автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.09, диссертация на тему:Автоматизация синтеза проблемно-ориентированного программного обеспечения автоматизированных систем

vi 6

\ ^ MIHÎCTEPCTBO ОСВ1ТИ УКРАШИ

ХАРШСЫМЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХН1ЧНИЙ УН1ЙЁРСИТЕТ РАДЮЕЛЕКТРОНЖИ

На вравах рукопису

Боркенко Тетяна !вашвна

АВТОМАТИЗАЦИЯ СИНТЕЗУ ПРОБ Л EMHO-OPÍ6HTOB АНОГО ; ПРОГРАММОЮ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ АВТОМАТИЗОВАНИХ СИСТЕМ

05.13.09 — Математичне та програмне забезпечення обчислювальних машин та систем

АВТОРЕФЕРАТ

дисертац» на здобуття вченого ступеня кандидата техжчних наук

XapKis 19S5

Дисерташею е рукошс.

Робота виконана в харк!воькому державному техн!чному ун8верситет! рад1оелектрон1ки.

Науковий кар «вник : кандидат те*н1чних наук » доцент ВЛ«. Лввикш.

0ф!ц!йн5 огоненти; 1 „ Доктор техн1чнюс наук, професор Ю.П.Шабанов-Кушнаренко. %. Кандйдат техн1чаих. наук, доцент ОЛ.Пушкар.

Пров!дна орган1зац1я: Дя 1пропетровський державний ун1-вврситет, м1я1стерство осв!ти Укра!ни.

Захист в!дбудеться HOSrcfpa 1995 p.

на зас!данн1 сшц!ал1зовано5 вчено? ради К 02.25.03 в Харк!вському державному технЗчному университет! рад!о-влвктрони® га адресоюг 310726, м. lapKis, пр. Лев! на ¡, 14. fax: (0572) 40-91-13.

5 дисертаЩею моша ознайомитись у б!бл!отец1 ун!герои-

Автореферат роз! слагай f 1995 р.

Вчений секретар ^

спец? авизовано! вченоi ради ■ В .В. Везкоровайний

- Ьсього фонумеро»акО'¿3 стор.: \ U^YXxv Зам.1^/178-95' .

ЗАГАЛВНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальяють 1 ступень досл(даеност1 тематики даоерта-ц11. Практика розробки сучасних автоматизованих систем 1 доевiд IX використання показали, що створення програмного заоезпечення (ПЗ) е вельми складаим, трудомЮтким процесса, що дороге коштуе. Тому потребу у програмному забвзпеченн! можна задов¡лышти лише при використоннI високопродуктивних систем та засоб1в автоматизацп розробки (ЗАР) ПЗ.

У (снуючих ЗАР ПЗ в недостньо повШй м(р1 автоматизова-но найО1льш складний I трудомгсткий етап рвал1зац1I програм (написания команд ( налагодження), що суттево знижуе ефек-тивнють застосування цих заооб1в у ц.1лому. Кр(м того, бГль-ш(сть 1 снуючих ЗАР Ш нвприйнятн I для .користувач1в-непрофв~ С1йних програм1ст1в, що значно знижуе доступнЮть цах засо-01в для масового користувача 1 оомежуе сфэру tx практичного застосування.

Анал1з (снуючих П1ДХ0Д1В до автоматизацп розробки проблемно-ор1ентованого 113 автоматизованих систем (АС) дозволяв вид1лити актуальней нанряы досл!дження, що (нтенсивно розвийають останнш часом i який пов'язаний з пооудовою систем та (нструментальних засоогв автоматичного синтезу програм (ЗАСП). Серед ЗАСП найб1 льш перспективн! системи, у яках застосовуеться дедуктишшй п(дд<Д до синтезу проолвмно-орг-ентованих програм. Дедуктивний п!дх)д оснований на апарат! автоматичного доведения теорем ¿снуваная р|шень l дозволяе отримувати св!дсмо правдльн!, в$льн1 в1д лопчаих помшкж алгоритма 1 Biдпов1дн1 Ш прогреми за ix непроцедурними спе-ииф1кац1ями.

ол)д в}дзначити, що на ut-я час ыдшн осиитна киыпеть

практично реал!зованих ЗАСП на основ! дедуктивного синтезу, а питания створення систем автоматичного синтезу об'ектно-$р!ентованих програм, що забезпвчують мояливють сильного вкиористання р!зних метод1в 1 стратег!й доведения теорем з включения« базового мехашзму IX селективного выбору, дос-л!даен! шдостатньо, { IX вир1шання е вежливою ! актуальною проблемою.

Мета робота 1 осноет1 задач! паукового досл!даення. Метою дисертац!Яно! робота е розробка науково обгрунтоваио! технолог!I та засрб1в автоматазацн синтезу проблемно-ор!ен-тованого ГО АС, а тако* реая«зац|я у тгляд.1 !нструмен-талыки системе автоматизованого синтезу проблемао-ор! енто-ваних програм за !х специф1кад!ши.

