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

ШЗКОВСКИИ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОГО ШВИНОСТРОЕНЙЯ

.На правах рукописи

ЛНТИПОВ Игорь Николаевич

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ОТЛАДКА КОШУНИКАЦИОННОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ САПР

Специальность 05.13.12 - Системы автоматизации

проектирования

Автореферат ' диссертации на соискание ученой степени „ кандидата технических наук

Москва - 1992

Работа выполнена в Московском институте приборостроения.

I ■

Научный руководитель - доктор технических наук.

профессор Б. М. Михайлов.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Е А. Кравченко.

кандидат технических наук КХ & Нэводенов. ,

- Ведущая организация - указана в решении специализированного Совета

Защита диссертации состоится " 23 " июня 1992 г. в 16-00 ас. на заседании специализированного Совета К 063.68.01 в Московском инотитуте электронного машиностроения по адреоу:

109028, ..осква, Б. Вубовокий пер., д. 3/12. ' •

(.' )

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИЭМ. Автореферат разослан "_" мая 1992 г.

Ученый секретарь специализированного Совета

кандидат технических паук В. ¿-Старых

\

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Интенсивное развитие современного производства базируется на широком применении средств вычислительной техники и создании на ее 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 : исследовании, проек-. нровании, технологической подготовки производства и реализации продукции.

Архитектура распределенной САПР представляет собой совокупность подсистом различного функционального назначения, функционирующих на комплексе технических средств, как правило, на Case локальной вычислительной сети. Полное использование возможностей сетей ЭВМ в САПР сдерживается трудностями разработки и внедрения коммуникационной обслуживающей подсистемы, что привело к тому, что ватраты на устранение функциональных отклеив-ний в программном обеспечении САПР могут достигать более половины общего времени 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 для проектирования, отладки и тестирования программных комплексов, выполняющихся в сети ЭВМ. Анализ этих подходов повволил выявить присущие им ограничения, которые не позволяют их эффективное использование в САПР. Существуют» методы ориентированы иди на всесторонний анализ простых коммуникаций, или обладают значительной трудоемкостью и сложностью, которая не оправдывается при проектировании коммуникационной подсистемы САПР.

В связи о вышбивломанкым, актуальными являются вопросы повышения адаптируемооти и времени существования САПР за сч&т снижения ватрат на проектирование и модификацию коммуникационного программного обеспечения САПР.

Делью диссертационной работы являвтоя равработка методических, математических и программных оредств автомат ив и pet ли-

ной отладки ,»эммуникацион:гаго программного обеспечения ОАШ обеспечивающих повышение качества и снижение ватрат на раэрг ботку протоколов вычислительных сетей САПР и учитывающих спещ фические особенности распределенных САПР, и внедрение их практику для разработок конкретных коммуникационных подсистем.

Основные - методы исследований Для теоретического обосновг ния поставленных вадач испольвован аппарат теории общей алгеС ры, теории отношений; теории программных адгобр, теории экспег тных систем. .

Научная новивна

К основным научным результатам, полученным лично автороъ представленным в диссертационной работе и вынесенным на защит} относятся: :

- структурная модель протоколов коммуникационного программного обеспечения. Она включает базовую коммуникацию о алс ментарной структурой и способы построения сложных коммуникацй

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

- методика включения в продукционную, модель частично ог редеденных елемонтгКПО; . '

- методика диагностирования КПО, позволяющая локалиэовач ошибки в КПО на основе продукционной модели КПО и варегистрирс веной отладочной информации.

Практическая ценность реоультатов диссертационной рабоч ваключается в следующем.

Предложенная архитектура, методики, алгоритмы послулаи основой для разработки программного комплекса системы автомат! вированиой отладки КПО САПР, который обеспечивает вовмозкнооти:

- сокращения числа вадач, решаемых проектировщиком в хо; рааработ1Ш САПР;

- упрощения процедуры проектирования и внедрения КПО, ре; ЛИЗУКЗЭГО ПРОТОКОЛЫ БЫЧИСЛ1ГГ6ЛЬН0Й сотк САПР, что приводит сокрацэни» времени проектировании, ввода в експлуатацию и адш тации системы.

