автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Автоматизированная отладка коммуникационного программного обеспечения САПР

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

На правах рукописи

АНТИПОВ Игорь Николаевич

УДК 658. 512: 681. 324

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ОТЛАДКА КОММУНИКАЦИОННОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ САПР

Специальность 05.13. 12 - Системы автомативации

проектирования

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1991

Работа выполнена в Московском институте приборостроения.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Ё. М. Михайлов.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор В. А. Кравченко.

кандидат технических наук Ю. В. Новоженов.

Ведущая органивация - указана в решении специаливиро-ванного Совета.

Запита диссертации состоится " 23 " июня 1992 г. в Т6 час. на васедании специализированного Совета К 063. 68.01 в Московском институте электронного машиностроения по адресу. 109028, Москва, Е Вувовский пер. , д. 3/12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИЭМ.

Автореферат рае ос л ал "_" мая 1992 г.

Ученый секретарь специализированного Совета

кандидат технических наук

Г'МьеТИ ]

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

[¿ЧВД]

Актуальность работы. Интенсивнее развитие современного производства базируется на широком применении средств вычислительной техники и создания та ае основе крупных систем, к которым относятся и системы автоматизированного проектирования (САПР). Как подчеркивается в Общегосударственной программе информатизации России, особую важность имеет информатизация и автоматизация производственных процессов на всех стадиях инновационного цикла г исследовании, проектировании, технологической подготовки производства и реализации продукции.

Архитектура распределенной САПР представляет собой совокупность подсистем различного функционального назначения, функционирующих на комплексе технических средств, как правило, на базе локальной вычислительной сети. Полное использование возможностей сетей ЭВМ б САПР одерживается трудностями разработки и внедрения коммуникационной обслуживающей подсистемы, что привело к тому, что затраты на устранение функциональных отклонений в программном обеспечении САПР могут достигать более половины общего зрэмэни и стоимости его разработки.

В этих условиях особое значение приобретает решение проблемы разработки качественного коммуникационного программного обеспечения для САПР. В настоящее- время существует ряд методов разработки качественного коммуникационного программного обеспечения, предназначенных зля проектирования, отладки и тестирования программных комплексе®, зьпэлняавяхоз £ зетк ЭВМ. Анализ этих подходов поззолмх зкявять присуща км ограничения, которые не позволяют их эффективное использование в САПР. Существующие методы ориентированы или на всесторонний анализ простые коммуникаций, или обладаю? значительной трудоемкостью и сложность», которая не оправдывается лрн проектировании коммуникационной подсистемы САПР.

В связи о зье'эизяожэяныь:, актуальными являются вопросы повышения адаптируемости и зрвменн существования САПР за счет снижения затрат на проектирование и модификации коммуникационного программного обеспечения САПР.

Целью диссертационной работы является рааработка методических, алгоритмических и программных средств автоматизирован-

ной отладки коммуникационного программного обеспечения САПР, обеспечивающих повышение качества и онижение ватрат на равра-Сотку протоколов вычислительных сетей САПР и учитывающих специфические особенности распределенных САПР, и внедрение их в практику для разработок конкретных коммуникационных подсистем.

Основные методы исследований Для теоретического обоснования поставленных вадач испольвован аппарат теории обдай алгебры, .теории отношений, теории программных алгебр, теории экспертных систем.

Научная новивна

К основным научным ревультатам, полученным лично автором, представленным в диссертационной работе и вынесенным на защиту, относятся:

- структурная модель протоколов коммуникационного программного обеспечения. Она включает базовую коммуникацию о вле-ментарной структурой и способы построения сложных коммуникаций;

- продукционная модель КПО САПР и методика ее получения ив структурной модели КПО методом логической характеривации;

- методика включения в продукционную модель частично определенных" зле ментов КПО;

- методика диагностирования КПО, позволяющая локаливовать ошибки в КПО на основе продукционной модели КПО и варегистриро-ванной отладочной информации.

Практическая ценность ревультатов диссертационной работы заключается в следующем.