Основн! задач! наукового досл!дкення; систематизашя 1 анал1з сучзсгох методологий розробки ПЗ АС з метою вибору ефектишшх метод{в I засоб1в автомати-зацн синтезу проблемно-ор!еятоввких програм;

застосуваюш теоретщо-катвгоряого шдходу до системного жздэлювашя пронес1в авготтизша розробки пз АС;

розробка мови спэод^кгяШ задач (програм) I д!алогових аасобГв н!дтримки процессе складання спецйф5кац1й комплекс!в задач кС1

розробка ! досл1даеная технолог! г } базового алгоритм!-чиого забезпечоння процес!В автоматичного синтезу об" ектно-ор«ентованих програм за ?х саевдф!К8Ц(ямй;

розробка заг&яыю? ковдеицг 5 побудош» структура ! фун-щШ кошлексу гаструментальниж засоб(в автоматизаШ! роз-роокн г^облемно-ор! ентоваяого Ш;

ЗПроСац1я ! оцицса ефективност1 застосування реал!зова~ но-1 верс!$ кощшксу двструм^нталыщ засосив автоматнзашг

розробки ПЗ.

Теоретична 1 практична ц!нн'сть досл!даення 1 його нау-нова новина. Творетичн! досл|дхення на вен етапах базуються на единому алгебрахчноыу аппарат! "наскр1зноIм .формал1зац11, цр дозволяе забезпечити ч!тку взаемну узгодкен1сть отримува-них результатов. Впровадаення розробленого Шдходу, алго-I ритмов, засо<31в Г технологи автоматизованоI розробкиШ I АС, дозволяе знизити трудом1стк(оть 1 скоротити строке розробки ПЗ» забезпечуе автоматизоване докуыентуваиня на вс 1х етапах розробки Г13 АС.

Наукова новина роботи полягае у такому: запропоновано теоретико-категорний п!дх1д до системно! формал!зацп процес1в розробки програмного забезпечення АС;

розроблено теоретико-категорну модель щюцес1в дедуктивного синтезу об'€Ктно-ор!ентованих програм;

запропоновано двор!внвву мову специф1кац1й задач (программ;

запропоновано технолог(ю 1 разроблено комплекс базовах алгоритм!в аля систем автоматизац!! синтезу об'ектно-ор(ен-товарих програм за !х специф!кац(ями;

визва^ен! загальна концепция побудови (структура комплексу Iнструмвнтальншс засоб!в автоматизаШI розробки ПЗ АС.

Р(вень реал!зац!1 I впровадквкня наукових розробок. Програмний комплекс, якив рввл!зуе розроблену технолог!» I алгоритмы автоматизовано! розробки ПЗ АС, викориетований при створена! ПЗ для задач орган1зац1йного улравл(ння виробницт-вом, бухгалтереького обл1ку I анал!зу. Перев!рка ефективаос-г! розробдених алгоритма зд!йсяовал8Сь в умовах аромяслоао! ексалуатац!! програмного кошлексу, результат яко! актр-дали мо*лив!сть використання на практиш теоретичних розро-

бок, як] виконая! у дан)й дисертац)йн!й робот!.

Апробац1я робота. Основн! результата дасвртац1йно1 робота допов1далися на ВсесоюзнШ конференц!1 по впровадкенню эконом1ко-математичних методов J БОН в управл)нн! виробниц-твом (Одеса, 1985 р.), на РеспублЖанськШ школ)-сем1нарt иД!алогов! системи 1 граф!ка" (Москва, 1986 р.), на Респуб-л(канск)й конференцН "Шдвщення якост) програмого забез-печення ЕОМ" (Севастополь, 1986 р.), Всесоюзна школ1-семи-нар! "Психолог1чна б!он1ка" (Харк1в,1986 р.), на галузевому науково-технIчному сем»нарI "Досв(д створения АСУ ГВС у верстатобудуванн)" (Москва, 1986 р.).

Публ}кацп. Основ»I результата дасертацп опубл)кован! у.6 друковащх роботах.

Структура I обсяг дисертатйно! робота. Дисертац1йнв робота складаетьея s вступу, чоткрьох розд!л1в, висновку, Mi стать 13 малшк1в, 1 таблвдю, список використано J л'тера-тури з 115 нвйменувань I додатк!в. Загальнкй обсяг дисер-тацН становить 138 сторШок.

Особистий внесок у науков! результата, що виносяться на

застосуваиня апарату твори категор)й 1 функтор 1 в для формажзааН прочее)в розробки ПЗ АС;

розробка двор(внево1 мови специф1кац1й задач 1з забез-печенням можливост! формузаяня опис!в об* ектно-ор! ентованюс црограм;

розробка технологи I алгоритм)в дедуктивного синтезу об*ектно-ор1ентованих програм, що рвал)зують можливють ви-користання док!лькох методI в 1 стратег1й доведения теорем.

