автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Инструментальная диалоговая среда для создания прикладных (конечных) САПР

I I i) U/S

УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТйвнны Й ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

СУХОВ СЕРГЕЙ АЛЬБЕРТОВИЧ

ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ ДИАЛОГОВАЯ СРЕДА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПРИКЛАДНЫХ (КОНЕЧНЫХ) САПР

Специальность: 05.13Л2. - Системы автоматизации проектирования

Автореферат диссертации па соискание ученой степени кандидата техшиеских наук

УЛЬЯНОВСК - 1996

Работа выполнена на кафедре «Системы автоматизированного проектирования» Ульяновского государственного технического университета

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Ведущее предприятие

кандидат технических наук, доцент Похилько А.Ф.

доктор технических наук, профессор Алексейчик В.В.

кандидат технических наук, доцент Жарков A.B.

АО «Фрест»

Защита диссертации состоится « 25 » сентября 1996 г. в 15 часов на заседании специализированного совета Д 064.21.01 в Ульяновском государственном техническом университете по адресу 432700 г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ульяновского государственного технического университета.

Автореферат разослан Я&у&А996 г.

Ученый секретарь специализированного Совета д.т.н. Соснин П.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Широкое распространение открытых САПР сформировало потребности в создании программных приложений, отображающих в форме человеко-машинных процедур информационное содержание проектной деятельности. Для разработки приложений в современных САПР используются встроенные языки программирования. Эффективность приложений при решении проектных задач во многом определяется адекватностью процедур САПР проектной деятельности конечного пользователя па основе целостного описания информационного содержания объекта проектирования. Традиционно используемые методы и инструментарий не обладают достаточной эффективностью, так как:

1) направлены преимущественно на графический аспект в информационном описании объекта, что сказывается на полноте отражения информационного содержания объекта;

2) ориентируются на специалистов в сфере программирования, а не в проблемных областях проектирования, что сказывается на адекватности процедур программных приложений содержанию проектной деятельности конечного пользователя, вследствие . чего возникают многочисленные проблемы сопровождения и адаптации программных приложений.

Тенденции развития современных информационных технологий указывают па необходимость решения задач автоматизации процедур создания программных приложений и придания им интегрированных свойств. Наличие данных тенденций делают актушхьными исследования и разработку новых подходов создания пользовательских приложений для задач автоматизированного проектирования. Таким образом, актуальность работы обусловлена важностью задач исследований и разработки эффективных технологий создания иротраммных приложений, автоматизирующих проектные задачи и обеспечивающих интеграцию процедур по преобразованию информационного содержания объекта в соответствии, с проектной деятельностью пользователя САПР.

11ель исследования.

Целью диссертационной работы является разработка инструментария, обеспечивающего эффективность выполнения и разработки интерактивных

процедур в САПР, за счет такого представления человеко-машинного процесса проектирования, при котором обеспечивается полнота отображения информационного содержания объектов проектирования, процедур их модификации, а также пользовательского опыта и терминологии в управлении процессом автоматизированного проектирования.

Задачи и область исследования.

В работе решаются следующие задачи:

1) разработка и исследование модели процесса проектирования (ПП) в контексте полноты отображения информационного содержания объекта и проектной деятельности субъекта;

2) построение моделей информационных технологий, определение адекватности разработанной модели ПП, выделение положительных технологических решений;

3) разработка и исследование архитектуры инструментальных средств, адекватно отображающих модель ПП;

4) разработка комплекса методов и средств, автоматизирующих процедуры создания прикладных САПР.

Областью исследований являются:

1) Системные аспекты построения САПР проектирования различных объектов.

2) Базовые инвариантные компоненты.

Научная новизна.

- предложена и обоснована модель описания ПП с позиций полноты информационного представления объекта и отображающая причинно-следственную связь преобразований информационных описаний объекта;

- предложены новые методы отражения проектной деятельности пользователя в описании ПП и содержании программных компонент прикладных САПР;

обоснованы структура, свойства, функции элементов инструментальной среды САПР, обеспечивающих большую эффективность человеко-машинного взаимодействия в процессе создания и использования процедурных компонент программных приложений по сравнению с известными САПР (AutoCAD, CAD KEY, Personal Designer и др.);

предложены новые методы управления множеством

автоматизированных процедур для порождения интегрированных процессов модификации информационного содержания объекта.

Для решения задач использовались методы моделирования и человеко-машинные эксперименты с комплексом программных процедур, методы объектно-ориентированного программирования.