Предложенная архитектура, методики, алгоритмы послужили основой для разработки программного комплекса системы автомати-вированной отладки КПО САПР, который обеспечивает возможности:

- сокращения числа вадач, решаемых проектировщиком в коде разработки САПР;

- упрощения процедуры проектирования и внедрения КПО, реализующего протоколы вычислительной сети САПР, что приводит к сокращению времени проектирования, ввода в эксплуатацию и адап-. тации системы.

Реализация и внедрение ревультатов работы. Теоретические и практические рееультатьг данной диссертационной работы были внедрены при сседании распределенной системы информационного обслуживания САПР технологической подготовки производства в на-

учно-исследовательском институте вакуумной техники им. С. А. Век-шинского, а также при совдании комплексной системы автоматизации технологической подготовки производства в НПО "Утес".

Апробация работы.

Основные ревультаты работы докладывались и обсуждались на Всесоюзном научно-практическом семинаре "Гибкие

автоматизированные производства, их проектирование, технология и внедрение" (г. Москва, 1986г. ),Всесошном научно-техническом семинаре "Микроминиатюрные • элементы и устройства робототехнических и вычислительных систем" (г.Москва, 1986 г.), Всесоюзной научно-технической конференции "Создание, автоматизированных рабочих мест управленческого персонала на мини- и микро-ЭВМ" (г.Томск, 1986 г.), Научно-практической конференции "Системы автоматизированного проектирования в машино- и приборостроении" (г. Кишинев, 1986. г.), 4-той Всесоюзной школе-семинаре молодых ученых и специалистов по вопросам проектирования и внедрения в народное хозяйство автоматизированных систем управления и обработки информации" (г. Юрмала, 1987 г.), Школе "Программное обеспечение гибких производственных систем" (г.Калинин, 1987 г.).

Публикации. Основые положения диссертации отражены в десяти ' опубликованных печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит ив введения, четырех разделов, заключения, изложенных на 146 страницах основного текста, рисунков и таблиц, списка использования источников ив 84 наименований, и приложений.

. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первом разделе диссертации проведено исследование вадачи разработки качественного коммуникационного программного обеспечения САПР. Исследованы особенности разработки автоматизированных процедур отладки и тестирования распределенного программного обеспечения САПР, рассмотрены основные подходы к их проектированию.

Проведенный анализ особенностей прикладных протоколов САПР и реализующего их коммуникационного программного обеспечения позволил выявить следующую его специфику.

" - 6 -

1. В целом для САПР не. характерен режим работы реального времени. Это определяет синхронность вваимо действий, т.е. доминирующим режимом работы является такой, при котором тот процесс, который готов к обмену ожидает готовность другого участника коммуникации.

2. Структура взаимосвязей локальных процессов САПР проиевольна. Последовательные процессы могут быть объединены в логическое кольцо, иерархию, конвейерную структуру и т. д.

3. Взаимодействиям в распределенной . САПР , присуща глобальная недетерминированность, т.е. последовательности, в которой взаимодействуют последовательные процессы могут изменяться в течение времени, при модификации системы.

4. Прикладные процессы не должны обрабатывать специфически коммуникационные данные, такие как, например, еаголовки сообщений, контрольные оуммы.

5. При взаимодействиях обеспечиваются адресация процессов типа "точка-точка", т.е. не прослеживается маршрут, по которому доставляются сообщения от одного процесса к другому.

6. В системе могут присутствовать сервисные процессы, как например, системы управления базами данных, системы подготовки документации.

7. Распределенная САПР является сложной системой,которая разрабатывается и вводится в эксплуатацию поэтапно, а также имеет длительный жизненный цикл.