Методолог!я ) метод доелЮТення.предмету. В основу тео-рвтичннх досл1даень покладечо метода теорП категорий 1 фун-

ктор!в, метода математично! лопки I логичного виводу, автоматичного доведения теорем, метсщ теорп граф!в 1 теори множив.

ЗЫГСТ РОБОТИ

У вступ! обгрунтовано актуальн!сть досл1дздвшо! проб-леми, розглянуто загальну структуру ! запропоновано короткий анал13 змЮту основных розд(л!в дисертац1йно! роботе.

У перому роздш проведено анализ Юнуючих п!дход!в до автоматизац!1 розробки ПЗ АС, розглянуто метода ! засоби автоматичного синтезу програм. На Шдстав! проведених дос~ л!джень були зроблен1 так] висновки:

серед юнувчих п!дход!в до автоматизац!! розробки проб-лемно-ор1ентованого ПЗ АС можна вид!лити актуальний напрям досл!джвнь„ що штенсивно розвивають 1 який пов'язачий з по-будовою систем та (нструментальних засоб!в на основ! метод«в автоматичного синтезу програм;

основн! концепт I ! метода пооудови таких систем розглянуто недостатньо, тому неоох!дний пощреднГй системний струк-турнр-функцЮнальний анал1з дано: проблеми на основ! створен-ня загальнок математично! моделI процесс синтезу програм;

основними задачами побудови ЗАСП е: створення мов спе-циф!каций» що дозволять к1нцевому користувачу формувети точ-ний, зрозум1лий ! повний ошс задач! б1лыа зручшми, доступ-ними ! простими засоэами, н!ж традиц1Йн! алгоритм!чн! мови црограмування; розроСк'а ефективних алгоритма побудови програм за (х сп8циф!кац!ями;

перспектианим напрямом ривення визначедах вине задач « побудова систем автоматизац!! розробки ПЗ АС, у якшс з&сто-совуеться дедуктквний а)дх(д до синтезу програм, основании

на апарат! автоматичного доведения теорем ¡снування р!шення, що дозвояяе отримувати св!домо в!рн1, в5льн! в!д лопчних шмшюк алгоритми I в!дпов(дн! |м програмн! продукта;

ваяшшм I дарсвдктившш непрямом досл!джень е створан-ш загально! концепцп побудови та засоб!в реализац!1 1нтег-ровада ШСП» ор!ентованих на сп!льне використання р!зних 1 стратегШ доведения теорем.

Ж другому роздШ нропонуеться теоретико-категорний и1дх!д до формал!зацп процесу розробки об'ектно-ор!еитова-його ГО АС. Теор{я категорШ ! функтор!в застосовуеться як едина алгебраIчна мова системно! формал!зац!! складного об'екту досл1джень» що м! стать численн! р!знор!да( елементи 1 нроцеси взаемодл. Такий шдхзд у к!нцевому Шдсумку доз-воляе забезвдчити загальну наступи югь та несуперечлив1сть досл1давнь, що проводиться у робот!.

При шкористаин! для вир!шення аробледа автоматазац!! розробки Ш АС традищйних мов 1 систем програмування в!дио~ в!днйй технолог 1чяий цроцес розбйваеться на два основних еташ. Перший етан - це формування зм!стовного опису задач! (категория 0), коли для заданог предметно! галуз! (категор!я ») & . використавням мовиих засоб!й в!даов!днюс стандарт!в (категор!я Ьа) розробляютьея сггециф!кац!! ПЗ у вигляд! еу~ кувносг$ документ!в: техн!чного завдання, постановки задачи загалшого алгоритму р!шеняя 8 як! з формально! точки зору можуть бум визначен! як нормативна концептуальна модель задач! (категор!» й^Ь Другнй етан - це дродае рвам-зац! 5 вгдаов!даих програмних модул!в 1 вих!даог докумеятаци (категор!я на основ! моде л! й8 з вйкористашям обрано! дави програмування (категор!я як! !нтерпретуються як програмна модель,задач! (категор!я I ).

■ э

3 теоретико-категорних позицШ ошсуваний технолог!чний процес розробки ПЗ може бути представлений у вигляд! •теоре-тико-категорнох д!аграми.

Теоретико-категорна модель процесу розробки ИЗ

На рис. 1 прийнят! так! позначення:

-'функтор вкладення;

Г - функтор опису задач1;

К8 - фужтор використання стандарт(в;

К2 - функтор концептуального моделювання задач!; х.„

¥* - функтор в!дображення вимог стандарт!в у концепту-\

альн!й модел! задач!;

- функтор реал1зацпвих1дних программ* модул!в I

документа«!!;

Йв - функтор реал1 задИ вишг стандарт!в;

Й - функтор моделювання процес!в кодуваыня, налагод-р

ясення, тестування гтрограм 1 складання вихивно! програмю!

10

докршташ з;

- функтор обгрутованого вибору I застосування мови

р

црограмування ;

0 ь х. ь и

, ?„р ,?ЙР ,?ыг - допом1ян1 функтора, що

эвдають ашбракэйня об" ект!в 1 морф!зм!в в1доов1дних кате-гор!й,

Функтор У задае так! ж в!дображэння, що й функтор У, але галузь IX д!! обмежена.

