Меньков А.В., Острейковский В.А. Теоретические основы автоматизированного управления

Подождите немного. Документ загружается.

410

6. Серетность, т. е. невозможность несанционированно о

достпа  информации и ее изменений.

7. Оптимизация ор анизации БД — минимизация избыточ-

ности данных.

Одним из принципов построения САПР является информаци-

онная со ласованность частей ее про раммно о обеспечения, т. е.

при одность резльтатов выполнения одной проетной процед-

ры для использования др ой проетной процедрой без их тр-

доемо о рчно о преобразования пользователем. Отсюда выте-

ают следющие словия информационной со ласованности:

— использование про раммами одной и той же подсистемы

САПР единой БД;

— использование едино о внтренне о языа для представле-

ния данных.

Комплесная автоматизация процесса проетирования объ-

ета предпола ает информационню со ласованность не тольо

отдельных про рамм подсистем САПР, но и самих подсистем

межд собой. Способом достижения этой со ласованности явля-

ется единство информационно о обеспечения.

Основные способы информационно о со ласования подсис-

тем САПР дости аются либо созданием единой БД, либо сопря-

жением несольих БД с помощью специальных про рамм, ото-

рые переодирют информацию, приводя ее  требемом вид.

8.3.7. Прораммное обеспечение САПР

Про раммное обеспечение (ПО) совместно с информацион-

ным являются звеньями, связывающими все виды обеспечения

САПР в единю систем проетирования.

К про раммном обеспечению САПР предъявляется ряд сис-

темных требований, от степени довлетворения оторых в значи-

тельной мере зависит эффетивность всей системы автоматизи-

рованно о проетирования, а именно требование эффетивной

про раммной реализации ал оритмов, требование информаци-

онной со ласованности про рамм др с др ом и с системой п-

равления базы данных, требование модльности и наращивае-

мости ПО САПР.

Про раммное обеспечение САПР состоит из двх состав-

ных частей — обще о и специально о ПО. Общее ПО предна-

значено для планирования и ор анизации процесса выполне-

ния приладных про рамм и определяется сществющей но-

менлатрой операционных систем и омплесов про рамм

техничесо о обслживания. Специальное ПО представляет

411

собой паеты приладных про рамм, реализющих ал оритмы

выполнения проетных операций и процедр. Эти приладные

про раммы необходимы рппе пользователей, занимающихся

автоматизированным проетированием в онретной про-

блемной области.

Фнции и состав общео прораммноо обеспечения. Под опе-

рационной системой (ОС) ЭВМ понимают омплет системных

про рамм, правляющих всеми ресрсами системы: оператив-

ной памятью, временем работы процессора, аналами обмена

данными и периферийными стройствами, про раммными мо-

длями и др. Рассмотрим фнции и состав ОС ЭВМ. ОС ЭВМ

предназначена для автоматизации обработи данных в вычис-

лительных системах, построенных на основе моделей ЭВМ.

ЭВМ величивает пропсню способность вычислительной

системы; меньшает время реации системы и повышает на-

дежность ее фнционирования. Это дости ается бла одаря не-

прерывной обработе потоов заданий, их размещению в сис-

темных очередях, предварительном планированию и иниции-

рованию выполнения очередных заданий.

Основными омпонентами ОС ЭВМ являются правляющие

и обрабатывающие про раммы.

Управляющие прораммы ОС ЭВМ. Управляют вычислитель-

ным процессом, реализют фнции правления задачами, зада-

ниями и данными следят за выполнением обрабатывающих про-

рамм и приладных про рамм, составленных пользователем.

Про рамма правления, задачами (спервизор) правляет

всем ходом вычислительно о процесса в ЭВМ и предназначена

для наблюдения и правления всеми задачами в системе. Спер-

визор выделяет задачам необходимые ресрсы для их решения в

одно- или мльтипро раммном режиме.

В однопро раммном режиме образется тольо одна задача, в

рамах оторой выполняются а про раммы ОС, та и про рам-

мы пользователей, при этом все техничесие средства ЭВМ нахо-

дятся в распоряжении этой задачи.

При необходимости одновременно о решения несольих не

зависящих др от др а задач спервизор реализет либо мльти-

про раммный режим, либо режим разделения времени. В этом

слчае спервизор производит перелючение с решения одной

задачи на решение др ой, осществляет динамичесое распреде-

ление памяти и др их ресрсов ЭВМ, обрабатывает через систе-

м прерываний постпающие запросы.

Одновременное выполнение несольих задач в мльтипро-

раммном режиме дости ается бла одаря том, что при их выпол-

412

нении все да возниают пазы, связанные с ожиданием заверше-

ния операции ввода и вывода, с истечением заданно о интервала

времени, с ожиданием дополнительных данных для продолжения

выполнения про раммы и др. На период ожидания выполнение

данной задачи отладывается и процессор переходит  выполне-

нию следющей задачи и т. д. Для оператора эти про раммы вы-

полняются одновременно, при этом ОС обеспечивает динами-

чесое распределение памяти и возможность работы по приори-

тет со мно ими задачами и заданиями.