Рааливацкя и внедрение результатов работы. Теоретические практичест{0 результаты данной диссертационной работы бы. внедрены при создании распределенной системы информационно) обслуживания САПР технологически подготовки производства в н;

учно-исследовательском институте вакуумной техники им. С. А. Век-пзшского, а'таюэ,при создании комплексной системы автоматизации технологичесгсэй подготовки производства в НПО "Утес".

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсузадались на Всесоюзном научно-практическом семинаре "Гибкие

автоматизированные производства, их проектирование, технология и внедрение" (г. !.£>скза, 198Gr.} .Всесоюзном научно-техническом семшаре "Шнфомшшатюрпыо элементы и устройства робототехннческих и вычислительных систем" (г.Москва, 1986 г.). Всесоюзной научно-технической конференции "Создание автоматизированных рабочих мест' управленческого персонала па мини- и ыикро-ЭВЫ". (г.Томск, 1986 г.), Научно-практической конференции "Оистемы автоматизированного проектирования в машино- и приборостроении" (г. Кишинев, 1986 г.), 4-той Всесоюзной школв-оеминаре молодых ученых и специалистов по вопросам проектирования и внедрения в народное хозяйство автоматизированных систем управления и обработки информации" С Г. Юрмала, 1987 г.), йадле "Программное обеспечение гибких производственных оистем" (г.Калинин, 1987 г.).

Публикации. Основыэ положения■диссертации отражены в десяти опубликованных печатных работах.

структура и объем работы. Диссертационная работа состоит ив введения, четырех раеделов, заключения, доложенных на 146 страницах озновного текста, риоунков и таблиц, списка использованных источников ив 84 наименований, и приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первом разделе диссертации проведено исследование задачи разработки качественного коммуникационного программного обеспечения ОАПР. Исследованы особенности разработки автоматикпроданных процедур отладки и тестирования распределенного npor¡ ы:мяо • го обеспечения ОАПР, рассмотрены основные подходы к их проектированию.

Доведенный аналив особенностей прикладных протоколов одП!' и реализующего их коммуникационного программного обеспечения повволил выявить.следующую его опецифику.

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

Структура взаимосвязей локальных процессов САПР произвольна. 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 и:, .¡окяться в течение времени, при модификации системы.

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

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

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

7. Распределена! САПР является сложной системой, которая разрабатывается и вводится в эксплуатацию поэтапно, а также имес/. длительный жиэненный цикл.

В диссертации проанализированы два основных подхода к автоматизированному проектированию качественного коммуникационного программного обеспечения. В первом подходе реиается задача верификации протокола, под которой понимают демонстрацию i сор-ре ¡ст нос ти, полноты и непротиворечивости протокола, представленного своими спецификациями. Дпугим направлением в области создания качественных протоколов информационно-вычислительных сетей, которое активно развивается в настоящее время, являются исследования и создание методов и средств автоматизации анализа реализаций протоколов. Проводен анализ тенденций развитга КТО САПР, который показывает, что по мэре наращивания функциональной мощности САПР и усложнения их архитектуры происходит усложнение структуры КТО, возрастает разнообразив коммуникационных услуг, увеличивается объем программирования КПО САПР. На 'осно-

ешши этого п рвботэ сформулировал вывод о целесообразности использования средств автоматизированной отладки коммуникационного программного обеспечения САПР.

В работе проанализированы функциональные возможности существующих систем автоматизированной отладки (CAO), ориентированных на КПО. В множестве отобранных для анализа систем моуло выделить дво группы - системы, ориентированные на регистрацию отладочной информации с последующим анализом этой информации разработчиком, и системы, допускающие автоматизированный аналив собранных отладочных данных. Отмечено, что развитие CAO идет в направлении повышения эффективности CAO - увеличения мощности явыков отладочных ваданий в свяви со специализацией разрабатываемых программных систем, упрощения процесса селекции и манипулирования отладочной зарегистрированной информацией, увеличения объемов отладочных данных и сложности (глубины) анализа всей совокупности информации об отлаживаемой сиотеме.