Як осяовоположна концепц1Я в робот! лрогоауеться ШдхЦ до автоматизац!I розробки Ш АС з використанням методу дедуктивного синтезу програм на основ! двор 1 вне во I (зовн!шьо! 1 внутр1шньо!) специф!кац!г вир!шуваних задач. Бочатковий етап роб!т полягае у формуванн! в режим! диалогу "розроб-ник-кош'ютер" на баз! першого р!вня мови специф!кац!й (ка-тегор!я I ) машинно-ор!ентованого шх!дного ошоу задач4 (зовн!шньо! спвциф!каци), (нтэрпретовано! в ц!лому як концептуальна модель задач! (категор1я Мк). На в!дм!ву в|д описано! вище традац!йно! технолог!! у даному випадку этап форадвания М.й реал!зуеться автоматизовано з никористання» в!даов!дних алгоритм 1 в та програм.

На другому етап! роб!т здШснюеться процес автоматизо-эаного дарэтворвиня (категория Р) структурная компонент зов-шшнш? сшрф!кац!1 на мову ооису формальзда. спецяфшацШ в рамках шве лог!ки предикат 1 в 1-ого" порядку (категор!я

В результат! формуеться внутрйше зебражещя зада! у штляд! «ворами 5снувввдй р1яшня» формальао {щтврпретававв ж лоична модель задач! (категория м^). не трвтьод? втап| автоматично реаягзуеться алгоритм допчтго выводу, в результат! вякояання яког формуетъся на в!дпов1даШ мовг зоб-раження граф! в <категор!я 1С> результате дерево вюэоду4 яке

и

називаеться теореттсо-графовою моделлю задач! (категор!я М0). На останньому, четвертому, ^тап! за допомогою 1нстру-ментальних мовних засоб!в програмування зд1йснюеться процес реал!зацп ПЗ, тобто здобування результуючих програмних ода-ниць 8 формування вих!дно! програмно! документац!!.

3 метою Шдвщвння ефективност! I результативное?1 за-иропонованого ш дходу до автоматизованого синтезу ПЗ АС було запропоновано: по-перше, використовувати дек!лька метод!в { в!дпов!даих алгоритм)в лог!чного виводу (категор!I У1,.,., Чт), застосовуючи !х у залежност! в!д результатов анализу характерних особливостей концептуально! (категория Мк) ! ло-г!чног (категор!я моделей вир!шувано! задач!, по-друге, використовувати проблемно-ор!ентовакий механ!зм добування результуючих програм з результат^ виводу (категория ®1)„ який адаптуеться до особливостей Ьр.

Для конструктивно! проблемно-ор!ентованог реал!зац[г запропонований механизм добування використовуе при побудовв програчних модул!в не оператори шструментальног моей програмування, а широко використовуван! у сучасних 1нформац!йшх технолог!ях о!бл!отеки програм (категор!! . При цьому, як показують сучасн! досл!д»ення, найб!лыв перс-пективним е використання б1бл!отек об'ектно-ор!ентованих програм . ■

Теоретико-категорна модель процес!в автоматизац!! роз-робки ПЗ АС з урахуванням описания вшце особливостей зоора-иена на рис. 2. функтори мають змютовну штерпретацмо* по-д!бну до то!, яка використовуеться у тэоретико-катзгорнIй формал!зац!! традищйно! технологи розробки програм з шко-ристанням мов ! систем програмування. Решту компонент!в дано! д!аграми розглянуто ран1шв. Деяк! незначш функтори

т ькдображвн!.

Теоретико-катвгорна модель процесу автоматизащI розробки ПЗ АО

Наведен! модел! процесу розробки ПЗ АС дозволяють в шдальшому достатньо повно ! строго визначити основн! компонент® з технолог!» процесу розробки окладних програшмх дажшшсЗв з дають можлив!сть побудови скстеми автоматазац!! розробкш МБ АС на основ! ц|е? технологи шляхом конструк-тавно! реал!аац1? функтор (в у вигляд! машинних процедур ( ярограм*

У роздш також ошсана двор!внева шва снецифШацИ задач9 т даедауе зовн!шшв шву (для користувача) г внутр!-шьосмстему (для аображення них (дню: ошсШ як задач доведения теорем). Зовнивня мова сйециф!кацШ яштс у себе опио ПОЧАТКОВОГО СТАНУ,, що е жатвою шчатковйх в!дамень Т,. Кожний елэшнт мяозшни Т1 - це елемент мови специф1к8ц1й ПОЧАТКОВЕ В1ДН0ШЕНШ» що являе собою у затальншу вдаадку п-