Прораммы правления заданиями (планировщи заданий и лав-

ный планировщи) выполняют фнции планирования вычисли-

тельно о процесса. Задание представляет собой внешнюю неза-

висимю единиц работы, выполняемой ОС. Задания состоят из

пнтов или ша ов, связанных межд собой прямо или освенно.

Выполнение одно о пнта задания это выполнение неоторой

обрабатывающей про раммы.

Управление прохождением одно о или несольих заданий

через вычислительню систем осществляют про раммы прав-

ления заданиями. Планиря стртр задания, про раммист мо-

жет использовать любые про раммы, оторые влючены в библи-

оте ОС. Перед обработой задание объединяется с др ими,

образя один входной пает заданий. Планировщи состоит из

планировщиа заданий и лавно о планировщиа.

Планировщи заданий под отавливает задания для выполне-

ния и планирет их выполнение последовательно или с четом

приоритетов. Главный планировщи станавливает связь опера-

тора с ОС, выводит сообщения на онсоль оператора и вводит с

онсоли е о оманд.

Язы правления заданиями содержит девять типов операто-

ров: задания (JOB), исполнительный (ЕХЕС), описания данных

(DD), омандный, разделительный, пстой, процедры (PROC),

онца процедры (PEND), омментариев. Эти операторы имеют

соответствющие параметры, оторые позволяют планировщи

заданий ре лировать выполнение заданий и пнтов заданий,

отысивать и размещать данные, распределять ресрсы ввода/

вывода, а лавном планировщи — осществлять связь с опера-

тором вычислительной системы.

Прораммы правления данными предназначены для ор аниза-

ции хранения, поиса данных и обмена данными межд опера-

тивной памятью и внешними стройствами.

Операционная система ЭВМ допсает четыре типа ор аниза-

ции данных: последовательню, индесно-последовательню,

прямю и библиотечню.

413

При последовательной ор анизации наборов данных записи

подвер аются обработе в поряде, совпадающем с их физичес-

ой последовательностью на внешнем носителе информации.

Индесно-последовательная ор анизация представляет воз-

можность адресоваться непосредственно  записи без считыва-

ния предыдщих записей или без информации о расположении

данной записи.

Прямая ор анизация наборов данных допсает возможность

произвольной обработи записей.

Наборы данных с библиотечной ор анизацией состоят из

последовательно ор анизованных разделов, аждый из оторых

имеет свое имя.

Последовательные наборы данных мо т быть ор анизованы

на любом внешнем носителе, а остальные вышеперечисленные

способы ор анизации наборов данных — тольо на стройствах

прямо о достпа (ма нитных дисах или барабанах).

Все имеющиеся в системе наборы данных заре истрированы

в атало е системы. Катало изация позволяет обращаться  набо-

рам данных тольо по имени, меньшает степень рчно о вмеша-

тельства в процессы идентифиации и хранения информации,

сводит  минимм ошиби обслживающе о персонала. Катало

системы строен подобно о лавлению библиотеи и расположен

в стройствах прямо о достпа.

Обрабатывающие прораммы. Слжат для под отови при-

ладных про рамм  исполнению на ЭВМ. Под отова  испол-

нению влючает в себя трансляцию исходной про раммы, ее ре-

датирование и за рз. К обрабатывающим про раммам отно-

сятся трансляторы с основных ал оритмичесих языов

(ФОРТРАН, ПЛ/1, ПАСКАЛЬ, АЛГОЛ и др.), редатор связей,

про раммы отлади и вспомо ательные про раммы (тилиты).

Трансляторы предназначены для перевода теста исходных

про рамм (модлей) на машинный язы, построения объетно о

модля в форме, добной для е о последющей обработи, выво-

да на печать листин ов исходных про рамм, а таже диа ности-

чесо о сообщения о лесичесих, синтасичесих и семанти-

чесих ошибах.

Объетный модль представляет собой последовательность ма-

шинных оманд. Он не содержит стандартных подпро рамм, необ-

ходимых для работы про раммы пользователя. Исходный модль в

простейшем слчае размещается на перфоартах, а объетный мо-

дль и промежточные наборы данных — на ма нитных дисах.

Для ор анизации машинной реализации  объетном мод-

лю необходимо добавить недостающие стандартные про раммы.

412

нении все да возниают пазы, связанные с ожиданием заверше-

ния операции ввода и вывода, с истечением заданно о интервала

времени, с ожиданием дополнительных данных для продолжения

выполнения про раммы и др. На период ожидания выполнение

данной задачи отладывается и процессор переходит  выполне-

нию следющей задачи и т. д. Для оператора эти про раммы вы-

полняются одновременно, при этом ОС обеспечивает динами-

чесое распределение памяти и возможность работы по приори-

тет со мно ими задачами и заданиями.

Прораммы правления заданиями (планировщи заданий и лав-

ный планировщи) выполняют фнции планирования вычисли-

тельно о процесса. Задание представляет собой внешнюю неза-

висимю единиц работы, выполняемой ОС. Задания состоят из

пнтов или ша ов, связанных межд собой прямо или освенно.

Выполнение одно о пнта задания это выполнение неоторой

обрабатывающей про раммы.