В диссертации проанализированы два основных подхода к автоматизированному проектированию качественного коммуникационного программного обеспечения.- В первом подходе решается вадача верификации протокола, под которой понимают демонстрацию корректности, полноты и непротиворечивости протокола, представленного своими спецификациями. Другим направлением в области создания качественных протоколов информационно-вычислительных сетей, которое активно раввивается в настоящее время, являются исследования и создание методов и средств автоматизации анализа реализаций протоколов. Проведен анадиэ тенденций развития НПО САПР, который показывает, что по мере наращивания функциональной мощности САПР и усложнения их архитектуры происходит усложнение структуры КТО, возрастает разнообразие коммуникационных услуг, увеличивается объем программирования КПО САПР. На осно-

вании этого в работе сформулирован вывод о целесообразности использования средств автоматизированной отладки коммуникационного программного обеспечения САПР.

В работе проанализированы функциональные возможности существующих систем автоматизированной отладки ( CAO), ориентированных на КТО. В множество отобранных для анализа систем можно выделить две группы - системы, ориентированные на регистрацию отладочной информации с последующим анализом этой информации разработчиком, и системы, допускгиацие автоматизированный анализ собранных отладочных данных. Отмечено, что развитие CAO идет в направлении повышения эффективности CAO - увеличения мощности языков отладочных заданий з связи со специализацией разрабатываемых программных систем, упрощения процесса селекции и манипулирования отладочной варегистрированной информацией, увеличения объемов отладочных данных и сложности (глубины) анализа всей совокупности информации об отлаживаемой системе.

Проведенный анализ рассмотренных систем автоматизированной отладки показал, что их использование для отладки коммуникационного ПО САПР ограничено. А именно, такие особенности коммуникационного ПО САПР, как постоянная модификация при разработке и эксплуатации, больше объемы передаваемой между подсистемами САПР информации, частое отсутствие полных спецификаций вплоть до момента реализации,не позволяют испольвовать без значительных доработок эти системы. Кроме этих особенностей рассмотренные CAO накладывают на разработчика САПР и дополнительные ограничения, т. к. требуют от него изучения и использования сложных яэыков, как отладочных заданий, так и спецификаций поведения, а также учет особенностей распределенных систем.

На основании анализа особенностей КПО САПР и с учетом обшей тенденции развития систем автоматизированной отладки разработана архитектура системы отладки коммуникационного программного обеспечения САПР. Она соответствует трем основным фазам -контролируемому исполнению программ в соответствии с отладочными заданиями, селекции зарегистрированных данных и логическому диагностированию.

Опираясь на системные принципы и с учетом выбранной архитектуры, сформулирована постановка задачи.

Дано : R - множество текстов локальных процессов

• - 8 -

распределенной оистемы, О - множество утверждений о корректном поведении процессов, описывающих отлаживаемую систему О Ей - множество наблюдений поведения

Требуетоя : построить систему, реализующую преобразования

РЧ ' {*,<*}-»М : (0ВС<^ > Ссс

где О - множество элементов отлаживаемого КТО САПР, С(1~ диагноБ который определяется как минимальное подмножеот-во множества функциональных элементов С , такое, что верна формула __.

сио&£ ^{СОЯкСсО/^бС^и^оКЯСсз)!^ бС\С4

Как следует И8 постановки задачи, построение ОАО КТО САПР требует решения следующих задач

- рааработать модель коммуникаций в распределенной САПР и Я8ык ее описания, важнейшими особенностями которых являются обеспечение работы о неполными данными и наличие равных уровней детализации;

- раяработать методику преобразования описания отлаживаемой системы и ее реализации в аксиоматизированную структурно-функциональную модель, ориентированную на логический вывод некорректности реализаций модулей КПО САПР;

- разработать методические и алгоритмические средства поиска некорректно функционирующих модулей на основании аксиоматизированной структурно-функциональной модели и наблюдений отлаживаемой реально функционирующей системы.

Во втором разделе диссертации проведено исследование КПО САПР и обоснован выбор математической модели коммуникаций в распределенной САПР. Для описания протоколов сети САПР разработана- коммуникационная модель, которая основана на базовой коммуникации . и включает следующие операторы построения сложных коммуникаций.

Коммуникационные операторы. Коммуникации между процессами выражаются черве базовую коммуникацию, испольэуя примитивы приема и передачи, гсу х и бпс! х. Исполнение операторов ввода/вывода в соответствующих взаимодействующих процессах синхронизи-• ровано и результатом этого взаимодействия является распределенное присваивание х : - у. Такая пара базового взаимодействия яв-

ляется парой синтаксически соответствующих примитивов.

