Информационная интегрированная среда для создания адаптированных приложений САПР

подсистема авторизации доступа, редактор структурных схем МПС и программ МП и МК, многофункциональный кросс-ассемблер, многофункциональный отладчик программ, подсистема верификации проектных решений и действий, подсистема обучения основам МПТ и ее проектирования, подсистема коммуникаций, базы данных учебно-методической информации, сценариев проектной деятельности, постановок задач, базовых проектных решений, предлагаемых студентам для модификации.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Рафикузаман М. Микропроцессоры и машинное проектирование микропроцессорных систем. В 2-х кн. Кн. 2. М.: Мир, 1988.

2. Негода В.Н., Никищенков И.А. Применение САПР для поддержки обучения по схемотехнике и микропроцессорной технике // Тез. докл. 2-й меж-дунар. конф. Интерактивные системы: Проблемы человеко-компьютерного взаимодействия. Ульяновск: УлГТУ, 1997.

Негода Виктор Николаевич, кандидат технических наук, окончил радиотехнический факультет Ульяновского политехнического института. Профессор кафедры ВТ УлГТУ. Имеет статьи и монографии в области проектирования микропроцессорных систем и автоматизации обучения.

УДК 658.512.22

А.Ф. ПОХИЛЬКО, С.А.СУХОВ

ИНФОРМАЦИОННАЯ ИНТЕГРИРОВАННАЯ СРЕДА

ДЛЯ СОЗДАНИЯ АДАПТИРОВАННЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ САПР

Рассматриваются архитектура и свойства информационной среды, позволяющей реализовать механизмы адаптации при создании приложений САПР. Предлагаются структуры данных и процессов, отображающие реальные процессы проектирования и соответствующие им функциональные компоненты среды - информационные процессоры. Приводится спецификация их свойств и возможностей.

Под информационной средой (ИС) понимается совокупность взаимодействующих информационных процессоров, используемых для создания и настройки элементов прикладных пользовательских систем (приложений САПР) [1]. Каждый информационный процессор ориентирован на опреде-

© А.Ф. Похилько, С.А.Сухов, 1998

ленный способ представления информации и поддерживает соответствующую структуру данных. В задачи отдельного информационного процессора среды входит:

• обработка поддерживаемого типа информации;

• создание и сопровождение специализированных структур данных;

• поддержка протоколов взаимодействия между собой;

• поддержка стандартов диалогового взаимодействия с пользователем.

На рис.1 приведена структура информационной среды, предлагаемая на основе информационной модели объектов проектирования (О), включающая:

• графический процессор, реализующий графическое представление О;

• текстовый процессор, поддерживающий текстовый аспект описания;

• табличный процессор, поддерживающий представление табличного аспекта;

• управляющий процессор, осуществляющий координацию взаимодействия всех средств ИС.

Системная база данных

Запрос

Реакция

директивы

данные

Ж.

Графический процессор

Пользователь

Управляющий процессор

Альтернатива

Событие

Сценарий

директивы —^

данные

Текстовый процессор

Табличный процессор

Структуры

данных

Рис. 1. Состав инструментальной среды

Управляющий процессор является базовым компонентом среды, обеспечивая отображение процесса проектирования (ГШ) в форме сценария 8. В 8 содержится как декларативное описание состояния з(О), так и процедурное

69

представление Р, раскрывающее содержание реакции fia ситуацию в проектной ситуации в состоянии s(O).

Простейшей единицей (Рг) этой структуры информации является операция по обработке отдельного типа информации. Совокупность скомпонованных в законченное действие Рг определяется в качестве элемента библиотеки реакций и названа модулем (М). Конечная последовательность М, как последовательность действий между отдельными интерактивными сеансами принятия решений в ПП, названа технологическим маршрутом проектирования (Т). Т определяет события сценария проектирования Se.

Таким образом, множество реакций R системы на возникающие события включает четыре подмножества реакций: подмножество процедур Рк, подмножество модулей М, подмножество Т, подмножество сценариев Se.

R = PkUMUTUSc.

Событийное отображение сценария процесса проектирования в виде многомерной сети принятия решений [2] позволяет:

• отделить функции управления ПП от функций формирования информационного содержания объекта проектирования;

• установить гибкую взаимосвязь и модификацию человеко-машинных и автоматизированных процедур проектирования;

• осуществлять динамический мониторинг последовательности и условий реализации проектных процедур;

» совершенствовать технологию проектирования с использованием средств оперативного управления и оптимизации.

Раздельная обработ ка информации различного типа (графика, текст, таблицы) компонентами информационной среды позволяет повысить эффективность вычислительных процедур за счет унификации процедур представления и обработки данных.

Разделение функций управления ПП от функций формирования содержательного описания объекта О (введением средств описания сценария Se) позволяет существенно расширить возможности формирования и накопления процедурных ресурсов поддержки проектирования (унифицируются механизмы управления ресурсами информационных процессоров, протоколы обмена данными, интерфейсы взаимодействия с пользователями и т.д.). Основные свойства и характеристики ИС отображены на рис.2.

Ее основу составляет управляющая компонента, осуществляющая мониторинг ситуации, сложившейся в ПП, выборку реакции на нее из поддерживаемого множества реакций, а в случае ее отсутствия - проектирование реакции на основе протоколирования действий пользователя.

Монитор ИС содержит:

- интерпретатор сценария проектирования;

- средства организации пользовательского интерфейса;

- средства организации внешнего интерфейса;

- систему управления базой данных элементов управления;

- средства разработки сценария проектирования;

- средства ведения протокола;

- средства информационной поддержки проектирования;

- средства анализа ситуаций и выработки предложений;

- средства управления вычислительными ресурсами и взаимодействия с операционной системой.