Управление прохождением одно о или несольих заданий

через вычислительню систем осществляют про раммы прав-

ления заданиями. Планиря стртр задания, про раммист мо-

жет использовать любые про раммы, оторые влючены в библи-

оте ОС. Перед обработой задание объединяется с др ими,

образя один входной пает заданий. Планировщи состоит из

планировщиа заданий и лавно о планировщиа.

Планировщи заданий под отавливает задания для выполне-

ния и планирет их выполнение последовательно или с четом

приоритетов. Главный планировщи станавливает связь опера-

тора с ОС, выводит сообщения на онсоль оператора и вводит с

онсоли е о оманд.

Язы правления заданиями содержит девять типов операто-

ров: задания (JOB), исполнительный (ЕХЕС), описания данных

(DD), омандный, разделительный, пстой, процедры (PROC),

онца процедры (PEND), омментариев. Эти операторы имеют

соответствющие параметры, оторые позволяют планировщи

заданий ре лировать выполнение заданий и пнтов заданий,

отысивать и размещать данные, распределять ресрсы ввода/

вывода, а лавном планировщи — осществлять связь с опера-

тором вычислительной системы.

Прораммы правления данными предназначены для ор аниза-

ции хранения, поиса данных и обмена данными межд опера-

тивной памятью и внешними стройствами.

Операционная система ЭВМ допсает четыре типа ор аниза-

ции данных: последовательню, индесно-последовательню,

прямю и библиотечню.

413

При последовательной ор анизации наборов данных записи

подвер аются обработе в поряде, совпадающем с их физичес-

ой последовательностью на внешнем носителе информации.

Индесно-последовательная ор анизация представляет воз-

можность адресоваться непосредственно  записи без считыва-

ния предыдщих записей или без информации о расположении

данной записи.

Прямая ор анизация наборов данных допсает возможность

произвольной обработи записей.

Наборы данных с библиотечной ор анизацией состоят из

последовательно ор анизованных разделов, аждый из оторых

имеет свое имя.

Последовательные наборы данных мо т быть ор анизованы

на любом внешнем носителе, а остальные вышеперечисленные

способы ор анизации наборов данных — тольо на стройствах

прямо о достпа (ма нитных дисах или барабанах).

Все имеющиеся в системе наборы данных заре истрированы

в атало е системы. Катало изация позволяет обращаться  набо-

рам данных тольо по имени, меньшает степень рчно о вмеша-

тельства в процессы идентифиации и хранения информации,

сводит  минимм ошиби обслживающе о персонала. Катало

системы строен подобно о лавлению библиотеи и расположен

в стройствах прямо о достпа.

Обрабатывающие прораммы. Слжат для под отови при-

ладных про рамм  исполнению на ЭВМ. Под отова  испол-

нению влючает в себя трансляцию исходной про раммы, ее ре-

датирование и за рз. К обрабатывающим про раммам отно-

сятся трансляторы с основных ал оритмичесих языов

(ФОРТРАН, ПЛ/1, ПАСКАЛЬ, АЛГОЛ и др.), редатор связей,

про раммы отлади и вспомо ательные про раммы (тилиты).

Трансляторы предназначены для перевода теста исходных

про рамм (модлей) на машинный язы, построения объетно о

модля в форме, добной для е о последющей обработи, выво-

да на печать листин ов исходных про рамм, а таже диа ности-

чесо о сообщения о лесичесих, синтасичесих и семанти-

чесих ошибах.

Объетный модль представляет собой последовательность ма-

шинных оманд. Он не содержит стандартных подпро рамм, необ-

ходимых для работы про раммы пользователя. Исходный модль в

простейшем слчае размещается на перфоартах, а объетный мо-

дль и промежточные наборы данных — на ма нитных дисах.

Для ор анизации машинной реализации  объетном мод-

лю необходимо добавить недостающие стандартные про раммы.

414

Эт работ называют редатированием, а соответствющю про-

рамм — редатором связей или просто редатором. Недостаю-

щие стандартные про раммы редатор связей берет из библиотеи

стандартных подпро рамм. Редатор создает из объетно о модля

и стандартных подпро рамм зарзочный модль, оторый может

рассматриваться в ачестве выполняемой машинной про раммы.

За рза за рзочно о модля в оперативню память для непос-

редственно о исполнения осществляется про раммой выбори.

После полчения за рзочно о модля происходит выполне-

ние про раммы пользователя. В процессе выполнения про рам-

мы ОС онтролирет ее выполнение, а резльтаты онтроля вы-

водит на алфавитно-цифровое печатающее стройство. Взаимо-

связь фнционирования обрабатывающих про рамм в ОС ЭВМ

представлена на рис. 8.33.

К обрабатывающим про раммам относятся таже про рамма

сортирови-объединения для ор анизации расположения ин-

формации во внешней памяти, про раммы-тилиты для преобра-

зования набора данных и редатирования е о записей, для опи-

рования набора данных с носителя на носитель, пере рппиров-

и записей и порядочения массивов для распечати сведений об

имеющихся в библиотеах про раммах и данных и др.

Операционная система имеет модльню стртр, оторая

позволяет приспосабливать систем  онретным онфи раци-

ям использемых техничесих средств. Процесс создания он-

ретной стртры ОС, читывающей особенности онфи рации

ЭВМ и задач потребителя, называют енерацией системы.

