Універсальність МЗ, Алгоритмічна надійність, Точність, итрати машинного часу багато в чому визначаються складністю проектованих об’єктів і розмірністю вирішуваних задач, Використана пам’ять є другим після витрат машинного часу показником економічності МЗ.
Етапи вирішення задач на ЕОМ:
· постановка (математичне формулювання) завдання, розробка математичної моделі;
· вибір методу чисельного вирішення задачі;
· розробка алгоритму вирішення і структури даних;
· складання програми – реалізація алгоритму на вхідній мові;
· введення програми в пам’ять ЕОМ;
· відлагодження програми на контрольному прикладі;
· підготовка і запис початкових даних;
· вирішення задачі на ЕОМ, аналіз і оформлення результатів.
11.Програмне забезпечення САПР.
Програмне забезпечення САПР – це сукупність програм, представлених в заданій формі, разом з необхідною програмною документацією призначеною для використання у САПР.
Програмне забезпечення ЕОМ являє собою складні програмні комплекси з різними наборами функціональних можливостей. Серед них найважливішу роль відіграють операційні системи, які орієнтовані на конкретну конфігурацію ЕОМ. По суті операційні системи є продовженням технічних (апаратних) засобів ЕОМ і забезпечують взаємодію користувача з обчислювальною системою.
Розробка програмного забезпечення для різних сфер використання обчислювальної техніки є трудомістким і дорогим процесом, тому значну частину вартості апаратно-програмного комплексу для використання у САПР складає програмне забезпечення, яке представляє собою документи з текстами програм, програми на машинних носіях і експлуатаційні документи.
Програмне забезпечення САПР поділяється на загальне (загальносистемне) і прикладне (спеціальне).
Загальне програмне забезпечення використовується для будь-якого об’єкту проектування; його основу складають операційні системи, які використовуються у САПР і ЕОМ.
Спеціальне програмне забезпечення повністю визначається класом об’єктів, що проектуються з допомогою САПР, його основу складають програми, що реалізовують алгоритми окремих проектних процедур.
Операційна система має модульну структуру, яка дозволяє пристосувати систему до конкретної конфігурації технічних засобів, оскільки окремі програмні компоненти можуть бути включені в операційну систему за бажанням користувача.
Процес настройки операційної системи на конкретну обчислювальну систему і режими її використання називаються генерацією операційної системи. Основні програми операційної системи (ядро) постійно знаходяться в оперативній пам’яті ЕОМ, а рідко використовувані програми операційної системи з метою її економії можуть зберігатися на магнітних дисках і викликатися у міру необхідності.
Операційні системи займають найважливіше місце в сукупності сучасних системних програмних засобів, які складають програмне забезпечення ЕОМ. Вони є основою організації обчислювального процесу в системи і визначають ефективність використання апаратних компонентів для вирішення поставлених завдань; від їх можливостей залежить ефективність праці персоналу, що використовує і обслуговує цю достатньо дорогу, техніку: інженерів, операторів, керівників і виконавців, які виконують за допомогою ЕОМ проекти, адміністрації обчислювальних центрів, тощо.
Найбільш поширеним є визначення операційної системи як набору програм (управляючих програм), призначених для управління ресурсами обчислювальної системи. Іноді під призначенням операційної системи розуміють розподіл і планування ресурсів (динамічний і статичний розподіл ресурсів).
Таким чином, на перший план висувається проблема розподілу ресурсів (рис. 4.1), причому під ресурсами розуміють не генерацією операційної системи.