' ■ ■ . ' .. 13

шрне в1 ДН0Ш8ННЯ м!ж об' ектами, якими повинна Оуде опврувати програма, що синтезуеться. В1днс"10ння повинно оути оОов'яз-ковр Штерпрэтоване. СПИСОК ЛОРОДЖУВАНЮС В!ДНОШЕНЬ Бр умов! специф!кац!й призначений для опису в1дношень, як! стануть в!рними в результат! виконання деяко! да. Кожний элемент множили включае у себе Д1Ю с^ та множину В1ДН0ШЕНБ Блемент епециф}кац! I Д1Я служить для позначення д!й, що црн-водять до зм1ни стану програми за допомогою назначения» зм1-ни значень 1н$ормац!йних компонент^. Коша ДШ мае готову машинну реал1зац(ю, тобто Ш в!ддов!дае окремий програмнк® модуль. Кожний элемент множили Т® позначае в1дношення, яке стане в!рним п1сля виконання д!1 ак. СШСОК ПЕРЕДУМОВ у мов! слециф!кац!й тако» являе собою деяку множину Зи, кожний вле-мент яко! м1 стать ДШ та 1/АБО ФОРМУ. В!н описуе для кокно! допустимо! д!1 й^ передумову Ик, яка повинна бути елравжньою перед !1 виконанням. Передумова являе собою список в!дно-шень, що об'еднуються лопчними зв'явками "1" та "або". Еле-мент мови спвциф!кац!й МЕТА описуеЩльовий стан» якого не-обх!дно досягнути. МЕТА е також списком в(даошень0 як! по-вшщ! бути в!рними. в ц!(йьовому стан! ! об' еднуються лог!ч-ними зв'язками "!" та "або",

Зовн!шня сш!1иф!кац1я автоматично (проградшо) неретво-рюеться на внутришво з використанням специального алгоритму, що в|дпов!дае конструктивна реалгзацм функторов „Р^ I

¥их у теоретико-категорШй модел! процесу автоматизац!г роз-"ь

робки ПЗ. Внутр!шня специф1кац!я програми являе собою сукуп-шсть правильно побудованих формул лог1кн 1-ого порядку, на як! накладено деяк! додатков! обмеження. У формула/ внутр!ш-ньо! специф1кац)! використовуютьея ода! ! т1 х предикат*

стандартного вигляду: предикат означает, що стан Б я

'■i*.-."::."-.....

яжжяивим, тобто може бути досягнутий; P2ír»S) - що у стан! S справедлива в1даошення г; P3(d,SJ - що Д1я d здШснима у стан! S ; Р4(х,у) ~ що х у. Кр!м toro, щкористовуеться стандартна функц!я Pt(d„S)9 що вгдобраауе стан S у той стан, жкй е результатом дп й„ Внутривня спеда®1кац!я включае 7 окремих р!зновид1в формул. Формула 1-ого р!зновиду однакова для вщгтр!шньо1 специф!кац!! будь-яко! прогреми I в!ража-е*ься предикатом Р1(SI), у якому SI - початковий стан.

Формула 2-ого р!зновиду, що в!дпов!дають ошсу ночат-ковш. в!даошень, повинн! мати такий вид

P2(ík(C1.....Cn),SI), n=1,2,3..........(í)

де ík - 4ункц1я, що в!дпов1дае будь-якому початковому в!дво-

ВЮШЙО)

0. s...,с - констант^.

1 . о

Формула 3-ого р!зновиду описують для к0жн01 д!i в Мощеная, mí будуть в i рюши в результат! 11 виконання

jF1 (d|(v^.....V'S)) » (2)

де fj - функЩя, що в!дпов!дае в!дношенню, породауваному ~ 3Má8í* m в!дпов!дають об'ектам в!даой!ення;

lí^lfs3jо•а Л

■ - терм, що в1доов!дае дп„ г*1,2,3».„. «,

Формули 4-ого р1зяоввду описують для кошог ди пшв-реда! умови И виконання. Щ формула мають такий вигляд <днз' шктивний)

■((Р2(*л(тп,...,тя),8) л .... л reii.-tTj.-.^.Y^.S)) v ••• v (Р2(Хи(те1.;.,74).8) л ... AP2(fe(Vdt....Ye),SV)-A л(р4((тк,...,7ь),{тв,....тж)> л...л Р4((ту,...,?р). <3>

■P3(d1-(t1.,....etp)tS)-l,

де ij»ie«iu«ie -ФункцП, то в!дпов!дають в!дношенняма як! повинн! бута в!рниш для гога„ щоб ця бут здШснимою;

(▼к.....тй).(Yy...■.vp),(»0....V - аргумента функцШ, що зустр?чаються у формул! б1лы» н!» один раз?

i.e.u.a.n.m.l.q.c.t.g.k.h.z.r - 1вдвкси„ що приМать лочисельн! значения.

©ормули 4-ого р!зновиду можуть матя ! !ниий (йон* шнк-тивеий) вигляд

V ... v Kdj^.....tQ),S)) л ...