Фнции и состав специальноо прораммноо обеспечения. В со-

став про раммно о обеспечения САПР входят паеты прилад-

ных про рамм (ППП), ориентированные на решение определен-

ных задач проетирования и реализемые а надстройа над

ОС. Основ ППП составляет множество про раммных модлей,

аждый из оторых является про раммой реализации определен-

ной проетной процедры либо про раммой реализации неото-

ро о ал оритма (или фра мента ал оритма) проетирования.

Специальное ПО САПР может иметь собственню ОС или же

использовать одн из базовых ОС ЭВМ. Про раммное обеспече-

ние с собственной ОС имеет сложню стртр. В состав тао о

ПО входят ниверсальный или специализированный монитор

САПР, ор анизющий вычислительный процесс в соответствии с

принятым ал оритмом проетирования; транслятор или интер-

претатор с входно о языа; набор про раммных модлей, состав-

ляющих тело ППП; набор обслживающих про рамм и т. п. Ти-

повая стртра ПО САПР представлена на рис. 8.34.

415

Èñõîäíûé

ìîäóëü

Òðàíñëÿòîð

(êîìïèëÿòîð)

Ïðîìåæóòî÷íûå

íàáîðû äàííûõ

Îáúåêòíûå

ìîäóëè

íàáîð äàííûõ

Çàãðóçî÷íûé

ìîäóëü

Ðåçóëüòàòû

ïðîãðàììû

ïîëüçîâàòåëÿ,

ñèñòåìíûå

ñîîáùåíèÿ

Ñîîáùåíèÿ

êîìïèëÿòîðà

Ñòàíäàðòíûå

Âõîäíûå

äàííûå äëÿ

ïðîãðàììû

ïîëüçîâàòåëÿ

Ðåäàêòîð

Ìàøèííàÿ

ïðîãðàììà

ïîëüçîâàòåëÿ

ïîäïðîãðàììû

Ñîîáùåíèÿ

ðåäàêòîðà

Ïðîìåæóòî÷íûé

Рис. 8.33.

Взаимосвязь фнционирования обрабатывающих прорамм в ОС ЭВМ

414

Эт работ называют редатированием, а соответствющю про-

рамм — редатором связей или просто редатором. Недостаю-

щие стандартные про раммы редатор связей берет из библиотеи

стандартных подпро рамм. Редатор создает из объетно о модля

и стандартных подпро рамм зарзочный модль, оторый может

рассматриваться в ачестве выполняемой машинной про раммы.

За рза за рзочно о модля в оперативню память для непос-

редственно о исполнения осществляется про раммой выбори.

После полчения за рзочно о модля происходит выполне-

ние про раммы пользователя. В процессе выполнения про рам-

мы ОС онтролирет ее выполнение, а резльтаты онтроля вы-

водит на алфавитно-цифровое печатающее стройство. Взаимо-

связь фнционирования обрабатывающих про рамм в ОС ЭВМ

представлена на рис. 8.33.

К обрабатывающим про раммам относятся таже про рамма

сортирови-объединения для ор анизации расположения ин-

формации во внешней памяти, про раммы-тилиты для преобра-

зования набора данных и редатирования е о записей, для опи-

рования набора данных с носителя на носитель, пере рппиров-

и записей и порядочения массивов для распечати сведений об

имеющихся в библиотеах про раммах и данных и др.

Операционная система имеет модльню стртр, оторая

позволяет приспосабливать систем  онретным онфи раци-

ям использемых техничесих средств. Процесс создания он-

ретной стртры ОС, читывающей особенности онфи рации

ЭВМ и задач потребителя, называют енерацией системы.

Фнции и состав специальноо прораммноо обеспечения. В со-

став про раммно о обеспечения САПР входят паеты прилад-

ных про рамм (ППП), ориентированные на решение определен-

ных задач проетирования и реализемые а надстройа над

ОС. Основ ППП составляет множество про раммных модлей,

аждый из оторых является про раммой реализации определен-

ной проетной процедры либо про раммой реализации неото-

ро о ал оритма (или фра мента ал оритма) проетирования.

Специальное ПО САПР может иметь собственню ОС или же

использовать одн из базовых ОС ЭВМ. Про раммное обеспече-

ние с собственной ОС имеет сложню стртр. В состав тао о

ПО входят ниверсальный или специализированный монитор

САПР, ор анизющий вычислительный процесс в соответствии с

принятым ал оритмом проетирования; транслятор или интер-

претатор с входно о языа; набор про раммных модлей, состав-

ляющих тело ППП; набор обслживающих про рамм и т. п. Ти-

повая стртра ПО САПР представлена на рис. 8.34.

