Пильов В.О., Шеховцов А.Ф. Двигуни внутрішнього згоряння: Серія підручників. Том 4. Основи САПР ДВЗ

Подождите немного. Документ загружается.

Віртуальна пам’ять за своїми розмірами може набагато перевищува-

ти оперативну. Тому введення в систему апаратно-програмних засобів ор-

ганізації віртуальної пам’яті вважається радикальним шляхом підвищення

рівня мультипрограмування. При цьому використання віртуальної

пам’яті дозволяє збільшити число користувачів і програм, що обслугову-

ються одночасно, та значно скоротити час виконання наданої

сукупності

паралельних завдань.

Керування відновленням передбачає реєстрацію машинних збоїв та,

коли це можливо, відновлення працездатності системи. Останнє підвищує

ефективність використання САПР за рахунок резервного збереження ство-

реної інформації.

В цілому сукупність розглянутих функцій ОС визначає компонент-

ний склад ОС. Останній подано на рис.3.12.

исунок 3.12 – Основний компонентний склад О

Програми

керування

Керування

початковим

завантаженням

ядра ОС

Керування

завданнями

Керування

задачами

Керування

відновленням

робіт

Реєстрація

користувачів

Контроль і

відновлення

файлової

системи

Робота з

драйверами

пристроїв

Керування

даними

Інші

процедури

обслуговування

Програми

обслуговування

Операційна система

110

Видно, що до основного складу ОС входять програми керування і об-

слуговування. Програми керування планують проходження потоку завдань,

здійснюють розподіл ресурсів, підтримують працездатність обчислюваль-

ної системи. Ці програми складають ядро ОС.

Програми обслуговування забезпечують реалізацією допоміжних

сервісних функцій. Усі вони виконуються під керуванням ядра ОС так са-

мо, як виконується довільна

прикладна програма. Прикладом доступу до

програм обслуговування є об’єкт “Панель управления” ОС Windows, голо-

вне вікно якого подано на рис.3.13.

Повертаючись до поняття операційної системи як комплексу засобів

з підтримки роботи програм, слід усвідомити, що ефективність виконання

останніх обов’язково залежить від ефективності ОС. Це означає, що особ-

ливості задач проектування в ідеальному випадку повинні визначати особ-

ливості ОС.

Рисунок 3.13 – Головне вікно об’єкта “Панель управления” ОС Windows

111

При розв’язанні проблеми створення оптимальної ОС для САПР ви-

діляють два підходи:

1) розробка проблемно-орієнтованої ОС;

2) використання ієрархічної будови ПЗ з універсальною ОС на верх-

ньому рівні та з підпорядкованими проблемно-орієнтованими системами

на нижніх рівнях.

Перший підхід дозволяє мінімізувати втрати машинних ресурсів, що

необхідні для роботи самої

ОС та раціонально розподілити функції між

прикладними програмами і ОС. Але вартість і термін розробки таких ОС

набагато перевищує ці показники в порівнянні з використанням другого

підходу.

Операційні системи сучасних ЕОМ є універсальними і розраховані

на розв’язання широкого кола задач (наукових, економічних, інформацій-

них, графічних тощо). Тому використання другого

підходу потребує певної

конфігурації універсальної ОС відповідно до вимог ППП. Ці вимоги зав-

жди описано в програмній документації, а саме в переліку відомостей що-

до забезпечення кваліфікованої експлуатації програм. Тут важливе наступ-

не.

Відсутність належної конфігурації універсальної ОС відповідно

до вимог ПЗ САПР може суттєво збільшити час виконання

завдань.

З іншого боку, в процесі розробки прикладних програм треба утво-

рювати алгоритми, які в повному обсязі відповідатимуть властивостям ОС

по керуванню завданнями, задачами, пристроями, даними. Оцінку можли-

вої ефективності використання паралельного режиму роботи програм та

особливості розробки відповідних алгоритмів буде подано в п.6.2.

На ІВМ-сумісних комп’ютерах, що використовують як

робочі місця

користувачів САПР, застосовують ОС типу MS DOS (PC DOS, Novell

DOS) і типу Windows та Windows NT (Windows 2000, Windows Mе, Win-

dows NT Workstation, Windows XP тощо). На комп’ютерах, що використо-

вують як сервери локальних мереж застосовують ОС типу NetWare, Win-

dows NT Server, Windows.NET. Вагоме розповсюдження також мають ОС

OS/2 і UNIX. ОС типу UNIX, окрім можливості зміни конфігурації, має за-

соби розширення власних функцій. Останнє дозволяє зблизити два вказані

112

вище підходи щодо розв’язання проблеми створення САПР-орієнтованих

операційних систем.