Л (P2(Iu(rc,,..,rt),S) v ... V Р2(1Л(ТЛ,....Т ).S)) л

<p«<V-»V'<\.....v> A-A?4((V-Л)' <4)

Формула 5-ого р!знов5щу ~ це утверждения того, що явдс даний стан S е можливим I попереда! умови деяко? дП и задо-вгльншзться у нъсиу стан!, то стан, яородауваний застосуван-ням дй и0 такок е иожтзт

(P1(S) л P3(u,S)) P3(F1(u,S)) . (6)

Формула 6-ого рвзновиду - це твврдаешя для коетон д! 2 того, що вс! в!двошекня, mi т зикорастовую?ься f форщшк 3-ього р!заовиду, як ! рая!из, буду*ь справедлив! у scSs станах, породауваних даною д!ею„ Вони ыажсъ такий вигляд

(P2(Z»S) л P4<Z,fj{tt,...,ta)) л,..л P4(Z,ijC(Tz,...1, (6) V>> — P2(Z,?l(cli(v1.....Vr),S)) ,

да в1даошення, вказан! для д!f dL^ у формулах (3).

Bei зм{нн{ у формулах описаних р1зноввд(в належать до квантору загальност! ty).

Формула 7-ого р!зновиду - це циьова формула, Рона може мети да! фдрми: кон' шктивну 1 даз'шктивну. Диз'юнктивна форма мае такий вигляд

3SCPKS) л {(P2(i^(Cn,...,Cö),S) л...лр2(Гв(0е,...,Св), (7) S)) v...v (P2(fe(CÄ,...,0<j),S)A...Ap2j[rtt{C!,.....0Ж)8)))) ,

да - ц1льов! в!даошеиня, тобто в!даошенйя,, як!

давний бути досягнут!.

Кон' шктивна форма щльового твердавння мае вигляд

aSiPI(S) л ((Р2(^(0п9...,0ь)„8) v...vP2{ie(Ce,..., С ), (8) 8» А...л P2<ftt(08,...sCs)S)))} .

8нутр!шня сгоциф!кац!я виражае необх!дний об'сяг знань для зир!шення задачк

У третьому роьд!л1 розглянут! питания розробки технологи автоматизованого синтезу ПЗ АС. Проводиться опис комплексу алгоритм!в„ »(о е базовими компонентами запропояова-ного технолог!чного процесу розробки програм. Пооудова зап-ропоиовано! технологи основана на формал!зован!й теоретико-катбГорн5й модел1 вроцес1в розробки ПЗ АС I полягае у конструктивна реал1аацк В1дпов!дяих функтор!в за умов узгодже-иого-рикористаш*,« рIзниг метод!в (алгоритм!в) лог!чного ви-

воду I початковиж б!бл!отек програмних модул!в (у чергу (И бл 1 отек об'Ектао-орIеитовашх црограм}. Фунитори опису предметно! галуз! задач ! концептуального моделювання реал!зуються розробниками з використакням штерактившж процедур п!дтримки. Технолог!ею передбачено реал{зац!ю фактор {в перетворення категорШ Мк ,МЬ у автоматичному резким! роботи з м!н!мальною можлив!стю втручашш розробккк!в на етапах вибору методу доведения теорем ! початкових об*ек-тно-орIентованих або !нших б!бл!отек програмних модул!в. Таким чином„ технолог!я автоматизовано! розробкн ПЗ АС об'ед-нуе у едамй технолог!чний процос базове алгоритм!чне забез-печення» на основ! розширення ! дойовненнй якого можуть бути ггобудован! р!зноман!тн! проблемно-ор}ентовзн1 верен САР.

Запропоноване базове алгоритм!чне забезшчення вюдачае у себе так! основн! компонента:: алгоритм роботи блоку селек-цП штод!в виводу; алгоритм автоматичного доведения теорем методом семантично! резолвдп; допом!жний алгоритм перетворення снециф!кацП; алгоритм виводу у зворотнш розкяаднШ систем! продукций; алгоритм зворотного виводу мети !з взае-мод!ючиш компонентами; алгоритми добування нрограм з результат! в виводу. До базового алгоритм!чного забезпечення, що йрононуеться, входить також допом!жний алгоритм ун!ф!§даШ, який шкористовуетьея жожним з трьох алгоритм1з доведений теореда !снування ршення.

Алгоритм селекц!\ призначений для вибору 8 актш1з8ЦП одного з трьож алгорштм!в доведения теораш ¡¡снування р! летня ! в!дповЗдаого алгоритму добування ярограми.

Ш'ощт автоматичного доведения теорем методом семав-тхчно? резолюц!• С?1-резо,я?од1I) представлений тут нозотв-ною пперрезолкшею у сполученн! з стратег!щ татттш

ушкальних л!тер 1 стратег 1 ею шглинання.

Алгоритм шводу в зворотнШ розкладн!й систем! продукций на баз! "1/АБО" • граф!в по спрямованоет! виводу е зво-ротшм. Режим управлшя у ньому можна в!днести до частково-пробного в зв'язку з тим, що перед остаточним застосуванням правила (породженням нових шдц!льовизс вершин) або породжен-ням к1нцювиж термШалышх вершин графу виконуеться перев!р-ка на збер1гадая узгодженост! граф!в, яким будуть належати *Н08}И вервшни.