415

Èñõîäíûé

ìîäóëü

Òðàíñëÿòîð

(êîìïèëÿòîð)

Ïðîìåæóòî÷íûå

íàáîðû äàííûõ

Îáúåêòíûå

ìîäóëè

íàáîð äàííûõ

Çàãðóçî÷íûé

ìîäóëü

Ðåçóëüòàòû

ïðîãðàììû

ïîëüçîâàòåëÿ,

ñèñòåìíûå

ñîîáùåíèÿ

Ñîîáùåíèÿ

êîìïèëÿòîðà

Ñòàíäàðòíûå

Âõîäíûå

äàííûå äëÿ

ïðîãðàììû

ïîëüçîâàòåëÿ

Ðåäàêòîð

Ìàøèííàÿ

ïðîãðàììà

ïîëüçîâàòåëÿ

ïîäïðîãðàììû

Ñîîáùåíèÿ

ðåäàêòîðà

Ïðîìåæóòî÷íûé

Рис. 8.33.

Взаимосвязь фнционирования обрабатывающих прорамм в ОС ЭВМ

416

. . .

Òðàíñëÿöèÿ

Îáñëóæèâàíèå

áèáëèîòåê

Ìîäóëè îáùåãî

íàçíà÷åíèÿ

Ðàáî÷èå

ôàéëû

Îáðàáîòêà

Ôàéë

ðåçóëüòàòîâ

ïðîåêòèðîâàíèÿ

ðåçóëüòàòîâ

Ðàáî÷àÿ

ïðîãðàììà

Ïðîãðàììíûå ìîäóëè

Ïðîãðàììà-ìîíèòîð ÑÀÏÐ

Ìîäóëü 1 Ìîäóëü k

Îáùåå ÏÎ — îïåðàöèîííàÿ ñèñòåìà

Ïðîãðàììû

Ñïåöèàëüíîå ÏÎ

Óïðàâëÿþùèå Îáðàáàòûâàþùèå Òåëåîáðàáîòêè

Ïîëüçîâàòåëü

Ìàøèííîé

ãðàôèêè

Рис. 8.34. Типовая стртра ПО САПР

417

Обращение  специальном ПО реализется в форме запроса,

оторый содержит требования  выполнению проетных проце-

др и исходные данные для проетирования. Последовательность

подлючения про раммных модлей для выполнения проетных

процедр определяется прораммой-монитором САПР. Взаимо-

связь отдельных про раммных модлей обеспечивает возмож-

ность ор анизации сложных маршртов проетирования.

Непосредственню реализацию проетных процедр произ-

водят с помощью прораммных модлей. Каждый про раммный

модль в свою очередь может разделяться на более мелие мод-

ли. В подобной стртре должны быть чето определены фн-

ции аждо о про раммно о модля. Про раммы специально о

ПО рппирются в ППП, аждый из оторых проблемно ориен-

тирован на обслживание задач отдельных подсистем САПР. По-

этом в состав ППП входят а про раммные модли, ориенти-

рованные на реализацию зоспециализированных проетных

процедр и, а правило, создаваемые разработчиами онрет-

ных САПР, та и модли обще о назначения (оптимизации, ма-

тематичесих моделей использемых элементов и т. п.). Мод-

ли обще о назначения ино да называют библиотечными модлями.

В соответствии с ал оритмом проетирования для аждо о

ново о объета и маршрта е о проетирования автоматичеси

составляются рабочие про раммы. В зависимости от требований

ТЗ и онретных словий па аждом этапе разработи мо т ис-

пользоваться различные маршрты проетирования и соответс-

твенно различные рабочие про раммы.

Связь про раммных модлей осществляется с помощью б-

ферных файлов. В САПР использется два типа бферных фай-

лов — рабочие и резльтатов проетирования. В рабочих файлах

запоминается информация о стртре проетиремо о объета,

типе и параметрах составляющих е о элементов, в файле резль-

татов наапливаются резльтаты автоматизированно о проети-

рования, оторые после обработи доментирются и выводят-

ся на стройства отображения информации.

Модльная стртра ПО САПР позволяет ле о наращивать

фнциональные возможности системы птем расширения набо-

ра про раммных модлей и их модифиаций, а таже позволяет

пользователю ле о развивать систем.

Мно ообразие языов про раммирования, сложность прое-

тных процедр и разнообразие вариантов маршртов проетиро-

вания требют онцентрации силий разработчиов специально о

ПО САПР. Цил разработи про раммно о обеспечения влюча-

ет в себя: анализ требований, предъявляемых  САПР; определе-

416

. . .

Òðàíñëÿöèÿ

Îáñëóæèâàíèå

áèáëèîòåê

Ìîäóëè îáùåãî

íàçíà÷åíèÿ

Ðàáî÷èå

ôàéëû

Îáðàáîòêà

Ôàéë

ðåçóëüòàòîâ

ïðîåêòèðîâàíèÿ

ðåçóëüòàòîâ

Ðàáî÷àÿ

ïðîãðàììà

Ïðîãðàììíûå ìîäóëè

Ïðîãðàììà-ìîíèòîð ÑÀÏÐ

Ìîäóëü 1 Ìîäóëü k

Îáùåå ÏÎ — îïåðàöèîííàÿ ñèñòåìà

Ïðîãðàììû

Ñïåöèàëüíîå ÏÎ

Óïðàâëÿþùèå Îáðàáàòûâàþùèå Òåëåîáðàáîòêè

Ïîëüçîâàòåëü

Ìàøèííîé

ãðàôèêè

Рис. 8.34. Типовая стртра ПО САПР

417

Обращение  специальном ПО реализется в форме запроса,

оторый содержит требования  выполнению проетных проце-

др и исходные данные для проетирования. Последовательность

подлючения про раммных модлей для выполнения проетных

процедр определяется прораммой-монитором САПР. Взаимо-

связь отдельных про раммных модлей обеспечивает возмож-

ность ор анизации сложных маршртов проетирования.