Пропустить : SKIP - пустой оператор.

Присваивание : х : - е,

Последовательная композиция : ^ 1! ^ 2. • • • Доопределяет последовательное выполнение в указанном порядке программных фрагментов. ^

Параллельная компоеиция II Н ••• ^

определяет параллельное выполнение последовательных процессов.

Охраняемые команды. Символ О выступает в роли разделителя вариантов, обозначает предохранитель, который может принимать значение <true,fa]se>. Обозначим черев IF оператор L4 В 1-5» Si Q ... Q &//-> -fi

Этот оператор невыполним, если BiVBxV... \/ В//- false и ведет к недетерминированному выбору альтернативы <3 ¿ , если В = true. Черев DO обозначим оператор dLo В f -> ¿i Q ... (] ocL,

Этот оператор завершается при BtV/BiV... V %// - false, в противном случае выполняется последовательность . .

у. в I о... а ft; do < а... о (v^Sa/^.

Для предложенной структурной модели НПО САПР определена операционная семантика, позволяющая овести анализ параллельных процессов к аналиву отдельных процессов в контексте совокупности трассовых переменных распределенной системы. Покаеано, что операционная семантика базовой коммуникации основана на модели КПО САПР в виде множества статических логических каналов, к которым динамически обращаются функциональные модули для получения коммуникационных услуг. Проведен аналив наиболее .распространенных коммуникационных моделей, таких как датаграммы, вывов удаленных процедур, виртуальные каналы, сервисные примитивы модели BOO МОС, и показано, как эти модели можно, описать о помощью предложенной бавовой коммуникации. Операционная семантика операторов языка модели описывается частичной функцией для каждого оператора программы следующего вида .

С £ ): < So , > < &3 , >

Определены следующие основные особенности явыка описания коммуникационной модели. Он не предназачен для решения проблем, вызванных аномалиями в коммуникационной среде, как, например, сбой в передаваемом сообщении или потеря сообщения. Это следует из допущения о надежности транспортной службы сети. Охраняемые

команды обеспечивают возможность наличия более чем одной синтаксически соответствующей коммуникационной пары. Операторы языка обеспечивают выполнение основных конструкций, реализованных в алгоритмических явыках и позволяют естественную реализацию.

В диссертационной работе определен логический язык харак-теривации свойств введенной модели КТО САПР, который позволяет сопоставить этим овойствам формулы языка спецификаций таким образом, чтобы из истинности формул следовала корректность реализации. Пусть P.Q - формулы на атом явыке, называемые, соответственно, пред- и постусловиями. Тогда конструкция, аксиоматизирующая свойства программного фрагмента S записывается как Р -(S> Q и имеет.следующий смысл. Если формула Р есть истина непосред-* ственно перед выполнением S и выполнение S заверваетоя, то Q есть истина. Задается соотношение, которое определяет соответствие между таким блочно-функционадьным описанием реализации и ' операционной семантикой фрагмента!;, -и^эЩее - следующий вид Р {S> Q -Vst : ((PCst) and finCS.st)) -> Q(st, fs(st)), . где -Si состояние программы, fin(S ,st) - предикат завершения вычисления фрагмента S, которое началось в состоянии st,

функция, реализованная фрагментом S.

В работе проведена аксиоматизация коммуникационной модели КПО, которая задается в виде аксиом и правил вывода для операторов получения коммуникаций в следующей форме. Для фрагмента S и постусловия Q вадается множество всех начальных состояний, при которых запуск S приведет к состоянию, удовлетворяющему предикату Q.