Доведенный аналив рассмотренных систем автоматизированной отладки показал, что их использование для отладки коммуникационного ГО САПР ограничено. А именно, такие особенности 1юммуни-кационного 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 использовать бее значительных доработок эти оистемы. Кроме этих особенностей рассмотренные CAO накладывают на разработчика САПР и дополнительные ограничения, т.к. требуют от него.изучения и использования сложных явыков, как отладочных ваданий, так и спецификаций поведения, а такяэ учет особенностей распределенных систем.

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

Опираясь на системные принципы и с учетом выбранной архитектуры, оформулирована постановка вадачи.

'Дано : R. - множество текстов локальных ироцез .

- 8 - ■ распределенной системы, Q - множество утверждений о корреютюм поведении процессов, описывающих отлаживаемую систему 0BS '- множество наблюдений поведения

Требуется : построить систему, реализующую преобразования

Fi. : U.Qi{£$ Fa • £ 0SS;C I Cet

где 0 - множество элементов отлаживаемого КПО САПР, Cet - диагноз который определяется itait минимальное подмножество множества фушециональных элементов С , такое, что верна формула __,

с U 0В£ U i СОЕ R ÇCÏ) |C:eCd.J и £ со R R CCj >[ е С\Cd $

Как следует из постановки задачи, построение CAO КПО САПР требует решения следующих задач

- разработать модель коммуникаций в распределенной САПР и . язык ее описания, важнейшими особенностями которых является

обеспечение работы s неполны!,от данными и наличие равных уровней детализации;

- разработать 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 ыодулэй 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 через базовую коммуникацию, используя примитивы приема и передачи, rev х и snd х. Исполнение операторов ввода/вывода в соответствующих взаимодействующих процессах синхронизировано и результатом этого взаимодействия является распределенное присваивание х : - у. Такая пара базового взаимодействия яв-

ляэтся парой синтаксически соответствующих примитивов.

Пропустить : SKIP - пустой оператор.

Присваивание : х : - е.

Последовательная композиция : \ ; 2 ; ... ; £>/. определяет последовательное- . выполнение в указанном порядке программна фрагментов.

Параллельная композиция ¡¿ ! | 2 ! 1 ... П 0> <v опредоляот параллельное выполнение последовательных процессов.

Охраняемые команды. Символ О выступает в роли разделителя вариантов, обозначает предохранитель, который может принимать значение <true,fai se>. Обозначим через IF оператор óf Bi-> £>л П Ва ->0 ••• О ^ £м т¿ . Этот оператор невыполним, если false и ведет

к недетерминированному выбору альтернативы ¿ L , если В í. = true. Через DO обозначим оператор do В л 0... Q Вх od.

Этот оператор завершается при B-iVB^V.^VB^ _ в

противном случае выполняется последовательность

¿f ; do B^Si a ...o

Для предложенной структурной модели НПО САПР определена операционная семантика, позволяются свести анализ параллэльных процессов к анализу отдельных процессов в контексте совокупности трассовых переменных распределенной системы. Показано, что операционная семактшса базовой коммуникации основана на модели КТО САПР в виде множества статических логических каналов, к которым динамически обращаются функциональные модули для получения коммуникационных услуг. Проведен анализ наиболее распространенных [соммушасационных моделей, таких как датаграммы, вызов удаленных процедур, виртуальные каналы, сервисные примитивы модели БОС НОС, и показано, как эти модели можно описать с помощью предложенной базовой ¡соммуникации. Операционная семантика операторов языка модели описывается частичной функцией для каждого оператора программы следующего вида ¿emCS)- < з ¿-соетсяньг g

Определены следуйте основные особенности языка описания коммуникационной модели. Он не предназачен для решения проблем, вызванных аномалиями в коммуникационной среде, как, наирпмjp, сбой в передаваемом сообщении или потеря сообщения. Это следует иэ допущения о надежности транспортной службы сети. Охраняв .й

команды обеопе ивакгг возможность наличия более чем одной синтаксически соответствующей коммуникационной пары. Операторы языка обеспечивают выполнение основных конструкций, реаливован-' ных в алгоритмических явыках и позволяют естественную реализацию.