Непосредственню реализацию проетных процедр произ-

водят с помощью прораммных модлей. Каждый про раммный

модль в свою очередь может разделяться на более мелие мод-

ли. В подобной стртре должны быть чето определены фн-

ции аждо о про раммно о модля. Про раммы специально о

ПО рппирются в ППП, аждый из оторых проблемно ориен-

тирован на обслживание задач отдельных подсистем САПР. По-

этом в состав ППП входят а про раммные модли, ориенти-

рованные на реализацию зоспециализированных проетных

процедр и, а правило, создаваемые разработчиами онрет-

ных САПР, та и модли обще о назначения (оптимизации, ма-

тематичесих моделей использемых элементов и т. п.). Мод-

ли обще о назначения ино да называют библиотечными модлями.

В соответствии с ал оритмом проетирования для аждо о

ново о объета и маршрта е о проетирования автоматичеси

составляются рабочие про раммы. В зависимости от требований

ТЗ и онретных словий па аждом этапе разработи мо т ис-

пользоваться различные маршрты проетирования и соответс-

твенно различные рабочие про раммы.

Связь про раммных модлей осществляется с помощью б-

ферных файлов. В САПР использется два типа бферных фай-

лов — рабочие и резльтатов проетирования. В рабочих файлах

запоминается информация о стртре проетиремо о объета,

типе и параметрах составляющих е о элементов, в файле резль-

татов наапливаются резльтаты автоматизированно о проети-

рования, оторые после обработи доментирются и выводят-

ся на стройства отображения информации.

Модльная стртра ПО САПР позволяет ле о наращивать

фнциональные возможности системы птем расширения набо-

ра про раммных модлей и их модифиаций, а таже позволяет

пользователю ле о развивать систем.

Мно ообразие языов про раммирования, сложность прое-

тных процедр и разнообразие вариантов маршртов проетиро-

вания требют онцентрации силий разработчиов специально о

ПО САПР. Цил разработи про раммно о обеспечения влюча-

ет в себя: анализ требований, предъявляемых  САПР; определе-

418

ние точно о описания фнций и проетных процедр (специ-

фиаций), реализемых с помощью ПО; разработ ал оритмов

реализации фнций, проетных процедр; про раммных мод-

лей с использованием ал оритмичесих языов высоо о ровня

и методов стртрно о про раммирования; тестирование про-

рамм; эсплатацию и сопровождение.

На первом этапе разработи ПО определяются требования,

выполнение оторых позволяет полчить требемое решение

поставленной проблемы. Анализ требований способствет лч-

шем пониманию проблемы и омпромиссных ситаций, что по-

мо ает выбор наилчше о решения.

На этапе определения специфиаций задаются стртра

входных и выходных данных, возможные типы проетных проце-

др и маршртов проетирования. Чем детальнее разработаны

проетные процедры и маршрты проетирования, тем меньше

вероятность возниновения ошибо и тем ле че ор анизовать

информационный интерфейс межд про раммными модлями.

При ор анизации разработи ПО целесообразно стртр

паета приладных про рамм разбивать на отдельные по возмож-

ности независимые части таим образом, чтобы ответственность

за реализацию аждой таой части можно было возложить либо на

одно о разработчиа, либо на рпп. При этом для аждой части

ППП должны быть сформлированы предъявляемые  ней требо-

вания: реализемые проетные процедры, размерность и др.

Провер орретности ПО и е о отлад производят на эта-

пе тестирования. Тестирование подразделяют на три стадии: ав-

тономное, омплесное и системное. При автономном тестиро-

вании аждый про раммный модль проверяют с помощью дан-

ных, под отавливаемых про раммистом. Модль, прошедший

автономное тестирование, подвер ают омплесном тестирова-

нию, при отором проверяют отдельные рппы про раммных

модлей. В резльтате омплесно о тестирования возможно об-

наржение ошибо, пропщенных при автономном тестирова-

нии. При системном тестировании испытывают ППП с помощь

независимых тестов.

Пратиа разработи ПО поазывает, что наибольшее число

ошибо связано с разработой информационно о интерфейса.

Большие трдности возниают при разработе интерфейса межд

про раммными модлями, написанными разными про раммис-

тами. Посоль число таих интерфейсов при N исполнителях

составляет N(N—1)/2 и возрастает пропорционально вадрат

числа исполнителей, проблема становится весьма сложной при

разработе ПО рппой из несольих челове, та а взаимо-

419

действие про раммистов др с др ом снижает производитель-

ность их трда и требет дополнительных затрат на тестирование.

Решение вопросов нифиации и стандартизации должно быть

основопола ающим при разработе специально о ПО САПР.

Мониторы и языовые процессоры. К наиболее сложным про рам-

мам САПР относятся мониторы ППП и языовые процессоры.