Алгоритм зворотнього виводу мети з компонентами, що взаемод!ють, Сазуеться на !деях про те, що 0(льш ефективним моае виявитися ршенвя компонент шльового виразу п!дц1лей нар!зно а иаступною обробкою взаемодШ, якщо вони виникають. Для обробки взаемод!й (ШдцШй) використовуеться мехаШзм регресШ Щлей» який застосовувався у розвинених системах пооудови план!в для робота (НЗШРБ).

у четвертому роздш розглянут! питания реал!зац!! роз-роблених технолог1й 2 алгоритма у вигляд! системи автомати-зацн розробки проблемно-орIентованого ПЗ АС. Система являе собою ¡нтерактивний !нструмектальний комплекс п1дтримки роз-робаика складащ. програмних комплекс\в, створюваних на баз! об'ектмо-ор1ентованих б!бл!отек програмних модул!в.

ИнформаЩйне, програмне К математичне забезпечення систем» об'едаан! наекр!знш технолог!чним процесом, що базу-еться на едашШ теоретнко-катвгорн¡й формал!зацП процес1в розробки ПВ» Система складаеться з таких основних пЗдсистем та блок!Во Шдсистеда взаемодн з користувачами; блоку Ш-терактивно{ Шдтримки складання зовн!шй!х спецификаций; блоку перетворень (трансляц!1) зовн1ин<х специф!кац!й на внут-р!Шн!; Шдсистеми автоматичного доведения теорем з механ!з~

дам селективного вяборуметод!в (алгоритм!в) доведения; блоку добування (реал!зац!!) програм а доведения; банку б!бл!о-тек початкових програмних модулт! шдсистеми реПСтрацН та настроя®ання на вовупредаетну галузь; базя знань; п!д-систеш допомоги 1 йавчання користувач!».

Система призначена для використання як профес!йними | розробниками П8, так 1 користувачамя-початк 1вцями» яв! син-тезують програмн! комплвкси для в!дносно простих I добре структурованих задач. Тому за основоположний пршщий розроб-ки п!дсистеми взаемод!I з користувачами була принята вимога вадання ш максимуму зручностей при робот! з системою. Дану внмогу було задов1льнено на основ! активного використання сучасного №1Мо1га-ор!ентованого (нтерфэйсу, р!зноман1тдаа систем менюг а також достатньо просто! г зрозум!ло! мош зовншньог змIстовно? специф!кацП задач з викориетадаям розшнешгх засЬб!в д!элоговог шдтримки роботи з не® (блок ¡нтерактивно! п(дтримки) ! засоб!в автоматично! трансляцп до виутригаьоеистемних формальних специф!кац!й (блок перет-ворення).

В!дм!тною особлив!ств системи е можливЮть переналагод-ження Шдсистеми автоматичного доведения (адаптац!я до ха-рактерних особлив1стей задач, ню програмуються) I блоку добування програм (адаптац!я до б!бл!отек початковях програмних модул!в).

В баз! знань Шдсистеми у систематизованому тгляд! збер!гвютьея узагальнен! ! конкретн! в{домоет! про предмет! гаяуз! г класи задач, що програмуються. .

Для системи, що розглядаеться, характерна розвшена Шдшстема контекстно заложнвх шдказок г наявн!сть блоку початкового навчання недоев !дчеяих корястувач!в з Ж>бр©

структурованими навчальними блоками (порщямм) ¡нструктивниз? даяиж та убудованим механ!змом самотестування ! контролю.

Сфера застосування системи - АС р1зноман!тних типis, де автоматезац1я розробки ПЗ дае !стотний ефект. У робот! роз-глянут! приклада застосування системи в орган!зац!йному управ л! нн! ! вир1шенн! економ!ко-бухгалтерських задач«

0СН0ВН1 РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ

1. На основ! систематизац!! ! анализу сучасних методолог Ш розробки складних програмних комплекс!в показано перспективу використання систем автоматизащi синтезу об' ектно-ор|€Итованйх програм за ¡х шециф!кациями, як! базуються на набор! альтернативних метод!в 1 алгоритм!в доведения теорем та механизм!г :х селективного вибору в залежност! в1д виявле-шх особливостей конкретних опис(в (специф1кац(й) задач, що програмуються» !з задано! проблемно! галуз!.

2« Запропоновано використання теоретико-категорного н$даоду до моделювання пронес!в розробки ПЗ АС, що дозволило створите едашй математачний ошс процес!в створення складних програмних комплекс!в, що важко шддаються формам 1зац!!, забезтечити узгоджуван(сть та несуперечлив!сть результатш дрелпдкення.

3. Розроблено теоретико-категорну модель процесу дедуктивного синтезу програм.