диссертационной работе определен логический явык харак-теривации свойств введенной модели КТО САПР, который повволяет сопоставить этим свойствам формулы явыка спецификаций таким образом, чтобы ив истинности формул следовала корректность реализации. IvcTb P,Q - формулы на этом языке, называемые, соответственно, пред- и постусловиями. Тогда конструкция, аксиоматизирующая свойства программного фрагмента S записывается как Р IS> Q и имеет следующий смысл. Если формула р есть истина непосредственно перед выполнением S и выполнение S завершается, то Q есть истина. Задается соотношение, которое определяет соответствие между таким блочно-функциональным описанием реализации н операционной семантикой фрагмента S, имевшее следующий вид Р <S> Q -Vst : ((P(st) and ftn(S.st)) -> Q(st, fs(st)), где - C.-1 состояние программы, fi n( S , st) - предикат совершения вычисления фрагмент' S, которое началось в оостоянии st,

Функция, реализованная фрагментом S.

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

Определено множество базовых программных блоков, ив которых можно построить коммуникационное программное обеспечение САП? и делаотся вывод о тим, что последовательные модули КПО должны быть проотымн, "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 проотой коымуни1?ационный модуль Ш САПР эквивалентен программе одного ив следующих типов - последовательная композиция, условная конструкция, цикл 3 ,... ' ^ f/

2. ¿J. fl-Db/^y-ft. з. cto

. - 11 -

моявт быть, в: свою очередь, простой программой/ На основании предложенной аксиоматической семантики для их основных коггатрукций, в работе формулируются правила для вода заключений о корректности поведения. Применяя эти прави-, в соответствии о реализацией - текстом распределенной прог-кш и учитывая результаты коммуникаций, обеспечивается воз-йность вывода совокупности предуоловий, о целью их пооледуют го оравнения оо спецификациями для выявления некорректно фун-рюнирущнх структур. .

Подставление КПО САПР в йидв простых модулей задает огра-[чения на возможные точки спецификации'и регистрации локальных коммуникационных событий. Эти ограничения для точек опецифика-[И задаются в оледувдэм виде. Только входные и выходные точки »дуля югут быть точками спецификации. В процеосо расстановки )чек спецификации, который называется аннотированием текотов, :одным я выходным точкам сопоставляется утверждение, выражаэ->е логической формулой, приписываете точке входа или выхода гнкционалыгого блока, и" характеризующее состояние в данной )чке выполнения процесса.

Равработанныз модели и методы их получения сбеопечивалгг земодиость формализации процесса локализация функциональных склонений при разработке КПО САПР.

В третье» раздело поставлена и репона задача разработки и агорнтмизации нотодше диагностирования КПО. В процесса отладки ззнизсаэт проблема определания тех ь»дулей КПО САПР, которые, • в родположэнш! неверного их функционирования, объясняют несоот-зтетвие • шаду наблюдаемым и требуемым поведением отлаживавмого ПО. Дня рэпэния а той проблемы знания об отлаживаемом КПО САПР редставляюгся в виде набора правил способом сопоставления рэд- и постусловий модулей посылкам и заключениям правил. Ш-ыяка и заключение каждого правила вадает предикатные и функци-нальнш выратэния над переменными, представляющими ннтероо для азработчика КШ. Правила состоят из предложений яэыка модели »»/муншкщий, задастся, в виде импликаций, и выражают знания о шкретной отлаживаемой системе. Эти правила используются для орогдения спецификационных утверждений, которые соответствует актам о значениях конкретных переменных системы и коммуиикаци-1ННОЙ среда Излученные факты задают спецк^ическкэ знания о не-

котором подмножество маршрутов, которыми могут проходить последовательные и коммуникационные модули при некоторых определенных входных значениях на разных уровнях спецификации.