Монитор — это правляющая про рамма диало ово о взаимо-

действия пользователя с омплесом техничесих средств САПР.

В фнции монитора входит: правление работой про раммно о

анала обмена с периферийными стройствами; создание раз-

личных режимов работы омплеса техничесих средств и прав-

ление ими; за рза абсолютных про рамм (за рзочных мод-

лей, настроенных на онретные адреса) и правление ходом их

выполнения; выбор про раммных модлей в соответствии с мар-

шртом проетирования; настройа связей выбранных про рам-

мных модлей; распределение памяти и т. д.

Языовые процессоры предназначены для преобразования ин-

формации, выраженной на входном язые, в рабочю про рамм.

Они мо т енерировать рабочю про рамм способами омпиля-

ции или интерпретации, их соответственно называют омпилято-

рами и интерпретаторами.

Компилятор осществляет лесичесий и синтасичесий

анализ для трансляции про раммы с языа высоо о ровня, вы-

полняет основню работ по составлению объетной про рам-

мы— енерирет объетные модли и оманды обращения 

библиотечным модлям, а таже формирет правляющие пред-

ложения для редатора связей относительно состава использе-

мых объетных модлей для формирования за рзочно о модля.

8.3.8. Техничесое обеспечение САПР

Оранизация техничесих средств САПР. Техничесое обеспе-

чение САПР совместно с ПО является инстрментальной базой

САПР, в среде оторой реализются др ие виды обеспечения

САПР.

Компоненты техничесо о обеспечения САПР влючают в

себя средства вычислительной и ор анизационной технии,

средства передачи данных, измерительные и др ие стройства

или их сочетания, обеспечивающие фнционирование САПР.

Совопность омпонентов ТО образет омплес техничесих

средств САПР.

Требования  состав и стртре ТС формирются исходя из

общих требований  стртре САПР; эффетивно о решения

418

ние точно о описания фнций и проетных процедр (специ-

фиаций), реализемых с помощью ПО; разработ ал оритмов

реализации фнций, проетных процедр; про раммных мод-

лей с использованием ал оритмичесих языов высоо о ровня

и методов стртрно о про раммирования; тестирование про-

рамм; эсплатацию и сопровождение.

На первом этапе разработи ПО определяются требования,

выполнение оторых позволяет полчить требемое решение

поставленной проблемы. Анализ требований способствет лч-

шем пониманию проблемы и омпромиссных ситаций, что по-

мо ает выбор наилчше о решения.

На этапе определения специфиаций задаются стртра

входных и выходных данных, возможные типы проетных проце-

др и маршртов проетирования. Чем детальнее разработаны

проетные процедры и маршрты проетирования, тем меньше

вероятность возниновения ошибо и тем ле че ор анизовать

информационный интерфейс межд про раммными модлями.

При ор анизации разработи ПО целесообразно стртр

паета приладных про рамм разбивать на отдельные по возмож-

ности независимые части таим образом, чтобы ответственность

за реализацию аждой таой части можно было возложить либо на

одно о разработчиа, либо на рпп. При этом для аждой части

ППП должны быть сформлированы предъявляемые  ней требо-

вания: реализемые проетные процедры, размерность и др.

Провер орретности ПО и е о отлад производят на эта-

пе тестирования. Тестирование подразделяют на три стадии: ав-

тономное, омплесное и системное. При автономном тестиро-

вании аждый про раммный модль проверяют с помощью дан-

ных, под отавливаемых про раммистом. Модль, прошедший

автономное тестирование, подвер ают омплесном тестирова-

нию, при отором проверяют отдельные рппы про раммных

модлей. В резльтате омплесно о тестирования возможно об-

наржение ошибо, пропщенных при автономном тестирова-

нии. При системном тестировании испытывают ППП с помощь

независимых тестов.

Пратиа разработи ПО поазывает, что наибольшее число

ошибо связано с разработой информационно о интерфейса.

Большие трдности возниают при разработе интерфейса межд

про раммными модлями, написанными разными про раммис-

тами. Посоль число таих интерфейсов при N исполнителях

составляет N(N—1)/2 и возрастает пропорционально вадрат

числа исполнителей, проблема становится весьма сложной при

разработе ПО рппой из несольих челове, та а взаимо-

419

действие про раммистов др с др ом снижает производитель-

ность их трда и требет дополнительных затрат на тестирование.

Решение вопросов нифиации и стандартизации должно быть

основопола ающим при разработе специально о ПО САПР.

Мониторы и языовые процессоры. К наиболее сложным про рам-

мам САПР относятся мониторы ППП и языовые процессоры.

Монитор — это правляющая про рамма диало ово о взаимо-

действия пользователя с омплесом техничесих средств САПР.

В фнции монитора входит: правление работой про раммно о

анала обмена с периферийными стройствами; создание раз-

личных режимов работы омплеса техничесих средств и прав-

ление ими; за рза абсолютных про рамм (за рзочных мод-

лей, настроенных на онретные адреса) и правление ходом их

выполнения; выбор про раммных модлей в соответствии с мар-

шртом проетирования; настройа связей выбранных про рам-

мных модлей; распределение памяти и т. д.

Языовые процессоры предназначены для преобразования ин-

формации, выраженной на входном язые, в рабочю про рамм.