3.2.2. Системи програмування

Незважаючи на велику кількість розроблених програм БПЗ САПР і

ППЗ САПР, завжди виникає необхідність у реалізації принципово нових

внутрішніх функціональних описів ЦС, модернізації та оновлення існую-

чих програм. Наприклад, розробка газодизеля потребує використання від-

повідної методики розрахунку

робочого процесу, а уточнення розрахунків

робочого процесу з урахуванням реального процесу тепловиділення в ци-

ліндрі (див. рис.1.7), впровадження багатостадійного вприску викликають

необхідність врахування випарювання і вигорання окремих крапель пали-

ва, їх взаємодії зі стінками КЗ. У таких випадках використовують системи

розробки програм або інакше – системи програмування. Ці системи найча-

стіше складаються

з програми керування, компілятора, інтерпретатора, ре-

дактора текстів програм, бібліотек підпрограм.

На сьогодні існує безліч ефективних систем програмування, напри-

клад, Fortran POWERSTATION, Borland Pascal, Visual C++, Delphi, Visual

Basic, Visual Studio.Net тощо. Окрім надання традиційних можливостей

програмування вони значно спрощують:

9 обробку подій клавіатури і миші;

9 керування принтером і екраном;

9 роботу з таймером;

9 роботу з файлами і каталогами

;

9 доступ до баз даних;

9 доступ до мережі тощо.

Такі системи дозволяють розробляти власні (ActiveX) елементи ке-

рування програмою, забезпечують легке створення графічного інтерфейсу

користувача (Graphical User Guide). Технологія проходження проекту ЦС

тут підтримується за допомогою апарату обробки подій, що дозволяє здій-

снювати мультипрограмне виконання певних процедур після прийняття

певних рішень. Тим самим

системи програмування надають можливості з

реалізації довільних стратегій проектування.

За приклад сучасного середовища програмування на рис.3.14 подано

113

зображення інтерфейсу програмного комплексу Visual Basic v.6.0. Прикла-

ди розроблених програм ППЗ САПР з використанням аналогічних систем

було подано на рис.1.9.

Традиційно вважається, що системи програмування використову-

ються як засіб розробника САПР. Безумовно, вказане є основним їх при-

значенням. Водночас слід підкреслити, що такі системи безпосередньо є

ефективним засобам автоматизації процесу проектування.

Це означає мо-

жливість використання систем програмування в процесі проектування

СТС. Такі можливості і місце систем програмування в процесі проектуван-

ня будуть подані при розгляді лінгвістичного забезпечення САПР в гл.4

(п.4.2.4).

Рисунок 3.14 – Інтерфейс системи програмування Visual Basic v.6.0

114

3.2.3. Сервісні програми

При роботі з автоматизованими системами найчастіше використову-

ють наступні типи програм сервісного призначення: менеджери файлів,

архіватори, оптимізатори розміщення інформації на дисках, антивірусні

програмні засоби, планувальники запуску програм за заданим розкладом,

системи діагностики комп’ютера. Такі програми часто ще називають слу-

жбовими.

Сервісні програми розширюють можливості щодо керування і

обслу-

говування ОС, полегшують роботу користувача в середовищі операційної

системи. Так, наприклад, менеджери файлів Norton Commander, Volkov

Commander, Far, Norton Commander for Windows, Windows Commander ви-

конують функції пошуку, сортування, перегляду, редагування, порівняння

файлів і каталогів, здійснюють автоматичний виклик архіваторів, дозволя-

ють створювати власні меню користувача для полегшення запуску програм

і введення системних команд, надають інші можливості. Архіватори (Win-

Zip, WinRar, Ultra Compressor тощо)

здійснюють збереження наявної інфо-

рмації в стислому вигляді шляхом створення копій файлів з одночасним

зменшенням їх об’єму. В одному файлі архіву дозволяється збереження

груп файлів і каталогів. Оптимізація (або дефрагментація) розміщення

інформації на дисках виконується з метою прискорення часу доступу до

даних. Пояснення цього питання було подано вище при розгляді

рис.3.10.

Коли певну програму або ППП треба виконувати відповідно до певного

розкладу в часі, то ефективним є використання планувальників запуску

програм. Головне вікно майстра планування завдань ОС Windows’98 пода-

но на рис.3.15, а. З рисунку видно, що організація необхідного розкладу не

викликає труднощів. На рис.3.15, б подано вікно цієї системи з

переліком

раніше призначених завдань. Бачимо, що планувальником запуску програм

передбачено виконання антивірусної програми Kaspersky Anti-Virus Scan-

ner щодня о 20:00.