В диссертационной работе предложен метод поиска некорректных элементов, который на первом этапе определяет возможные, маршруты исполнения конкретного модуля НПО при данных входных значениях. Разработан способ представления стратегии диагностирования в виде совокупности метаправил. По!сазано, что стратегия применения правил вывода соответствует возможным маршрутам, по которым может пройти исполнение выделенного модуля. Все эти последовательности правил образуют метазнания о применимости правил описания модулей. Разработан способ задания этих мэтаз-наний о соединениях элементов в виде метаправил следующего вида <тип метаправила,(набор правил входной),(набор правил выходной)». в

Исследованы вопросы диагностирования КТО 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 праобра-вований частично-аннотированных охеы алгоритмов К1Ю о неопределенностью первого рода предложено испольвовать пологание, основанное на экспертных оценках и имеющее следующий вид -неанно-тированный фрагмент текста протокола реализован корректно. Показано, что это предположение означает, что некорректно могут быть реализованы только описанные блоки распределенной программной системы, но не элементарные взаимосвязи этих бло1сов. Используя такой подход к неопределенности второго рода предложэн метод генерации описания протокола в ввдэ продукционной модели следующего вида. О помощью синтаксического анализатора из исходных аннотированных текстов получается совокупность описаний вааишовя8вй специфицированных элементов системы. Это описание вадаат все множество маршрутов пополнения системы. Каедый маршрут состоит И8 описанных блоков, соединенных элементарные взаимосвязями. Полученная в таком виде совокупность маршрутов прообразуется в стратегию поиока целевых вершин, задаваемую в виде множества метаправил.

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

системы. В связи с 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 образом. Шд наблюдением системы (SD.C) понимается множество предложений на языке спецификаций модели, обозначенное OBS.

В работе разработана кэтодика диагностирования КТО САПР, при которой на первом отапе проводится обнаружение конфликтов, если таковые имеются. На слодухвдпс этапах проводится генерация диагностического мноязства некорректных элементов системы. Мэ-тод определения юткфлкстоз начинает работу с сопоставления ва-регистрнровашшх в некоторой тошсе отладочных данных и алнота-ционного утверждения для этой лэ точки. Если такого утверждения нет, то оно выводится с использованием подхода, основанного на переносе ограничений. Под ограничением понимается условия, которым должна удовлетворять переменная, входяе&я в пред-, постусловие или спвцкфшсационнов утверждение. Полученный при выводе требуемого спецификационного утверждения для данной точки регистрации маршрут применения правил образует некоторый путь переноса ограничений. Швод утверждения P-(S>Q состоит из последовательности применения правил, соответствующих описаниям корректных эломе'нтов и их соединений. На' 8авертакщэм пате этой последовательности метода получается утверждение PíS>Q.

Эта последовательность получения утверждений состоит кз трех основных типов тагов.

1. Выбор самой внешгей оинтакоической структуры, соответствующей вэаимосоединешга.

2. ütóop соответствующей схеш аксисш/правнла вывода.

3. Означивание предусловия этого правила, т.е. установление соответствия между свободно входяецми переменными в предуо-ловии и реализацией.

4. Получение вшшочительного целевого утверждения.

Исходное состояние, в котором начинает работу ),»тод

диагностирования, задаете» некоторой формулой, которая ко лыполнима при данном отладочном прогоне. Конечным состоянием является ближайшая по граф-схеме спецификэдаонная формула, если просматривать эту схему сниву-вверх. На уровне данных состояние

вадачи образует вое формулы Р,0, входящие в пред- и постусловия всех блоков. На метауровне ооотояния решения ¡задачи задаются последовательностью правил, которыэ были применены к настоящему моменту.