Определено множество базовых программных блоков, из которых можно построить коммуникационное программное обеспечение САПР и делается вывод о том, что последовательные модули КТО должны быть простыми, т. е. удовлетворять критериям структурного программирования, а именно■граф-схемы модулей КПО САПР должны иметь один вход и один выход, и черев каждую их вершину должен проходить хотя бы один путь от входа к выходу. Сделан вывод о том что любой простой коммуникационный модуль ПО САПР эквивалентен программе одного И8 следующих типов - последовательная композиция, условная конструкция, цикл Л. ^ j£><o j ' г. Ц. 3. do В^Й-, а...П

- 11 -

Где может быть, в свою очередь, простой программой.

На основании предложенной аксиоматической семантики для этих основных конструкций, з работе формулируются правила для вывода заключений о корректности поведения. Применяя эти правила в соответствии с реализацией - текстом распределенной программы и учитывая результаты коммуникаций, обеспечивается возможность вывода совокупности предусловий, о целью их последующего сравнения со спецификациями для выявления некорректно функционирующих структур.

Представление КПО САПР в виде простых модулей вадает ограничения на возможные точки спецификации и регистрации локальных и коммуникационных событий. Эти ограничения для точек спецификации задаются в следующем виде. Только входные к выходные точки модуля могут быт,ь точками спецификации. В процессе расстановки точек спецификации, который называется аннотированием текстов, входным и выходным точкам сопоставляется утверждение, выражаемое логической формулой, приписываемое точке входа или выхода функционального блока, и характеризующее состояние в данной точке выполнения процесса

Разработанные модели и методы их получения обеспечивают возможность формализации процесса локализации функциональных отклонений при разработке КПО САПР. .

В третьем разделе поставлена и решена вадача разработки и алгоритмизации методик диагностирования КПО. В процессе отладки возникает проблема определения тех модулей КПО САПР, которые, в предположении неверного их функционирования, объясняют несоответствие между наблюдаемым и требуемым поведением отлаживаемого .КПО. Для решения этой проблемы внания об отлаживаемом КПО САПР представляются з виде набора правил способом сопоставления пред- и постусловий модулей посылкам и заключениям правил. Посылка и заключение каждого правила задает предикатные и функци-* ональные выражения над переменными, представляющими интерес для разработчика КПО. Правила состоят ив предложений языка модели коммуникаций, задаются в виде импликаций, и выражают знания о конкретной отлаживаемой системе. Эти правила используются для 'порождения спецификационных утверждений, которые соответствуют фактам о значениях конкретных переменных системы, и коммуникационной среды. Полученные факты вадают специфические знания о не-

котором подмножестве маршрутов, которыми когут проходить последовательные и коммуникационные модули при некоторых определенных входных вначениях на равных уровнях спецификации.

В диссертационной работе предложен метод поиска некорректных элементов, который на первом этапе определяет возможные маршруты исполнения конкретного модуля КТО при данных входных вначениях. Рзаработан способ представления стратегии диагностирования в виде совокупности метаправил. Показано, что стратегия применения правил вывода соответствует возможным маршрутам, по которым может пройти исполнение выделенного модуля. Все вти последовательности правил образуют метазнания о применимости правил описания модулей. Разработан способ задания этих метазнаний о соединениях элементов в виде метаправил следующего вида <тип метаправила,(набор правил входной),(набор правил выходной) >.

Исследованы вопросы диагностирования КЛО САПР в условиях неполноты спецификаций. Показано, что неполнота спецификаций протоколов САПР может быть двух родов - неполное описание .модулей и неполное описание взаимосвязей этих модулей. Для преобразований частично-аннотированных схем алгоритмов КЛО о неопределенностью первого рода предложено испольвовать положение, основанное на экспертных оценках и имеющее следующий аид - неанно-тированный фрагмент текста протокола реалиеовак корректно. Показано, что это предположение означает,- что некорректно могут быть реализованы только описанные блоки распределенной программной системы, но не элементарные взаимосвязи этих блоков. Ио-польвуя такой подход к неопределенности второго рода предложен метод генерации описания протокола в виде продукционной модели следующего вида. С помощью синтаксического анализатора из исходных аннотированных текстов получается совокупность описаний вваимосвявей специфицированных алементов системы. Это описание задает все множество маршрутов исполнения системы. ,Каждый маршрут состоит ив. описанных блоков, соединенных элементарными взаимосвязями. Полученная в таком виде совокупность маршрутов преобразуется в стратегию поиска целевых вершин, задаваемую в виде множества метаправил.