12. Лінгвістичне забезпечення САПР
Лінгвістичне забезпечення – сукупність мовних засобів, що використовуються в САПР для представлення інформації про проектовані об’єкти, процеси і засоби проектування, що включає терміни і визначення, правила формалізації природної мови, методи стиснення і розгортання даних, що використовуваних в автоматизованому проектуванні або є результатом проектування. Основу лінгвістичного забезпечення складають формальні мови, призначені для спілкування користувача з технічними і програмними засобами автоматизації, які можна розділити на
·мови програмування (алгоритмічні мови) – служать для запису програм, тобто використовуються переважно при підготовці програм, а не при експлуатації САПР;
·мови проектування (вхідні мови) – призначені для представлення початкової інформації в машинному вигляді – підготовки початкових даних для автоматизованого проектування, а також перетворення інформації при виконанні проектних процедур за допомогою програмного забезпечення. Тобто, мови проектування застосовуються користувачами САПР в процесі їх інженерної діяльності;
·мови управління – призначені для опису інформації, що управляє, для програмно-керованого технологічного устаткування: фотонабірних установок, графічних пристроїв, верстатів з ЧПУ і т.д.
Термін мова в контексті лінгвістичного забезпечення позначає засіб спілкування проектувальника з САПР – систему символів або знаків (алфавіт мови) і правил, що використовуються для обміну інформацією.
Перспективи розвитку лінгвістичного забезпечення:
Математична теорія мов програмування, за допомогою ряду формалізмів (граматика Холмського, параметричних граматик, R-граматик, СМ-граматик, бекусовських нормальних форм) може порівняно просто описувати формальні мови, досліджувати їх синтаксичну структуру, розпізнавати і породжувати їх будь-які речення. Не дивлячись на те, що в даний час ця теорія вже достатньо розвинена, реалізація проблемно-орієнтованої мови все ж таки залишається достатньо складним завданням.
Для її спрощення ведуться розробки синтаксично-орієнтованих трансляторів, які змогли б автоматично настроюватися на формальний опис синтаксису і семантики потрібної мови, що істотно полегшило б створення конкретних мов інженерних САПР.
До компонентів лінгвістичного забезпечення відносять мови проектування (МП), інформаційно-пошукові (ІПМ) і допоміжні мови, що використовуються в обслуговуючих підсистемах, і для зв’язку з ними проектуючих підсистем.
Компоненти лінгвістичного забезпечення повинні бути узгодженими з компонентами забезпечення інших видів, бути відносно інваріантними до конкретного вмісту баз даних, надавати в компактній формі засоби для опису всіх об’єктів і процесів заданого для системи класу з необхідним степенем деталізації і без суттєвих обмежень на об’єкт опису, бути розрахований в основному на діалоговий режим їх використання.
Мови проектування повинні базуватися на термінах, прийнятих в конкретній системі, забезпечувати опис, управління і контроль процесу проектування, бути орієнтованими на користувачів з різним рівнем професіональної підготовки (в тому числі не маючих спеціальної підготовки в області програмування), забезпечувати однозначне представлення інформації, стандартний опис однотипних елементів і високу надійність ідентифікації опису.
13. Інформаційне забезпечення САПР
Основою інформаційного забезпечення САПР є бази даних для типових проектів та системи узгодження модулів різних рівнів проектування. Останній передбачає можливість взаємодії програм в загальних маршрутах проектування, тобто можливість обміну інформаційними масивами однакової структури між різними модулями програмного забезпечення. Для інформаційного узгодження бази даних будують виділяючи в них окремі структурні одиниці, наприклад перша частина може бути довідником – що містить інформацію по елементній базі, технічним показником і властивостями згідно держстандарту, ця частина передбачає однократний запис і багатократне зчитування даних з баз. Друга частина умови може бути назвою проектування і повинна містити відомості по апаратуру, яка використовується в процесі проектування, тобто окремі модулі, вузли і блоки. Дані дві частини можна об‘єднати у модуль, що умовно називають архівом баз даних.
Третя частина повинна містити масиви змінних що використовуються в реалізації конкретних модулів проекту, ця частина є змінною і може корегуватись від одного проекту до іншого. Структуру ПЗ при центральній базі даних можна зобразити у вигляді центральної бази з окремими модулями.
Інформаційне забезпечення – сукупність представлених в заданій формі відомостей, що необхідних для виконання автоматизованого проектування або є його результатом.