Следующим этапом в методе диагностирования является генерация кандидатов в диагностическое множество. На этом этапе фиксируются все маршруты, которые находятся мевду ближайшей точкой спецификации и данной точкой регистрации. Тогда все множества элементов, которые образуют казвдый ив этих маршрутов, являются кандидатами в конфликтное ыножеотво. В овою очередь, каждый элемент конфликтного множеотва являетоя кандидатом в диагностическое множество. Введено следующее определение. Цуоть "о" есть кандидат в диагностическое множество. Цуоть не существует других кандидатов, кроме "о". Тогда, по определению, вое подмножества множеотва 0, в которое йсодит "о" , 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 оврагом показано, что вадача диагностирования сводится к вадаче поиска решения на графе следующего вида. По иоходной вершине, используя стратегию, веданную в виде метаправил, получить терминальную вершину. Если получено отрицание формулы, вадапцэй терминальную вершину, то полученная последовательность правил при ее выводе образует конфликтное множество.

Покавано, что конфликтное множество совпадает о конфликтным маршрутом из элементов оистемы, который начинается в начальной точке регистрации и вавершаетоя в конечной точке регистрации. Поэтому к этому мномэотву элементов конфликтного маршрута применим оледующий метод диагностирования - поиока некорректно реашаованных элементов.

1. Выбирается не>фторый элемент "с" и предполагается, что он реализован некорректно, т.е. неверно р {о > ч . При атом предполагается, что вое остальные элементы данного конфликтного множества реализованы корректно.

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

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

4. Если ни один иэ элементов в предположении его некорректной реализации не позволяет получить отрицание выходной формулы, то перейти к гипотезе о некорректной реализации подмножеств сочетаний элементов.

5. Повторять п. 1-п. 4 до получения диагноза. Если после перебора всех элементов отрицание выходного утверждения не получено, то это означает, что текст аннотирован недостаточно полно.

Реоультатом работы описанного метода будет диагностическое множество.

В работо разработан способ расширения базовой коммуникации с помощью гантекстного задания новых протокольных объектов КТО. Проведен анализ наблюдений, который показал, что коммуникационные наблюдения представляют собой последовательности прикладных примитивов различного типа. Поэтому разрабатывается расширенный метод анализа и диагностирования КПО САПР, который использует для работы общке знания о принципах построения прикладных протоколов в соответствии с моделью БОС, оаданные в виде дерева контекстов. Вводятся следующие типы объшсгов. Объектом высшего уровня иерархии является трассовая перекешш, в которой хранятся сведения о зарегистрированных коммуникационных приюти-зах. Объектами второго уровня являются соссии, в которых участвуют прикладные процессы. Объектами третьего нижележащего уровня являются элементы сессий, тагам |сак передача информации, уп- -равлениэ диалогом, синхронизация. Объектом четвертого самого нижнего уровня иерархии, заданной деревом контекстов, является примитив некоторого типа, соответствухжзий прикладному сервисному элементу. Показано, как при диагностировании КПО САПР о использованием расширенного метода можно строить различные контекстные деревья.

В четвертом раздело рассмотрены и решны вопросы программ-

ной реализации разработанной сиотеш автоматизированной отладки. Обоснован выбор структуры программного комплекса ОАО КТО, описано функциональное назначение и принципы функционирования блоков программного комплекса. Программный комплеко включает в себя блоки формирования описания КТО САПР, генерации продукционной модели, трансляции описания, регистрации отладочной информации, поиска диагнозов, монитор. Покаваны преимущества использования в системе автоматизированной отладки ШЮ инструментальных оредств в виде оболочки экспертной системы. Проанализированы различные пакеты инструментальных средотв кокуоственного интеллекта и. выбран необходимый, удовлетворяющий требованиям ОАО КТО САПР. Проведен выбор технических и программных . оредств для реализации ОАО, решены вопросы построения программного комплекса САО, 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 ШЮ. Шсле этого происходит цветовое выполнение отлаживаемой оистемы. На втором этапе осуществляется автоматизированный анализ и диагностирование. Эти два этапа могут быть равнесены во времени. Рассмотрены ограничения на область применения разработанного комплекса' ОАО КПО и даны рекомендации по его иопольвованию.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

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

1. Шстроена последовательность уровней автоматизированной отладки коммуникационного программного обеспечения САПР и определено функциональное наеначениз каждого уровня. Разработана архитектура оистемы отладки ШЮ САПР.

