解决。应用程序接口既可以提供访问软件包的功能性,又是一种良好的通信语言。它们实际上可以被看作是一种译码器:将一种公开发布的输入语言转换成一种私有语言,然后再将其应用于软件程序中。API的公开部分构成通信接口,该接口一般不常变动,而API的私有部分通常可以根据需要经常变动。私有部分常常出现变动,新创建的私有部分可以增加软件的功能并改善其稳定性(下图)。 API的工作。独立程序设计者创建代码(左)需要使用目标软件程序(右)中的函数,但并未得到使用许可。目标软件所有者创建API(中),用以提供私有代码的进入通道。API可以在不影响目标程序的情况下共享数据、软件事件状态及程序功能。本例中的目标软件由版本1更新到版本2。独立软件未察觉到这一变化,而继续保持原有状态。在没有API的情况下,这种联系将会中断。目标软件开发者对API进行了更新,以考虑函数名从Additon转变到AddTwoIntegers,以及数据变量从X、Y解析到X、Y和Answer的这一情况。然而,这些函数和数据变量的表现方式仍然与版本1相同,因而可以与独立程序相兼容。只要独立程序和目标软件一直符合API语言,那么这些程序的任何变化都不会破坏它们之间的链接。这一点非常重要,因为各开发公司之间的软件更新通常并不同步进行。
API非常适用于一些需要多个软件程序一起运行、共享数据和控
制功能的工作流,因为API可以使所有软件程序之间保持一种稳定的关系。与软件同时提供的GUI设计开发准则、数据类型和事件状态,有助于在插件之间形成并维持适当的关系。 尽管API在提供保持各更新软件之间稳定链接开发环境方面取得了长足发展,但它并不十全十美。随着时间的推移,不仅软件程序会出现变化,编程技术和计算机硬件也会发生变化。例如,由于目前主流CPU包括多个核心,多线程编程设计已成为工作站软件可行的编程技术。从单线程编程到多线程编程是一个重大的变化。这些变化可能需要对API进行重新编写,从而破坏了与现有软件之间的任何链接。 为了维护独立开发者的利益,软件所有者可以将任何重大更新限制在一个更长的开发期限内,如在2-5年间做出重大更新。