Они мо т енерировать рабочю про рамм способами омпиля-

ции или интерпретации, их соответственно называют омпилято-

рами и интерпретаторами.

Компилятор осществляет лесичесий и синтасичесий

анализ для трансляции про раммы с языа высоо о ровня, вы-

полняет основню работ по составлению объетной про рам-

мы— енерирет объетные модли и оманды обращения 

библиотечным модлям, а таже формирет правляющие пред-

ложения для редатора связей относительно состава использе-

мых объетных модлей для формирования за рзочно о модля.

8.3.8. Техничесое обеспечение САПР

Оранизация техничесих средств САПР. Техничесое обеспе-

чение САПР совместно с ПО является инстрментальной базой

САПР, в среде оторой реализются др ие виды обеспечения

САПР.

Компоненты техничесо о обеспечения САПР влючают в

себя средства вычислительной и ор анизационной технии,

средства передачи данных, измерительные и др ие стройства

или их сочетания, обеспечивающие фнционирование САПР.

Совопность омпонентов ТО образет омплес техничесих

средств САПР.

Требования  состав и стртре ТС формирются исходя из

общих требований  стртре САПР; эффетивно о решения

420

выделенно о ласса задач проетирования, ативно о влючения

пользователя в процесс проетирования; возможности работы с

рафичесим материалом,

влючая процессы а ввода и обра-

боти, та и вывода информации.

Классифиация ТС САПР: ТС под отови и ввода данных;

передачи данных; про раммы обработи данных; архива проет-

ных решений.

Ло ичесая стртра техничесих средств САПР приведена

на рис. 8.35. Техничесие средства САПР объединены в рппы

взаимодействюще о обордования. Среди этих рпп выделяют

рппы базовой онфи рации. Базовая онфирация — это ми-

нимальный состав, позволяющий решать задачи определенно о

ласса.

Сществет ряд требований, оторые необходимо читывать

при разработе базовых онфи раций: нифиация проетных

решений; построение развивающейся системы, предсматриваю-

щее наращивание и совершенствование омпонентов техничес-

их средств; физичесая совместимость, предсматривающая

совместное фнционирование всех омпонентов омплеса;

модльность онфи рации, требющая, чтобы омпоненты

системы были ниверсальными и типовыми; минимизация сто-

имости; со ласованность основных параметров омпонентов

системы.

Îïåðàòèâíàÿ ïàìÿòü

Óñòðîéñòâà îïåðàòèâíîãî

âçàèìîäåéñòâèÿ

Áëîê

èñêóññòâåííîãî

èíòåëëåêòà

Óñòðîéñòâà

âíåøíåé ïàìÿòè

ÝÂÌ

Ìàãèñòðàëü

Óñòðîéñòâà ââîäà/âûâîäà

ÀÐÌ 1 ÀÐÌ 2 ÀÐÌ N

ÀÖÏÓ ÏÓ

ÌÄ ÌË

. . .

Рис. 8.35. Лоичесая стртра техничесих средств САПР

421

Одним из основных омпонентов базовых онфи раций яв-

ляется автоматизированное рабочее место. Серийно выпсаются

омплесы АРМ-Р, АРМ-M, 15УТ-4-017 и др.

Комплес АРМ-Р представляет собой совопность техни-

чесих и про раммных средств для ор анизации проетирования

радиоаппаратры, а таже для выполнения различных работ, свя-

занных с вводом/выводом, редатированием рафичесой и тес-

товой информации. Центральным элементом в омплесе являет-

ся мини-ЭBM (рис. 8.36), процессор оторой связан с общей ши-

ной, с периферийным обордованием и оперативной памятью.

Общесистемное про раммное обеспечение АРМ-Р в мльти-

про раммном режиме поддерживает различные онфи рации

аппаратных средств омплеса, ввод/вывод рафичесих данных,

под отов информации для дальнейшей передачи.

Для приближения пользователя  средствам САПР созданы

диало овые омплесы АРМ-2. Разработано несольо модифи-

аций, де для про раммной обработи данных использют ми-

ни-ЭВМ. Комплес АРМ-2.01 предназначен для разработи ра-

диоэлетронной аппаратры и машиностроительных объетов,

позволяет осществлять ввод рафичесой и алфавитно-цифро-

вой информации, ее редатирование, отображение и выпс до-

ментации на машинных носителях. Одновременно мо т рабо-

тать восемь пользователей. Техничесие средства АРМ2-01 влю-

Àëôàâèòíî-

öèôðîâîé

äèñïëåé

Ãðàôè÷åñêèé

äèñïëåé

Óñòðîéñòâî

âûâîäà

ãðàôè÷åñêîé

èíôîðìàöèè

Óñòðîéñòâî

ââîäà

ãðàôè÷åñêîé

èíôîðìàöèè

ââîäà ñ

ïåðôîêàðò

ÓÂÈÏ

Óñòðîéñòâî

Ïðîöåññîð ìèíè-ÝÂÌ Îïåðàòèâíàÿ ïàìÿòü

Øèíà èíòåðôåéñà

ÍÌË

ÍÌÄ

Рис. 8.36. Схема АРМ