Головною метою створення інформаційного забезпечення (ІЗ) САПР є розробка інформаційної системи, що забезпечує правильне і швидке вирішення проектних задач завдяки своєчасної видачі джерелу запиту повної і достовірної інформації для виконання певної частини проектний-конструкторського процесу.
Інформація – деякі відомості або сукупність яких-небудь даних, що є об’єктом зберігання, передачі і перетворення. Стосовно САПР під даними розуміють представлену у формалізованому вигляді (у вигляді послідовності символів, букв, цифр, графіків, таблиць, креслень, текстів і т. д.) наступну інформацію:
про прототипи проектованих виробів або процесів;
про існуючі матеріали, комплектуючі вироби, устаткування, інструмент, які можуть бути застосовані в об’єкті проектування;
про правила і норми проектування, що містяться у відповідній нормативно-технічній документації;
про правила документування результатів проектування.
Різний характер проектних процедур в САПР обумовлює різноманітність типів і структур даних, що використовуються користувачами і прикладними програмами. З розвитком проекту інформація про нього істотно змінюється, від етапу до етапу збільшується об’єм проектної документації, із-за ітеративного характеру процесу проектування постійно оновлюються масиви даних, з’являються альтернативні варіанти і т.д.
Проектування є багатоетапним інформаційним процесом. Суть проектування в переробці числових масивів інформації різного вигляду, тому інформаційне забезпечення є однією з найважливіших складових частин САПР. Витрати на розробку ІЗ САПР складають більше половини вартості системи в цілому.
Переробка інформації включає:
запам’ятовування інформації в інформаційних масивах;
пошук даних, необхідних для вирішення поточного завдання;
передача інформації між масивами;
моделювання процесів, в результаті якого виходить нова інформація, що описує властивості і поведінку об’єкту.
Окремим випадком переробки інформації можна вважати обчислювальні процеси. За статистичними даними, отриманими при експлуатації діючих САПР, 90% машинного часу зайнято переробкою інформації – і лише 10% складають обчислення.
Основним видом представлення інформації в машинному вигляді є бази даних – інформаційні масиви, що використовуються більш ніж в одній програмі проектування. Функції доповнення і коректування бази даних, а також її захисту від неправильних змін виконує окрема частина програмного забезпечення САПР – система управління базою даних (СУБД). База даних спільно з СУБД утворює автоматизований банк даних (АБД).
Найбільш раціональна побудова інформаційного забезпечення автоматизованого проектування на основі інтегрованих баз даних, що об’єднують бази геометричних і графічних даних по складових частинах об’єкту проектування (модулі, базові вироби, агрегати, стандартні деталі, типові структурні компоновки), а також інформаційно-пошукову систему, методичний матеріал про процеси проектування, включаючи бази знань.
Перспективи розвитку інформаційного забезпечення:
У розвитку інформаційного забезпечення САПР можливі в наступні напрями:
створення і ведення динамічних баз даних з гнучкою організацією і відкритою структурою;
організація баз графічних даних;
забезпечення сумісності баз даних автономних і проблемно-орієнтованих САПР;
вдосконалення інформаційно-пошукових систем;
вдосконалення систем стандартів технічної документації (ЕСКД і ЕСТД);
забезпечення точності і повноти стандартних і нормативних даних;
включення окремих ЕОМ в корпоративні і глобальні інформаційні мережі;
використання кабельного, телефонного, скловолоконого і супутникової зв’язку для отримання інформації з банків даних і банків знань практично з будь-яких географічно віддалених точок. По таких каналах можна передавати не тільки власне інформацію, а також і готові алгоритми (програми), по яких користувач може провести необхідні йому розрахунки.
