ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Функциональная структура из "Основы автоматизированного проектирования электромеханических преобразователей " САПР — это сложная система, которая может рассматриваться на различных уровнях декомпозиции и детализации. Наиболее укрупненными элементами САПР являются подсистемы, которые выделяются по функциональному признаку. Каждая подсистема решает в законченной форме достаточно самостоятельную группу задач автоматизированного проектирования. Представление САПР в виде взаимосвязанных функциональных подсистем соответствует верхнему (наиболее общему) уровню декомпозиции, с которого начинается изучение сложных, систем. Типовая структурная схема функционирования САПР на этом уровне приведена на рис. 1.1. [c.17] Взаимодействие пользователя (П) с программно-техническими средствами САПР осуществляется с помощью устройств ввода и вывода информации. Для ввода используются устройства считывания перфокарт и перфолент, печатающие устройства, алфавитно-цифровые и графические дисплеи. Печатающие устройства и дисплеи позволяют производить прямой ввод информации (без предварительной записи на перфокарты и перфоленты] и поэтому более предпочтительны. Вывод информации в зависимости от требуемой формы (алфавитно-цифровой, текстовой или графической) производится посредством печатающих устройств, графопостроителей и дисплеев. Для хранения или последующего использования в других автоматизированных системах, например в станках с числовым программным управлением, вывод информации возможен также на перфоленту или магнитную ленту. [c.17] Для описания информации, вводимой в САПР, применяются языки двух видов языки программирования и входные языки. [c.17] Для описания информации, выводимой из САПР, не требуются специальные языки. Формы представления выходной информации определяются устройствами вывода и соответствуют формам проектной документации. По содержанию выходная информация определяется не только проектными данными, но и промежуточными сообщениями, необходимыми для управления процессом проектирования со стороны проектировщика. Благодаря промежуточным сообщениям в САПР организуется двусторонний обмен информацией (диалог) между проектировщиком и ЭВМ, который необходим для оперативной реализации процесса проектирования. В диалоговых режимах работы САПР необходимо обеспечить языковое соответствие между входной и выходной информацией. Это соот-. ветствие достигается за счет соответствующего расширения и адаптации входного языка, который в данном случае называется диалоговым языком. [c.19] В целом САПР является многоязыковой системой, в которой каждый пользователь выбирает для себя наиболее удобный среди имеющихся язык. Проектировщики отдают предпочтение диалоговым входным языкам, разработчики программ — языкам программирования. Многоязычность САПР — одно- из необходимых условий совместной коллективной работы пользователей. Тем не менее языки САПР нельзя выбирать произвольно. Требование унификации языков САПР, особенно входных по классам объектов проектирования приобретает все большее значение. [c.19] Информация, описанная на языках общения пользователя и ЭВМ, недоступна для прямого машинного восприятия. Поэтому входная информация требует последующих преобразований для получения рабочей программы на языке команд ЭВМ, которая передается в процессор для выполнения заданных логических и вычислительных процессов проектирования. [c.19] Генерация рабочей программы в языковом процессоре выпол- няется двумя способами компиляцией и интерпретацией. Программа-компилятор четко разграничивает трансляцию входной информации в рабочую программу от ее реализации в процессоре. Исполнение рабочей программы может начаться только тогда, когда трансляция полностью завершена. Программа-интерпретатор, наоборот, совмещает генерацию и исполнение рабочей программы путем выполнения процесса преобразований по частям. После генерации части рабочей программы сразу осуществляется ее реализация, затем снова генерация и исполнение и т. д. [c.20] Компиляция требует большого объема оперативной памяти ЭВМ для размещения полной рабочей программы, но зато позволяет экономить затраты машинного времени при многократном исполнении рабочей программы. Интерпретация, наоборот, экономно расходует память, но это достигается за счет увеличения затрат машинного времени. Во многих случаях при генерации рабочих программ сочетают оба способа, чтобы максимально использовать преимущества каждого из них. [c.20] Таким образом, разработка каждого входного языка требует, в свою очередь, создания соответствующего языкового процессора. Разработка языкового процессора представляет более трудную н сложную задачу, чем разработка входного языка. Это еще раз подтверждает необходимость унификации как входных языков, так и языковых процессоров. [c.20] Центральное место в функционировании САПР занимает управляющая подсистема (см. рис. 1.1J. Функции управления в САПР достаточно разнообразны взаимодействие всех подсистем (все подсистемы работают по указаниям управляющей подсистемы) ввод и вывод информации заданный процесс проектирования диалоговый режим проектирования работа программных и технических средств и т. п. [c.20] Указанные функции выполняются на двух уровнях на уровне пользователя и на уровне программно-технических средств. Управление со стороны пользователя осуществляется с помощью директив входного языка, а управление программно-техническими средствами — с помощью стандартных ОС ЭВМ или специально разработанных систем управления, часто называемых мониторами или диспетчерами. [c.20] Простейшие формы диалога в виде заранее запланированных запросов со стороны ЭВМ и ответов пользователя типа ДА, НЕТ или числовых данных могут быть организованы и с помощью ОС. Однако более сложные директивно-обучающие формы диалога организуются только с помощью специальных мониторов, позволяющих прерывать процесс проектирования как со стороны ЭВМ, так и со стороны пользователя. Обмен информацией между ЭВМ и пользователем осуществляется директивными фразами. Если пользователь затрудняется в выборе директив, то ему может быть оказана помощь со стороны ЭВМ в виде подсказок. В целом разработку специальных мониторов следует тесно увязывать с разработкой входных языков и языковых процессоров. [c.21] Процесс проектирования в САПР, т. е. непосредственное решение проектных задач, выполняется с помощью проектирующих подсистем 1, 2 (см. рис. 1.1). Каждая проектирующая подсистема имеет почти те же функции, что и САПР в целом, но применительно к более узкому кругу задач. Проектирующая подсистема выполняет самостоятельный этап проектирования в законченной форме, т. е. с выдачей соответствующей документации. Функции проектирующих подсистем реализуются в САПР программным путем. [c.21] Управление работой проектирующей подсистемы разделяется между центральной подсистемой управления и собственным управлением. Центральное управление организует взаимодействие проектирующей подсистемы с другими подсистемами собственное управление организует автономную работу подсистемы. Из всех подсистем САПР проектирующие подсистемы являются наименее универсальными. Поэтому они обычно называются объектно-зави-симыми подсистемами в отличие от остальных подсистем, называемых объектно-независимыми (инвариантными). [c.21] Каждая проектирующая подсистема оперирует определенными входными и выходными информационными массивами. При взаимодействии подсистем в процессе проектирования выходная информация одной подсистемы частично используется в качестве входной информации для других подсистем. Для передачи информации от одной подсистемы непосредственно к другой необходимо, чтобы все информационные массивы имели одинаковую структуру. Однако это условие не всегда выполнимо. Как правило, структуры информационных массивов различных проектирующих подсистем существенно отличаются друг от друга. Поэтому проблема информационной согласованности проектирующих подсистем в САПР решается иным путем — путем создания единой информационной основы в виде самостоятельной информационно-поисковой подсистемы (см. рис. 1.1.), называемой также банком данных или автоматизированной базой данных (АБД). [c.21] СУБД выполняет следующие функции поиск данных для других подсистем САПР запись новых данных стирание устаревших записей перезапись данных с одних машинных носителей на другие. Как видно, функции СУБД универсальны, несмотря на жесткую привязанность БД к объектам проектирования. Благодаря этому для обращения к БД удается использовать специальные унифицированные языки описания данных, например язык ODASYL или DL/1 [49]. Эти языки основаны на логическом представлении структуры информационных массивов в виде графов (сетевые структуры) или взаимосвязанных таблиц (реляционные структуры). В целом функции СУБД реализуются программным путем, а информационные массивы - БД размещаются во внешних запоминающих устройствах. [c.22] Наличие АБД существенно облегчает также формирование н вывод выходной информации САПР. Формирование выходной информации выделено на рис. 1.1 в отдельную подсистему, на которую обычно возлагаются функции подготовки проектной документации, программных распечаток или перфолент для автоматизированных систем производства. Формы представления выходной информации заранее определяются пользователем в зависимости от решаемой задачи и возможностей, предоставляемых устройствами вывода. [c.22] Содержание выходной информации наполняется из БД, что позволяет разделить процессы проектирования и процессы вывода информации. В противном случае большая разница в быстродействии ЭВМ и устройств вывода приводит к неоправданным большим потерям машинного времени. [c.22] Более подробно структура и подсистемы САПР изложены а специальной литературе [26, 50 и др.]. [c.22] Вернуться к основной статье