Практическая ценность.

Работа выполнялась в соответствии с планами госбюджетных и хоздоговорных НИР УлГТУ. Основным практическим результатом работы является создание инструментальной диалоговой среды, ориентированной на разработку прикладных САПР и содержащей комплекс инвариантных к проблемным областям информационных процессоров.

К практическим результатам работы следует также отнести:

1. Реализованный и внедренный на ПО "Комета" комплекс автоматизированной подготовки и выпуска конструкторско-технологаческой документации.

2. Приложения к средам распространенных САПР Personal Designer и CADKEY, позволяющие осуществить автоматизацию процессов создания процедурных компонент прикладных систем.

3. Инструментальный комплекс для использования в учебном процессе на базе Personal Designer.

На защиту выносятся следующие положения:

модель описания ПП, основанная на полноте информационного представления объекта проектирования и учитывающая причинно-следственный характер связей преобразований объекта в проектировании;

- методы и средства отражения проектной деятельности пользователя в описаниях ПП и содержании программных компонент приложений САПР;

- комплекс методов и средств, автоматизирующих процедуры создания и модификации приложений пользователем-проектировщиком, обеспечивающих полноту и целостность информационных описаний объектов проектирования;

- комплекс методов и средств управления автоматизированными преобразованиями описаний объекта, для формирования интегрированных процессов модификации информационного содержания объекта.

Апробация работы.

Диссертационная работа, отдельные ее разделы и результаты докладывались и обсуждались на 3-й конференции молодых ученых и специалистов приборостроительной промышленности / Москва, 1986/, Всесоюзной школе-семинаре "Психологическая бионика"/Харьков, 1988/, Областной НТК "Организация и управление производством в условиях радикальной хозяйственной реформы" / Ульяновск, 1988/, Российской НТК "Интерактивные системы" /Ульяновск, 1993/, Международной НТК "Интерактивные системы проблем человеко-компьютерного взаимодействия" / Ульяновск, 1995/, Международной НТК "Непрерывно-логические и нейронные сети и модели" /Ульяновск, 1995/, на итоговых научно-практических конференциях Ульяновского политехнического института /19861993/, нашли свое отражение в ряде научно-исследовательских отчетов по темам НИР УлПИ.

По теме диссертации опубликовано 12 работ.

Диссертационная работа с приложениями изложена на 150 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, заключения, 2-х приложений и списка литературы (99 наименований). Основной текст изложен на 141 страницах, содержит 30 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении определены цель диссертационной работы, решаемые задачи, их актуальность, направления исследований.

Рассматриваются вопросы разработки модели процесса проектирования P(I, Q, D) с позиций полноты отражения информационного содержания объекта, операций модификации Q, поддерживающих целостность

информационных описаний I объекта в соответствии с проектной деятельностью О субъекта.

Для этого рассмотрены модели и способы описания процесса проектирования и определены подходы для моделирования проектных процессов в совокупности <С, £), С, 1>, где С - информационные состояния объекта проектирования. Отмечается, что в рассмотренных моделях ПП не находит своего отражения причинно-следственная связь операций преобразования С> информационных описаний I объекта вследствие проектной деятельности Т) субъекта, что сказывается на гибкости описаний проектных процедур и их адекватности проектной ситуации (состоянию С объекта).

Известные автору способы описания проектных ситуаций и проекшых процессов, как совокупности проектных ситуаций, не обеспечивают полноты отображения информационного содержания объекта. Сделан вывод, что в описаниях ' проектных ситуаций не учитывается многообразие форм информационного представления объекта, что сказывается на полноте информационных описаний объекта. Показывается, что в описаниях проектных процессов не выражена динамика смены проектных ситуаций, вследствие реализации операций над состояниями объекта.

Таким образом, в известных способах отображения процесса проектирования нет полноты представления информационного содержания объекта и не выражена динамика его состояний вследствие проектной деятельности субъекта.

Предлагается рассматривать ПП в совокупности событий, характеризующих действия над состоящими объекта. Под событием понимается действие, реализованное проектировщиком при выполнении интерактивных процедур, или программной системой в результате исполнения последовательности программных процедур.

