加速器驱动次临界系统(Accelerator Driven Sub-critical System简称ADS)是目前最有效的核废料处理方案。近代物理研究所承担的中国ADS研究项目是加速器驱动嬗变研究装置(China initiative Accelerator Driven System,简称CiADS),目前在兰州运行的Chinese ADS Front-end Demo Linac(简称CAFe装置)为CiADS强流超导直线加速器的样机,其科研意义在于验证CiADS装置10mA连续束的可行性。性能良好的上层应用软件可以为CAFe的运行调试、设备安全提供有力支持。而CAFe控制系统目前采用的上层应用软件是CSS(Control System Studio),无法满足现场复杂的应用需求。在调研了国内外物理应用软件和数据库的开发情况后,结合开发成本和现场需求,本文基于三层架构设计了CAFe控制系统的上层应用软件的总体框架。在这个过程中本文采用了模块化、层次化的方法,使得开发的软件具有较好的稳定性和复用性。论文的前半部分内容主要围绕物理应用软件的设计与开发展开,完成了二极磁铁电流数据的加载、实验参数的计算与监测、设备数据统一格式的处理、设备数据的故障分析等功能的开发设计工作。然后将不同应用封装成模块包,通过模块之间的调用实现应用软件对现场设备的间接数据访问,减少了底层设备接口的调用,提升了开发效率。本论文的后半部分是针对大数据存储和检索性能优化的研究,在调研不同数据库存储方式后,我们认为列存储数据库具有一定的优越性。本论文基于HBase数据库定义了数据结构和存储数据表,同时利用NodeJs+Express框架搭建了友好简洁的web应用。本论文的研究是CAFe控制系统上层应用软件开发工作的一部分。本文设计的上层应用软件运行稳定、使用方便,开发设计的物理应用软件完善了目前上层物理应用的功能不足,同时提供的接口方便其他开发人员进行扩展与移植等后续工作。设计的HBase数据库在数据存储和并发检索上有较好的性能提升,为以后的大数据应用提供了可参考的数据库设计方案。