На рис.3.16 подано результати роботи програми діагностики System

Monitor, яка дозволяє здійснювати спостереження за використанням ресур-

сів комп’ютера. Тут бачимо, що при виконанні певних задач проектування

на поданій ЕОМ остання є достатньо завантаженою. При цьому процесор

завантажено завданнями до 65% часу його загальної роботи. Це свідчить,

що маємо можливість подальшого підвищення рівня мультипрограму-

115

вання.

За інші приклади систем діагностики можна навести програми Док-

тор Ватсон, Norton Diagnostics, Norton System Doctor тощо. Важливо, що в

загальному випадку за допомогою таких систем здійснюється діагностика

роботи не тільки ПЗ, а й апаратної частини комп’ютера (процесора, дисків,

вентилятора тощо).

Таким чином, вказані та інші типи сервісних програм використову-

ють як допоміжні засоби

підвищення ефективності й надійності функціо-

нування автоматизованих систем.

исунок 3.15 – Головне вікно системи планування завдань (а)

та розклад призначених для виконання завдань (б)

116

3.3. Базове програмне забезпечення САПР

3.3.1. Системи підготовки текстів

На різних етапах процесу проектування СТС обов’язково виникають

потреби в підготовці текстової документації, яка відрізняється не тільки за

своїм змістом, а і за формою подання, складністю структури того чи іншо-

го документу. З цього приводу означення терміну “текст” є досить

широ-

ким.

Під текстом розуміють довільну інформацію, що має в своєму складі

набір певних символів, які найчастіше є символами

клавіатури.

Для роботи з текстом на комп’ютерах ефективним є використання

спеціальних програм – систем підготовки текстів. Вони ще мають назву

Рисунок 3.16 – Діагностика використання ресурсів ЕОМ

117

текстових процесорів (Word Processors). При цьому в САПР ДВЗ текстові

процесори використовують для написання різноманітних програм, підго-

товки звітів, виконання конструкторських і технологічних текстових опи-

сів двигуна та його окремих систем, розробки іншої текстової документа-

ції, що супроводжує процес проектування і сам проект.

Відповідно до особливостей задач, що стоять у процесі роботи з

тек-

стовою інформацією, існують сотні різноманітних текстових процесорів.

Незважаючи на це кількість таких програм продовжує зростати. Цей факт

пояснюється тим, що застосування універсального текстового процесора в

САПР за ефективністю виконання конкретних операцій з обробки інфор-

мації на конкретних етапах проектування може не задовольняти проекту-

вальника. Наприклад, створення технічних вимог на

кресленні і заповнен-

ня штампу цього креслення відрізняються як функціонально, так і за особ-

ливостями вимог ЄСКД. Тому для найбільш ефективного виконання цих

операцій бажано мати різні текстові процесори, що мають вузьке спеціаль-

не призначення. З цього приводу до складу підсистем обслуговування

САПР (і відповідно до БПЗ САПР) обов’язково слід

залучати певний набір

різноманітних текстових процесорів з відмінними функціональними мож-

ливостями.

Текстові процесори відповідно до рис.3.17 класифікують за багатьма

ознаками. Розглянемо їх.

За кількістю алфавітів, які одночасно використовуються, розрізня-

ють одно- та багатоалфавитні системи.

Одноалфавітні системи допускають одночасну роботу з текстом від-

повідно до можливостей кодування символів знакогенератором ЕОМ

(рис.3.18).

Нагадаємо, що символи з кодами 00 – 1F є системними і тому текс-

товими процесорами не підтримуються. Тоді одноалфавітний процесор

може використовувати:

9 символ “пропуск”, спеціальні символи, цифри, літери латинського

алфавіту (коди 20 – 7F);

9 символи псевдографіки (коди B0 – DF);

9 символи певного національного алфавіту та додаткові символи

(коди 80 – AF, E0 – FF).

118

Найбільш часто одноалфавітні процесори використовують для об-

слуговування потреб операційної системи та підтримки роботи менеджерів

файлів і систем програмування. Приклади одноалфавитних текстових про-

цесорів подано на рис.3.19, 3.20.

За кількістю алфавітів

За формою тексту

Одноалфавітні

Багатоалфавітні

Лінійні

Нелінійні

За функціональними

можливостями

За стилем використання

Однодокументний

інтерфейс

Багатодокументний

інтерфейс

Редактори текстів

(

програм)

Редактори документів

Видавничі системи

За призначенням

Загального

призначення

Спеціального

призначення

За способом використання

Автономні

Мережні

Рисунок 3.17 – Класифікаційні ознаки текстових процесорів

Класифікація текстових

процесорів

119