Наряду с описанием отлаживаемой системы для решения проблемы диагностирования требуются наблюдения реального поведения

с йот е мы. В свнаи о тем, что описание системы задается в виде топологии и описания элементов типа "вход-выход", то наблюдения поведения отлаживаемой системы можно делать в точках регистрации на выходе элемента, полагая каждый описанный элемент неделимой единицей. Наблюдения определяются следующим обравом. Под наблюдением системы (SD,C) понимается множество предложений на явыке спецификаций модели, обозначенное OBS.

В работе разработана методика диагностирования КПО САПР, при которой на первом этапе проводится обнаружение конфликтов, если таковые имеются. На следующих этапах проводится генерация диагностического множества некорректных элементов системы. Метод определения конфликтов начинает работу о сопоставления зарегистрированных в некоторой точке отладочных данных и аннота-ционного утверждение для этой же точки. Если такого утверждения нет, то оно выводится с испольвованием подхода, основанного на переносе ограничений. Пэд ограничением понимается условия, которым должна удовлетворять переменная, входящая в пред-, постусловие или опецификационное утверждение. Полученный при выводе требуемого спецификационного утверждения для данной точки регистрации маршрут применения правил образует некоторый путь переноса ограничений. Вывод утверждения P<S>Q состоит ив последовательности применения правил, соответствующих описаниям корректных элементов к их соединений. На завершающем шаге згой последовательности метода получается утверждение P<S>Q.

Эта последовательность получения утверждений состоит ив трех основных типов шагов.

1. Выбор самой внешней синтаксической структуры, соответствующей вваимосоединению.

2. Выбор соответствующей схемы аксиомы/правила вывода.

3. Означивание предусловия этого правила, т. е. установление соответствия между свободно входящими переменными в предусловии и реализацией.

4. Получение заключительного целевого утверждения.

Исходное состояние, в котором начинает работу метод

диагностирования, задается некоторой формулой, которая не выполнима при данном отладочном прогоне. Конечным состоянием является ближайшая ло'граф-схеме спецификационная формула, еоли просматривать эту схему сниву-вверх. На уровне данных состояние

вадачи обравуют все формулы Р, С!, входящие в пред- и постусловия всех блоков. На метауровне состояния решения задачи задаются последовательностью правил, которые были применены к настоящему моменту.

Следующем этапом в методе диагностирования является генерация кандидатов в диагностическое множество. На этом этапе фиксируются все маршруты, которые находятся между ближайшей точкой спецификации и данной точкой регистрации. Тогда все множества элементов, которые образуют каждый ив этих маршрутов, являются кандидатами в конфликтное множество. В свою очередь, каждый элемент конфликтного множества является кандидатом в диагностическое множество. Введено следующее определение. Пусть "с" есть кандидат в диагностическое множество. Пусть не существует других кандидатов, кроме "с". Тогда, по определению, все подмножества множества 0, в которое входит "с" , тоже являются кандидатами в диагностическое множество. В работе установлено соответствие вида - каждому состоянию, определенному некоторой формулой языка спецификаций соответствует вершина графа, а дуге графа соответствует применение правила. Таким образом показано, что задача диагностирования сводится к вадаче поиска решения на графе следующего вида. По исходной вершине, используя стратеги», заданную в виде метаправил, получить терминальную вершину. Если получено отрицание формулы, задающей терминальную вершину, то полученная последовательность правил при ее выводе образует конфликтное множество.

Показано, что конфликтное множество совпадает с конфликтным маршрутом ив элементов системы, который начинается • а начальной точке регистрации и завершается в конечной точке регистрации. Поэтому к этому множеству элементов конфликтного маршрута применим следующий метод диагностирования - поиска некорректно реализованных -элементов.

1. Выбирается некоторый элемент "с" и предполагается, что он реализован некорректно, т.е. неверно р {с > ч . При этом предполагается, что все остальные элементы данного конфликтного-множества реализованы корректно.