14. Методичне забезпечення САПР
Методичне забезпечення – сукупність документів, що встановлюють склад, а також правила відбору і експлуатації засобів забезпечення автоматизованого проектування, необхідних для вирішення проектних завдань, а також що визначають склад, зміст і функціональне призначення всіх видів забезпечення САПР. Порядок розробки такого роду документів (що відносяться до процесу створення САПР і потім включаються в її склад) визначений ГОСТ 23501.10. Цим же стандартом встановлений обов’язковий склад методичного забезпечення:
· записка пояснення;
· завдання на будівельні, електротехнічні, санітарно-технічні і інші підготовчі роботи (при необхідності);
· план заходів підготовки підприємства-користувача до введення в дію САПР;
· планування розміщення технічних засобів з нанесеними лініями зв’язку між ними;
· техніко-економічні показники САПР;
· комплект експлуатаційних документів.
Основним документом, що розробляється в рамках методичного забезпечення, є записка пояснення, яка містить наступні розділи:
· загальні положення;
· призначення і область застосування;
· опис процесу проектування;
· загальний опис системи;
· опис видів забезпечення;
· опис підсистем;
· зв’язок САПР з іншими системами проектування і управління виробничими підрозділами.
Для підприємства-користувача, що забезпечує функціонування САПР після її впровадження, розробляється спеціальний комплект експлуатаційних документів, який об’єднує загальний опис САПР і інструкції по експлуатації комплексу засобів автоматизації проектування.
Загальний опис САПР включає відомості про призначення, склад і взаємодію елементів комплексу засобів автоматизації проектування, а також послідовність їх дій при автоматизованому проектуванні.
Інструкції по експлуатації комплексу засобів автоматизації проектування містять правила експлуатації службою САПР цього комплексу. Сюди входять наступні види документів:
· керівництво по використанню;
· опис застосування;
· керівництво системного програміста;
· керівництво програміста;
· керівництво оператора;
· опис вхідної мови;
· контрольні приклади.
Методическое обеспечение САПР включает в себя: теорию процессов, происходящих в схемах и конструкциях РЭС; методы анализа и синтеза схем и конструкций радиоэлектронных устройств, систем и их составных частей, их математические модели; математические методы и алгоритмы численного решения систем уравнений, описывающих схемы и конструкции РЭС. Указанные компоненты методического обеспечения составляют ядро САПР. В методическое обеспечение САПР входят также алгоритмические специальные языки программирования, терминология, нормативы, стандарты и другие данные. Разработка методического обеспечения САПР РЭС требует специальных знаний в областях радиотехники, электроники, в частности, системотехники, схемотехники и микроэлектроники, конструирования и технологии производства РЭС. Следовательно, разработка методического обеспечения САПР РЭС — прерогатива специалистов в области радиотехники и электроники. Обычно в качестве обособленных блоков в методическом обеспечении выделяются математическое и лингвистическое обеспечения.
15. Організаційне забезпечення САПР
Організаційне забезпечення САПР складають положення, інструкції, накази, штатні розклади, кваліфікаційні вимоги і інші документи, що регламентують організаційну структуру підрозділів проектного підприємства і їх взаємодію з комплексом засобів автоматизованого проектування.
До складу організаційного забезпечення САПР входить ряд документів, що встановлюють склад проектної організації і її підрозділів, зв’язки між ними, їх функції, а також форму представлення результату проектування і порядок розгляду проектних документів.
Організаційне забезпечення включає два основні види документів:
·положення про службу САПР;
·положення про використання САПР проектними підрозділами.
Положення про службу САПР розглядає функції і структуру створюваної при впровадженні САПР на підприємстві служби (сектора або відділу) САПР. Служба САПР створюється при відділі головного конструктора (технолога).
Обслуговування САПР полягає в забезпеченні:
·планомірної автоматизації всіх етапів процесу проектування;
·комплексного використання засобів обчислювальної і організаційної техніки;
·інтеграції САПР з іншими автоматизованими системами;
·розвитку концепції інтегрованої САПР;
·нормування складових процесу проектування в системі «людина–САПР”;
·організації системи підготовки кадрів;
·вдосконалення методики використання САПР;
·прогнозування розвитку об’єкту проектування і розробки заходів щодо оновлення САПР, її елементів і підсистем;
·розробки і застосування заходів матеріального і морального стимулювання користувачів САПР.
1 2 3 4 5 6 7