Процесс проектирования рассматривается в контексте следующих типов событий, определяющих взаимосвязь проектных ситуаций: событий Би, заключающихся в реализации человеко-машинных процедур и связанных с принятием решений о направлении и способах формирования информационного содержания объекта; событий заключающихся в

реализации конечного множества операций по формированию информационных состояний объекта и связанных с автоматическим исполнением последовательности программных процедур. Совокупность таких событий, раскрывающих динамику информационных состояний объекта как

следствие взаимодействия информационных потоков, отражается в событийной схеме процесса проектирования, которая показана на рис. 1.

Рис.1. СоБыюийнаяишперпрешацаяпроцесипроектирования

В этом случае ГШ представляется в последовательности ситуаций (рис.1), раскрывающих динамику информационных состояний объекта проектирования. Тогда проектная ситуация, как некоторое состояние объекта, формируется множеством событий 5, произошедших на предыдущем шаге проектирования.

Таким образом, имея механизм отображения причинно-следственных связей состояний объекта, требуется определить основные аспекты информационных описаний, обеспечивающие полноту представления состояний объекта. Для решения этой задачи, проанализировано содержание конструкторско-технологической документации и предложена информационная модель объекта проектирования, в которой информационное содержание 1 объекта определяется графическим 18, текстовым II и табличным ИЬ аспектами описания - I И, ИЬ).

Как обобщение рассмотренных положений предлагается модель процесса проектирования (рис.2), в качестве определяющих содержание которой выделяются:

- последовательность проектных ситуаций С(Б) (информационных состояний объекта проектирования О);

- последовательность событий, приводящих к переходу ли одной ситуации в другую 5(0);

- совокупность описаний, отображающих состояние- объекта 1(^,И,ИЬ) н операций преобразования состояний 0(12, И, ГШ);

- механизм выбора (принятия решений) в последовательности ситуаций С(8) .событий 5(0) , операций 0(1).

Предлагаемая модель процесса проектирования рассматривается в форме многомерной сети принятия решений. Размерность сета определяется аспектами (формами) описаний состояний объекта в процессе проектирования, обеспечивающими его целостное предстаатение. Модель принятия решений в узлах сети базируется на интерактивных процедурах, а размерность сети ограничивается обеспечивающими полноту описания объектов аспектами: К - текстовое описание; 1Ш - табличное описание; -графическое описание. 01, ОШ, Qg - соответственно операщт над описаниями. Целостность представления объекта в процессе проектирования обеспечивается интеграцией процедур, реализующих .преобразования над обозначенными аспектами (графическим, текстовым и табличным).

Проектная ситуация 0^(5) Выбор альтернатив

Предлагаемая модель человеко-машинного проектирования исследована с позиций целостности отражения информационного содержания объекта. В результате обоснована следующая типизация событий, определяющих проектные ситуации и процессы полнее, чем известные модели ПП:

- события, определяющие процедуры оценки проектной ситуации и принятия решений о направлении проектирования - события SU (события типа "узел");

- события, определяющие преобразования над информационным содержанием объекта проектирования - события SV (события типа "ветвь").

и

Операции над состояниями объекта в проектной ситуации

jr

описываются множеством альтернатив в виде событий gy * , связанных с узловыми событиями SU * ' определяющими модель принятия решения в виде:

р{ск) =SUk(SV?,:SVÏ,-,SVl); (1)

где SVi^QilgJtJtb)-' (2)

к - уровень проектной ситуации;

п - количество событий, формирующих k-тое состояние объекта.

Использование этой модели позволяет:

1) программировать не только графические, но и обобщенные (направленные на Ig, It, Itb описания) процедуры преобразований состояний объекта и тем самым повысить степень автоматизации;

2) обеспечить пользователю возможность создания интегрированных процедур с использованием средства автоматизации (инструментального монитора) для построения адаптированных приложений и тем самым снизить квалификационные требования к пользователю.

Вторая глава.

Ставится и решается задача поиска современных технологических решений, позволяющих адекватно отображать положения предлагаемой модели проектных процессов. Решение задачи подразумевает создание информационных моделей современных технологий в базисе понятий модели, в качестве которых рассматриваются:

- множество информационных описаний I объекта О;

- множество операций Q(I) над информационными описаниями I объекта;

- множество состояний 1(11, 12, In) объекта, определяемого совокупностью информационных описаний I;

- множество операций Q над состояшхями Q (II, 12, ..., In);

- множество описаний 1р операций <2(11, 12, ..., In), определяющих последовательность состояний объекта.