2. Равработала структурная модель протоколов коммуникационного программного обеспечения, включающая в себя базовую коммуникацию о элементарной структурой и операторы псютроения сложных коммуникаций. На основе структурной модели ШЮ САПР построена логико-характеривационная модель КПО.

3. Предложена продукционная модель КГЮ САПР, опиоывающдк

корректное поведение КПО, опирающаяся на логтсо- харшстариэанионную модель протоколов САПР. Разработана методика поотроения продукционной модели КПО и разработан метод поотроения стратегии диагностирования в виде совокупности метаправил.

4. Равработала методика включения в продукционную модель частично определенных элементов КПО, базирующаяся на сформулированном предложении о корректнооти реализации неопецифициро-ваиных элементов КПО.

Б. Разработана методика диагностирования КПО САПР, позволяющая локализовать ошибки в КТО, и основывающаяся на продукционной модели, гцзедлогаэн способ определения конфликтов, генера-ЦШ1 кандидатов в диагностическое множество, учитывающий особенности полученной стратегии диагностирования. Разработаны алгоритмические сродства, реализующие методику диагностирования.

6. Ооэдана система автоматизированной отладки КПО ОАПР, реализующая разработанную архитектуру, модели и методики. Определена конфигурация программного, комплекса ОАО КПО САПР.

7. Разработанные методические, алгоритмические и программные сродотва были испольвовапы при соодании распределенных систем обработки информации в САПР на ряде предприятий. Полученные акты о внедрении подтверждают еффективность их использования.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕШ! ДИССЕРТАЦИИ

1. Антипов 51 IL Вопросы использования К00 в локальной сети ЖУ/Илтегриравалноо проектирование в уоловиях ГГО элогаронного 15ашнострсенкя. йэжвув.сб. - М. : МИЭМ, 1988. - 0.108-112.

2. Антипов ÎLE Интегрированный инструментальный кошлега отлад!Ш коммуникационного программного обеспечения САП?//Ыато-«атическ-ое обеспечение систем автоматизированного проецирования. Сб. науч. труд. - 1L : ЫИП.1989. - С. 59-67.

3. Антипов IL IL Проектирование )шчественного программного обеспечения интегрированной САГПУ/Лвтомативацил и моделирование в производстве приборов. Иемзуз. сб. - !i : SSCI,1989. - С. 115-121.

4. Антипов IL Е , Гонихин О. Д. Аксиоматическая модель кошу-никаций в распределенной САПР//иатематичес1сое моделирование в САПР. Шетуз. сб. - Ы: МИЭМ. 1990. - 0.109-115.

5. Антипов И. Е, Гонихин О. Д., Смирнов 0. Е Инструментальные сродства реализации информационного обеспечения интегрированной САПР/ГАП//Автомати8ация,роботизация интеллектуализация производства. Шжвув. сб. - М.: ЫИЭМ, 1989. - С. 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: Тез. докл. Во. научн. -практ. конф. Кишинев,1986. - С. 76-78.

7. Антипов И. Е .Гонихин 0. Д. .Смирнов С. Е Разработка моделей информационных процессов в ОАПР//Методы моделирования и оптимизации в САПР конструкторско-технологических работ. вув.сб. - М.: ЫИЭМ, 1089. - 0.113-116.

8. Антипов И. Е , Рашап А. М. Проблемы реализации специализированной САПР ТП на персональном компыотере/УМатематическое и программное обеспечение интегрированных САПР электронных и электромеханических устройств. Сб. науч. тр. - Тверь: ТПИ, 1990. -0.103-107.

9. Гонихин О. Д. .Антипов й. Е Задача проектирования информационного обеспечения интегрированной сиотемы автоматизированного проектирования/производства//Автоматизация,роботизация,интеллектуализация производства. Межвуз. об. - к.: ЫИЭМ, 1987.

0.126-129.

10. Гонихин 0. Д., Антипов И. Е Организация взаимодействия информационных процеосов> в РБД ГАП//Автоматизация,роботизация, интеллектуаливация производства, иэжвуз. об. - Ы.: ЫИЭЫ, 1986. - 0.72-76.