ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные виды задач при алгоритмическом проектировании из "Элементы теории автоматизации машиностроительного проектирования с помощью вычислительной техники " Процессы машиностроительного проектирования формализуются в виде различных моделирующих алгоритмов, состоящих главным образом из блоков, реализующих арифметические и логические операции. [c.173] Анализ алгоритмов машиностроительного проектирования показывает, что принципиально важной их частью являются логические операции. Арифметические операции в большинстве случаев являются подготовительными и служат для определения исходных условий для выполнения логических операций. [c.173] Основой для разработки арифметических блоков алгоритмов проектирования являются результаты различных физических и прикладных наук, представленные в виде расчетных формул, таблиц, уравнений, систем уравнений и т. п. Методы решения и программирования арифметических задач хорошо разработаны в вычислительной математике. [c.173] Для перевода вычислительных задач, записанных на обычном математическом языке, на язык автоматизированных систем проектирования, существуют хорошо разработанные алгоритмические языки, такие, как АЛГОЛ-60, автокод Инженер , ФОРТРАН, КОБОЛ и др. Наличие трансляторов с этих языков на языки конкретных ЭЦВМ обеспечило широкое их применение для автоматизации программирования вычислительных задач. В настоящее время разработка и решение арифметических блоков алгоритмов проектирования не встречают затруднений. [c.173] Логические задачи, встречающиеся при машиностроительном проектировании, в свою очередь можно разделить на две группы задачи, связанные с проверкой истинности (или ложности) различных простых и сложных высказываний, определяющих взаимосвязи и характеристики объектов и процессов проектирования задачи, связанные с выбором решения из множества известных вариантов решений на основе анализа множества условий, определяющих этот выбор. Эти задачи являются важнейшими и массовыми в процессе проектирования. [c.174] Решением может быть выбор стандартного или нормализованного элемента конструкции из ГОСТов или нормалей, выбор метода осуществления тёхнологического процесса или конструктивного варианта, выбор метода решения задачи и т. д. [c.174] Алгоритмы машиностроительного нроектирования описывают сложные ветвящиеся процессы и позволяют вести решение по одному из многих возможных вариантов. Выбор пути решения в этих случаях производится, как правило, на основе установления истинности (или ложности) различных высказываний и анализа логических зависимостей между переменными. Методы решения задач такого рода хорошо известны [30, 53 и др.]. [c.174] При машиностроительном проектировании большинство логических задач содержит значительное число переменных, каждая из которых может принимать до нескольких десятков дискретных значений. Классические методы решения логических задач в этом случае неприемлемы, потребовалась разработка новых методов. Задачи такого рода называются тактическими [54]. [c.174] Сложность и большая трудоемкость разработки алгоритмов решения тактических задач потребовали создания формальных методов синтеза граф-схем алгоритмов, позволяющих строить более эффективные алгоритмы и автоматизировать сам процесс синтеза алгоритмов с помощью электронных цифровых вычислительных машин. [c.174] Этот метод является существенным шагом вперед в вопросе формализации процессов создания алгоритмов решения логических задач, однако при большом числе переменных и их значений он приводит к весьма громоздким и большим каноническим таблицам. Кроме того, выбор и исключение одинаковых частей канонической таблицы производятся вручную и результат в значительной степени зависит от опыта и искусства исполнителя. При этом не гарантируется полная миними-.зация граф-схемы алгоритма. [c.175] Ниже рассматриваются методы поиска решений и полной автоматизации синтеза граф-схем алгор итмов логических задач подобного рода с помощью ЭЦВМ, при которых в процессе синтеза граф-схемы алгоритма выявляются источники возможного возникновения одинаковых частей граф-схемы и сразу строится минимизированная граф-схема, учитывающая все возможные варианты сочетаний значений логических переменных [31—33]. [c.175] Результаты синтеза граф-схемы алгоритма выдаются ЭЦВМ на печать в виде таблицы, с помощью которой вручную или на чертежном автомате строится граф-схема. Вместо граф-схемы при необходимости может быть выдана непосредственно программа алгоритма на одном из алгоритмических языков, наиример на АЛГОЛ-60 или в коде ЭЦВМ. [c.175] В число геометрических задач так называемого метрического характера входят задачи вычисления площадей, объемов, моментов инерции, координат и другие вычислительные задачи, решаемые на основе широко известных методов аналитической геометрии, механики и математического анализа [56, 57]. Для решения таких задач существуют стандартные программы [58]. [c.175] Гораздо большие трудности представляют при алгоритмическом проектировании позиционные геометрические задачи, связанные с размещением элементов в конструкции и требующие привлечения новых математических методов. [c.175] Важнейшей задачей класса позиционных задач является размещение элементов конструкций в пространстве и на плоскости. При этом необходимо иметь в виду, что размещение производится в пространстве, описываемом системой координат проектируемого объекта, а элементы конструкции описаны таблицами кодированных сведений о них. [c.176] Ниже рассматриваются методы решения некоторых из этих задач. [c.176] Задача замены реального контура элемента конструкции выпуклой оболочкой является исходной задачей этого класса, она предшествует определению габаритов элемента конструкции, экстремальных точек элемента, размеров сечений элемента, определению пересечения, касания и т. п. [c.176] Для построения выпуклых оболочек разработаны метод ii алгоритм, реализующий рекуррентный процесс, пригодный для построения выпуклой оболочки около замкнутого ориентированного контура, называемого циклом, и около конечного числа контуров. Большинство выпуклых оболочек при решении задач проектирования может быть охарактеризовано плоскими контурами их сечений. [c.177] При разработке алгоритмов машиностроительного проектирования перечисленные выше логические и геометрические задачи приходится решать многократно. Исходя из массовой применимости задач поиска решений и геометрических задач, а также учитывая их универсальность и общность, оказалось целесообразным образовать из них систему стандартных программ [58]. [c.177] Примеры разработки отдельных стандартных подпрограмм геометрического анализа приведены в работах [5G, 58—62]. [c.177] Вернуться к основной статье