2. Последовательно, в прямом направлении, в порядке,- задаваемом метаправилами, применяются правила, соответствующие элементам.

3. Пооле применения последнего правила последовательности получается значение целевого спецификационого утверждения выходной регистрационной точки. Так как ваведомо иввестно, что маршрут конфликтен, т. е. это утверждение невыполнено,. то в предположении некорректности по п. 1 должна получиться формула, отрицаюшдя это спецификационное утверждение. Если это не так, то необходимо выбрать следующий элемент и перейти к п. 1.

4. Если ни один' ив элементов в предположении его некорректной реаливации не позволяет получить отрицание выходной формулы, то перейти к гипотеве о некорректной реалиэации подмножеств сочетаний элементов.

Б. Повторять п. 1-п. 4 до получения диагнова. Если пооле перебора воех элементов отрицание выходного утверждения не получено, то это означает, что текст аннотирован недостаточно полно.

Ревультатом работы описанного метода будет диагностическое множество.

В работе разработан способ расширения базовой коммуникации о помощью контекстного задания новых протокольное объектов КПО. Проведен анализ наблюдений, который пока8ал,.что коммуникационные наблюдения представляют собой последовательности прикладных примитивов различного типа Поэтому разрабатывается расширенный метод аналива и диагностирования КПО САПР, который испольвует для работы общие знания о принципах построения прикладных протоколов в соответствии о моделью ВОС, заданные в виде дерева. контекстов. Вводятся следующие типы объектов. Объектом высшего уровня иерархии является трассовая переменная, в которой хранятся сведения о зарегистрированных коммуникационных примитивах. Объектами второго уровня являются сессии, в которых участвуют прикладные процессы. Объектами третьего нижележащего уровня являются елементы сессий, такие как передача информации, управление диалогом, синхронивация. Объектом четвертого самого нижнего уровня иерархии, заданной деревом контекстов, являетоя примитив некоторого типа, соответствующий прикладному сервисному элементу. Пэкавано, как при диагностировании КПО САПР с использованием расширенного метода можно строить различные контекстные деревья.

В четвертом разделе рассмотрены и решены вопросы программ-

ной реализации разработанной системы автоматизированной отладки. Обоснован выбор структуры программного комплекса CAO КПО, описано функциональное назначение и принципы функционирования блоков программного комплекса. Программный комплекс включает в себя блоки формирования описания КПО САПР, генерации продукционной модели, трансляции описания, регистрации отладочной информации, 'Поиска диагнозов, монитор. Показаны преимущества использования в системе автоматизированной отладки КПО инструментальных средств в виде оболочки экспертной системы. Проанализированы различные пакеты инструментальных средств искусственного интеллекта и выбран необходимый, удовлетворяющий требованиям CAO КПО САПР. Проведен выбор технических и программных средств для реализации CAO, решены вопросы построения программного комплекса CAO, реализующего разработанную архитектуру, методики и алгоритмы. Исследована задача организации вычислительного процесса в системе. Предложено проводить отладку КПО в два этапа. На первом этапе формируются процедуры регистрации необходимых отладочных данных и продукционная модель КПО. После этого происходит тестовое выполнение отлаживаемой системы. На втором этапе осуществляется автоматизированный анализ и диагностирование. Эти два этапа могут быть равнесены во времени. Рассмотрены ограничения на область применения разработанного комплекса CAO КПО и даны рекомендации по его использованию.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В итоге исследований, проведенных в диссертационной работе, автором получены следующие основные результаты.

1. Построена последовательность уровней автоматизированной отладки коммуникационного программного обеспечения САПР и определено функциональное назначение каждого уровня. Разработана архитектура системы'отладки КПО САПР.

2. Разработана структурная модель протоколов коммуникационного "программного обеспечения, включающая в себя базовую коммуникацию с элементарной структурой и операторы построения сложных коммуникаций. На основе структурной модели КПО САПР построена логике-характеризационная модель КПО.