Разработаны информационные модели современных технологий автоматизировашюго проектирования: AutoCAD фирмы AutoDesk; CAD KEY фирмы CADKEY; Personal Designer фирмы Computervision; CADdy и как обобщение определена архитектура современной САПР (рис.3). Здесь информационное состояние объекта образуется множеством графических .описаний Ig, вследствие реализации операций Qg ядра САПР, а также описаниями Is (специализированные описания) и Itb (табличные описания), создаваемыми инвариантными программными системами (операции Qs и Qtb). Программные приложения содержат описания проектных процессов 1р, разрабатываемые с помощью встроенных языков программирования. •

Средство созпанмя операционных описаний

Рис.З. Архитектура современной САПР

Анализ информационных моделей и архитектуры технологий

автоматизированного проектирования позволил выявить неадекватности реализованных подходов (рис.3), заключающиеся в отсутствии:

1) полноты описания информационного содержания объекта (поддерживается графический и редко табличный аспекты описаний);

2) возможности структурирования и управления интегрированными операциями над состояниями объекта, обеспечивающими целостность информационных описаний;

3) отражения динамики состояний объекта проектирования в описаниях проектных процессов, обусловленной причинно-следственными связями проектных операций, что сказывается на адекватности описаний проектной деятельности конечного пользователя (ввиду ограниченности и неэффективности методов разработки описаний процессов, поддерживаемых встроенными системами программирования);

4) механизма приобретения и использования знаний об операционном содержании опыта проектирования в процедурных описаниях процессов.

Таким образом, в современных открытых САПР нет полностью удовлетворяющих модели технологических решений, что требует поиска адекватных решений в области информащгонных технологии создания адаптированных приложений с целью использования их для задач САПР.

Созданы и проанализированы информационные модели объектно-ориентированной технологии ООТ (MS Windows, BOCA), технологии визуального проектирования и CASE-технологии. Для оценки технологических достижений использовались следующие критерии:

1) полнота и целостность информационных описаний;

2) возможность построения интегрированных преобразований над описаниями;

3) доступность методов создания процедурных описаний конечному пользователю;

4) возможность включения отдельных подпроцессов в единый процесс.

Отмечается, что реализация требования полноты и целостности

информационных описаний возможно в рамках технологических решений интегрированных сред MS Windows, BOCA (рис.4). Анализ моделей, свойств, архитектуры обозначенных технологий позволил сформулировать предпосылки для синтеза структуры интегрированной среды САПР:

1) выделение операций управления преобразованиями в отдельную ттрогра>.ц.ягу:с хслпспету - ядро среды, реализующее функции:

- управлештя инструментарием среды;

- управления ресурсами и периферией компьютера;

- управления информационным обменом;

- диалогового взаимодействия с пользователем.

2) объединение операций над одним типом информационного описания в единую программную систему, составляющую инструментальный фонд среды;

3) поддержка средств, реализующих операции объединения и связывания фрагментов информационных описаний;

4) поддержка комплекса средств, обеспечивающих расширение среды.

Рис. Архитектура интегрированной среды

Третья глава.

Рассматриваются вопросы синтеза и обоснования структуры, свойств интегрированной среды САПР, определения функций и спецификаций элементов среды, в разработке и обосновании способа описания

технологических процессов, отображающего динамику состояний объекта проектирования и методов, обеспечивающих адекватность описаний проектной деятельности пользователя САПР. Предложена структура интехрировашюй среды САПР (рис.5), которая синтезирована в базисе технологических решений современных информационных систем (MS Windows, BOCA, CAD-технологий) и позволяет адекватно отобразить положения модели процесса проектирования (глава 1).

Рис.5, Структурная схема интегрированной среды САПР.

Полнота информационных описаний объекта обеспечивается множеством информационных процессоров, реализующих операции над:

- графическим аспектом описаний объекта - графический процессор;

- табличным аспектом описаний объекта - табличный процессор;

- текстовым аспектом описаний объекта - текстовый процессор. Целостность информационных описаний обеспечивается

интегрированными преобразованиями над обозначенными аспектами (графическим, текстовым и табличным) СК^, К, ИЬ). Для построения интегрированных операций К, КЬ) необходимо, чтобы информационные процессоры имели открытую структуру операций, что позволит реализовать прямой доступ к множеству операций (2(1).