4. Запропоиовано зас!б побудови мови специф!кац!й<, що мютить два р!вн! зображення у вигляд! зовн!шньо! мови зм!с-

, товного опису задач, ор!ентовано! на к!нцевих користувач!в, та ваутривньо! мови.формального опису, призначеного для пов-аого I корбктиого зображення задач, що програмуються, у виг-

ляд! теорем 1 снування рШень. ^

5. Розроблено технолог!ю, що базуеться на ориИн&шюму алгоритм1чному забезпеченн!, яке використовуеться як базовий компонент систем автоматичного синтезу об' ектно-ор i ентованих програм за ix специф!кациями.

S. Розроблен! технолог!« I алгоритм» реализован! у виг-ад! комплексу sнструментальних засобШ автоматизацг ï роз-робки ПВ АС (К13АР). Результата впровадження цього комплексу Шдтвердшш ефективнють розроблених эасоб!в ! можжв{ет'Ь практичного використання теоретичних результат!ве отримашх у данШ дасертаЩйнШ робот!.

Основнi результата дисерташйно! робота опу<5л!кован8 в таких роботах;

1 „ Шатрова Л.Н..Борисенко Т.И. Об одном подходе к автоматизации проектирования программно-математического обеспечения систем оперативного управления производством // Метода решения задач оперативного управления в АСУ отраслевого m межведомственного уровней; Тез. докл. -М.,1982,- С. 202-204.

2. Андреев В,Н., Борисенко Т.И., Нагучев Х.М, Комплекс средств автоматизации проектирования гибкой диалоговой системы оперативного управления производством // Всееоюз. конф. по внедрению экономико-математических методов m ЭШ в управлении производством: Тез. докл.-М»,1985.- С. 188-190.

3« Борисенко Т.й, .Левыкин В,М..Нагучев Х.М. Диалоговая система ^актирования шформавдонно-программного обеспечения FAÏÏ //.Диалоговые системы и граф®а; Тез. докл. Рэспубл. шкота-семинара„- М„ , 1986.- G. 72-73.

4„Борисенко T.M. „Левщшн B.&L .ПШнев Ю.В. Автоматизация синтеза R0 подсистемы оперативного управления в АСУ ГАП // Опнт создания АСУ ГШ в станкостроении; Тез. докл. отрасли

научи.-техн,. семинара.- М., 1986.- 0. 112-113.

5. Борисенко Т.И., Левыкин В.М., Шпинев Ю.В. Диалоговая система автоматизированного синтеза ПО оперативного управ- . ления предприятием // Повышение качества ПО ЭВМ: Тез. докл. Реепубл. конф. - Севастополь, 1986.- С. 65-66.

6. Борисенко Т.К., Нагучев K.M., Шпицев D.B., Диалоговая система информационного и программного обеспечения АСУ // Психологическая бионика: Прогр. и аннот. докл. Всесоюзн. школы-семинара. - Харьков, 1966. - С. 31.

Аннотации

Борисенко Т.Н. Автоматизации синтеза проблемно-ориентированного программного обеспечения автоматизированных систем. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.09 - математическое и программное обеспечение вычислители®! машин и систем, Харьковский государственный технический университет радиоэлектронике. Харьков, 1996. Предложен теоретико-категорный подход к системной формализации процессов автоматизации разработки ПО АС. Разработан двухуровневый язык спецификаций и диалоговые средства поддержки процессов составления спецификаций программируемых задач. Разработаны технология и базовые алгоритмы дедуктивного синтеза объектно-ориентированных программ по их спецификациям. Осуществлено внедрение созданного комплекса инструментальних средств ори разработке промышленних программных продуктов.

Borlaenko T.I. Automatization oi automated systems problem-oriented software synthesis, a thesis lor the scientific degree of candidate of aclences in technology, apecla-

lity code 05.13.09 - Mathematical methods and software for computers and systems. Kharkov State Techhical University of Radioelectronlcs. Kharkov, 1995. Theoretical-category approach to the system formalisation of the automatization processes of the automated système software deneloptnent is proposed. Two-level specifications language and dialogue means for maintenance of the programed problems specification processes preparation was worked out. The technology and basic algorithms of the inferential synthesis of the object-oriented programmes by their specifications were devised. The implementation of the developed Instrumental means complex while elaborablng industrial program products was carried out.

Ключов1 слова; автоматизация синтезу програм» дедуктав-ний шдх1д, метода доведения теорем, мова спецйф1кац1й.

Варкямка Тетаиа 1яан1аиа

А»т©матмзац1я синтезу (пробпвмно-оркмтованого лрограмног® эабезпвчення &ФТ9ма?изовано1 системы

Авгадофсдог диедоацО ш адвбутга эчшоге отупей« кандидата те»м1чшм тух

П^тши » ап«У МДИЛ1 » Друк- — 1Д <зж. — 1Д,

ммеиг «¡кМ/14. Та» - 10 арш.

„,...'.-. _Эм*.

Ящ/щм Х»У I.'-;.