3. Предложена- продукционная модель КПО САПР, описывающая

корректное поведение КПО, опирающаяся на логико- характеризаци-онную модель протоколов САПР. Разработана методика построения продукционной модели КПО и разработан метод построения стратегии диагностирования в виде совокупности метаправил.

4. Разработана методика включения в продукционную модель частично определенных элементов КПО, базирующаяся на сформулированном предложении о корректности реализации неспецифициро-ванных элементов КПО.

б. Разработана методика диагностирования КПО САПР, позволяющая локализовать ошибки в КПО, и основывающаяся на продукционной модели. Предложен способ определения конфликтов, генерации кандидатов в диагностическое множество, учитывающий особенности полученной стратегии диагностирования. Равработаны алгоритмические средств*, реалиеумцие методику диагностирования.

6. Создана система автоматизированной отладки' КПО САПР, реализующая разработанную архитектуру, модели и методики. Определена конфигурация программного комплекса CAO КПО САПР.

7. Разработанные методические, алгоритмические и программные средства были испольвованы при создании распределенных систем обработки информации в САПР на ряде предприятий. Полученные акты о внедрении подтверждают эффективность их использования.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Антипов И. Н. Вопросы использования КОС в локальной сети ГПС//Интвгрироьанное п[сактирование в условиях ГГО электронного машиностроении. Межвув. сб. - М. :ШЗМ,1988. - С. 108-112.

2. Антипов И. Н. Интегрированный инструментальный комплекс отладки коммуникационного программного обеспечения САПР//Мате-матическое обеспечение систем автоматизированного проектирования. Сб. науч. труд. - К : МИП, 1(189. - С. 59-67.

3. Антипов И. К Проектирование качественного программного обеспечения интегрированной САПР//Автомативация и моделирование в производстве приборов. Межвув. сб, - М. : МИП, 1989. - С. 115-121.

4. Антипов И. Н. , Гонихин О. Д. Аксиоматическая модель коммуникаций в распределенной САПР//Математическое моделирование в САПР. Межвуа. сб. - М. : МИЭМ, 1990. - С. 109-115.

5. Антипов И. Е .Гонихин 0. Д. .Смирнов С.Е Инструментальные средства реализации информационного обеспечения интегрированной САПР/ГАП/7Автомативация, роботизация интеллектуализация проив-водства. Межвув. об. - М. : МИЭМ,1989. - 0.125-128.

6. Антипов И. Е .Гонихин О. Д. .Смирнов С. Е Комплекс инструментальных средств для организации информационной подсистемы интегрированной САПР//Системы автоматизированного проектирования в машино- и приборостроении: Tes. докл. Во. научн. -практ. конф. Кишинев, 1986. - С. 76-78.

7. Антипов И. Е , Гонихин 0. Д. , Смирнов 0. Е Разработка моделей информационных процессов в САГОУ/Методы моделирования к оптимизации в САПР конструкторско-технологических работ. Межвув. сб. - М. : МИЭМ, 1989. - С. 113-116.

8. Антипов И. Е.Рашап А. М. Проблемы реаливации специализированной САПР ТП на персональном компыотере//Математическое и программное обеспечение интегрированных САПР электронных и электромеханических устройств. СО. науч. тр. - Тверь: ТПИ, 1930.

С. 103-107.

9. Гонихин О. Д. , Антипов И. Е Задача проектирования информационного обеспечения интегрированной системы автоматизированного проектирования/проивводства//Автомати8ация,роботизация,ин-теллектуаливация производства. Ыэжвув. сб. - М. : МИЭМ, 1987.

С. 126-129.

10. Гонихин О. Д. .Антипоз И. Е Организация взаимодействия информационных процессов в РБД ГАП//Автомативация,роботиБа-ция, интеллектуализация производства. Межвув. сб. - М. : ЫИЭМ.1986. - С. 72-75. •

Погпес-.по .г печати 05.05.92 Зак.124 Объём 1,25п.л. ТкрЛОО

M.M.I, !,!оскп, М. Пкон-эрс?:а-: гл.,12