Интегрированная проектная операция ОКИ, 12,"'..., 1п) рассматривается как упорядоченная совокупность операций 0)(1) и называется технологическим маршрутом проектирования (ТМП). Для управления совокупностью операций 0)(1) разработан способ описания интегрированных операций - 1ро, имеющий гибкую структуру связей элементов. Совокупность описаний интегрировашгах операций - 1ро составляют базу данных проектных операций.

Учитывая различие в сложности решаемых проектных задач, а также необходимость обеспечения гибкости преобразований над состояниями объекта, предлагается в качестве исполняемых элементов проектных операций использовать:

процедуры информационных процессоров, реализующих унифицированные операции над описаниями объекта;

- технологические маршруты проектирования, реализующие операции над совокупностью описаний объекта и имеющие гибкую структуру связей операций;

- программные модули внешних систем и исполняемые модули среды, реализующие операции над совокупностью описаний объекта.

Совокупность описаний проектных ситуаций I рз составляют содержание сценария проектирования. Особенность описаний проектных ситуаций и их причинно-следственная связь нашли отражение в структуре сценария проектирования (рис.6).

В качестве средства управления проектными операциями на основе разработанных описаний проектных ситуаций используется управляющий процессор среды. Последний поддерживает следующее множество операций:

1) <Зро - создания, изменения, сохранения и раскрытия описаний проектных операций Тро (технологических маршрутов проектирования);

2) ОрБ - создания, сопровождения, сохранения и интерпретации описаний проектных ситуаций 1рБ (сценариев проектирования);

3) Ои - управление исполнением проектных операций и реализации диалогового взаимодействия с пользователем среды.

Для отражения проектной деятельности пользователя САПР разработан метод приобретения и использования операционных знаний. Основу составляет процедурный протокол проектных операций, реализованных информационными процессорами среды в процессе получения целостных описаний объекта.

Идентификатор

Альтернатива 1

Альтернатива К

Блок описаний

Идентификатор

Альтернатива 1

Альтернатива К

Описание событиятипа -В Содержание диалога тбь Реакция

Наименование [Определение] Ключ -

Описание Узлового соЕ Содержание диалога ытия Ситуация

Наименование [Определение] Указатель

Идентификатор

Альтернатива 1

Альтернатива К

Идентификатор

Альтернатива 1

Альтернатива К

Изентификатор

Альтернатива 1

Альтернатива К

Системная база данных

Запись

Рис.6. Структура сценарияпроектирования

Для обеспечения адекватности описаний проектных процессов . проектной деятельности конечного пользователя разработан комплекс методов, позволяющих создавать совмещенные объектно-ориентированные и субъектно-ориентированные описания проектных ситуаций. Отражение проектной деятельности пользователя, связанное с модификацией сценария, заключается в изменении состава выполняемых операций (ветвей) и ситуаций оперативного принятия решений (узлов). При этом происходит трансформация содержимого узлов и ветвей в том смысле, что появляющиеся "новые ветви" как новые типовые операции подключаются к узлам, меняя их содержание. Для пользователя системы это выглядит как изменение терминологического описания множества работ (операций) системы и объектов, над которыми они осуществляются. В результате формируется адаптированное приложение с набором операций адекватных объекту и субъекту проектирования.

Таким образом, пользовательские приложения в интегрированной среде формируются из описаний операций над графическим, табличным и текстовыми аспектами объекта проектирования ("ветвь" проектирования) и описаний узловых ситуаций, включающих альтернативные операции ("ветви"), предъявляемые для оперативного выбора субъекту проектирования.

Предлагаемая структура интегрированной среды САПР имеет следующие свойства:

1) Полнота и целостность описаний объекта проектирования, обеспечиваемыми интегрированными преобразованиями.

2) Простота и удобство операций создания описаний проектных процедур, обеспечиваемых сборкой описаний из множеств альтернатив -интегрированных проектных операций.

3) Гибкость проектных процессов, обеспечиваемая гибкой структурой описаний проектных процедур, что позволяет управлять переходами по дереву проектирования и изменять содержание реакций на возможные события.

4) Разнообразие классов проектных операций в соответствии с уровнем сложности проектных задач и квалификацией конечного пользователя, обеспечиваемых комбинированием проектных операций и их использованием как единого целого.

5) Простота и удобство операций по совместной обработке графических, текстовых и табличных описаний объекта.

6) Поддержка и совмещение объектно-ориентированных и субъектно-ориентированных описаний проектных процессов с возможностью подключения описаний подпроцессов.