Рис. 2. Основные свойства и характеристики инструментальной среды

Интерпретатор сценария проектирования, взаимодействуя со средствами организации пользовательского интерфейса, инициирует последовательность событий, определенных в сценарии. В случае возникновения неоднозначного события (узлового события), пользователю предлагается на выбор список событий, определяющих данное неоднозначное событие и рекомендательная информация, помогающая пользователю сориентироваться в текущей ситуации. Реализация неоднозначного события заключается в выборе одной из предложенных альтернатив, или в случае построения пользователем своей сети событий, альтернативы из всего списка поддерживаемого системой, который формируется системой управления базой данных элементов управления. В случае возникновения однозначного события (события типа «ветвь») активизируется система управления базой данных элементов управления. В

ее задачу входит поиск реакции на данное событие, ее последовательное раскрытие и передача управляющих воздействий исполнительной системе.

Средства информационной поддержки проектирования активизируются пользователем и формируют дополнительную информационную поддержку проектирования. Средства организации внешнего интерфейса предназначены для передачи управляющих воздействий и информационных массивов между управляющим ядром и процедурными ресурсами ИС. Средства разработки сценария проектирования активизируются в случае создания уникальной сети событий, связанных с проектированием некоторого объекта. Средства ведения и анализа протоколов активизируются монитором ИС при любом режиме взаимодействия пользователя со средой ( построение элементов вновь разработанной сети событий и содержания используемой ).

Библиотеки процедурных ресурсов ИС содержат множество процедур: по графическому моделированию образа объекта и его составных элементов; по формированию текстовых определений и описаний объекта и способов и условий его производства и использования; по формированию и ведению структурированных в табличном виде данных, определяющих содержание объекта и его составных элементов, а также численных значений параметри-зированных образов стандартных элементов, используемых в данном объекте.

Архитектура ИС позволяет осуществлять создание адаптированных приложений на двух уровнях: адаптации на объект проектирования, учитывающей особенности проектирования и структуры данного объекта, и адаптации на субъекта, осуществляющего проектную деятельность и имеющего индивидуальный запас знаний и навыков в проектировании и взаимодействии с вычислительной средой.

Цель первого уровня - определить сеть событий, связанных с проектированием объекта и отражающих его структуру, разработать и поставить ей в соответствие систему реакций. Под реакцией здесь понимается логически и информационно связанная последовательность программных процедур. Методика проектирования, взятая за основу для данного объекта, находит свое отражение в сети событий. Формирование системы реакций на события сети опирается на механизм приобретения знаний об используемых пользователем процедурных ресурсах среды в процессе решения им локальных задач проектирования. Эти знания обрабатываются и сохраняются в системной БД. Для этого пользователю должен быть открыт доступ ко всем процедурным ресурсам, имеющимся в распоряжении, а также к разработанным ранее сценариям проектирования и маршрутам.

На основе вышеперечисленного разработан метод адаптации на объект проектирования, который включает следующие этапы: • спецификация в сценарии проектирования узловых точек, отражающих ситуации, связанные с проектированием структурных элементов объекта; в спецификация во всех узлах сценария подмножеств проектных процедур, определяющих комплекс действий в данной проектной ситуации;

формирование содержания проектных процедур на основе реализации операций связывания и оптимизации процедурных компонент инструментальных средств;  связывание узловых точек сценария на основе формирования сети процесса проектирования;

• определения точек перехода в другие сети процессов; « наполнение сценария декларативной информацией.

Следующий уровень адаптации - на субъект проектирования - отражает потребность в модификации сети процессов и изменения декларативной составляющей сценария проектирования в соответствии с уровнем знаний, навыков проектирования и системой понятий конечного пользователя. Метод адаптации на субъект проектирования содержит следующие этапы: в накопление и спецификация данных, характеризующих последовательность и условия реализации конечным пользователем проектных процедур;

» анализ и выделение повторяющихся цепей проектных процедур; » изменение сети процессов на основе доопределения или сглаживания узловых точек сценария характерными для пользователями цепями проектных процедур;

• изменение содержания декларативных элементов сценария на основе переопределения их терминологических составляющих в соответствии с системой понятий конечного пользователя.

В соответствии с представленными методами адаптации на объект и субъект проектирования разработаны алгоритмы адаптации.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Похилько А.Ф., Сухов С.А. Инструментальная среда САПР // Интерактивные системы: Тез. докл. н.-т. конф. Ульяновск: УлПИ, 1993.

2. Похилько А.Ф. Интегрированная логика процессов автоматизированного проектирования // Непрерывнологические и нейронные сети и модели: Тез. докл. междунар. н.-т. конф. Ульяновск: УлГТУ, 1995.

3. Pohilco A.F. Technolody of development user-orinted CAD-applications. International Conference INFORMATION TECHNOLOGY IN DESIGN. Proc. Moscow: IESTI, 1996.

Похилько Александр Федорович, кандидат технических наук, окончил Ленинградский политехнический институт им. М.И. Калинина. Доцент кафедры САПР УлГТУ. Имеет статьи в области информационных технологии построения САПР, методах и моделях принятия решений.

Сухов Сергей Альбертович, кандидат технических наук, окончил радиотехнический факультет УлГТУ. Старший преподаватель кафедры САПР УлГТУ. Имеет публикации в области инструментальных технологии создания прилоогсснии САПР.