7) Эволюционность развития, обеспечиваемая обратной связью на основе протоколирования действий пользователя совместно с используемыми данными и их дальнейшего структурирования. Накопление приобретенных знаний необходимо для последующего синтеза исполняемых элементов, что позволяет эволюционно развивать систему и настраивать ее на различные классы объектов проектирования.

8) Простота и удобство управление диалоговым взаимодействием, обеспечиваемые унифицированными операциями дихюгового взаимодействия ядра среды и текстовым описанием диалоговых процедур.

Практическим результатом главы являются разработанные структура интегрированной среды, алгоритмы упрашгения и адаптации, в которых нации отражение сформулированные методы, что создает предпосылки для программно» реализации компонентов среды.

Четвертая глава посвящена вопросам реализации инструментальных средств среды - управляющего процессора (УП) и табличного процессора (ТБП). В главе рассматриваются: архитектура УП и информационных

процессоров; методы управления процедурными множествами среды и разработки прикладных пользовательских систем; вопросы организации информационного обмена между элементами среды.

УП предназначен для управления процессами активизации элементов процедурных множеств среды и разработки компонент прикладных пользовательских систем. Основу методов управления процедурными множествами составляет мониторинг проектных событий в соответствии с интерпретацией описаний проектных процессов (сценариев проектирования), В результате проектные события отображаются в последовательности программных процедур информационных процессоров, что обеспечивает интегрированные преобразовашш над описаниями объектов.

Для реализации двунаправленного информационного взаимодействия между УП и исполняемыми элементами (информационными процессорами, программными компонентами пользовательских систем) всем элементам среды открыт доступ к множеству системных переменных (системному буферу данных) и стандартизированы протоколы информационного обмена. Это позволяет:

1) делегировать процедуры реализации диалога управляющему процессору среды и тем самым упростить архитектуру информационных процессоров;

2) элементам среды управлять режимами исполнения программных процедур и тем самым обеспечить адекватность состояний среды проектной ситуации;

3) отображать программные события в содержании пользовательских автоматизированных процедур.

Основу методов создания прикладных пользовательских приложений составляет протоколирование процедурных событий. Протокол используется для построения обобщенных цепей событий в виде автоматизированных проектных процедур, которые структурируются в системной БД и связываются с описаниями проектных процессов. Реализована возможность построения исполняемого кода проектных процедур на основе компиляции процедурных библиотек среды. Это позволяет создавать программные компоненты прикладных систем и расширять номенклатуру унифицированных проектных операций.

Принципиальной особенностью реализованной версии УП является:

- возможность оперативного взаимодействия с другими программными системами (в частности. с мощными графическими САПР), что обеспечивается резидентным вызовом УП;

- оперативная диагностика состояний среды и проектных ситуаций (подсказки, рекомендации), что упрощает принятие проектных решений;

- протоколирование действий пользователя, их накопление, обобщение и использование для построения пользовательских приложений и расширения системы;

- инвариантность к области применения (реализация обобщенных процедур управления процессом проектирования);

- открытость структуры операций УП.

Информационные процессоры среды предназначены для реализации автоматизированных преобразований над аспектами представления объекта. В главе описана разработанная архитектура информационных процессоров и показаны особенности реализации табличного процессора (ТБП).

Принципиальные особенности разработанной версии ТБП:

- инвариантность к объекту проектирования (поддержка обобщенных преобразований над табличным аспектом);

- открытая структура операций ТБП, что позволяет осуществить прямой доступ к множеству процедур ТБП.

Представленные в главе результаты подтверждают практическую реализуемость предложенных технологических решений. Созданные программные системы характеризуются хорошей информационной 'согласованностью if обладают невысокими ресурсопотребляемыми показателями (УП использует 40 Кб ОП, ТБП использует 37 Кб ОП), что позволяет их использовать в средах мощных графических САПР. Реализованные программные системы предназначены для иснользоватпет в ОС MS DOS 5.0 и выше.

Пятая глава

Ставится и решается задача апробации технологии создания адаптированных CAD-приложений. Для решения этой задачи разработан ряд пользовательских приложении и проанализирована их эффективность.

Представлены результаты комплексирования разработанных инструментальных средств с промышлено-используемыми CAD/CAM системами "Personal Designer" и "CADKEY". Интеграция средств

поддерживается на уровне информационного обмена и совмещенного диалогового взаимодействия. Реализованные инструментальные комплексы автоматизируют процедуры человеко-машинного проектирования на основе интеграции преобразований над графическим и табличным аспектами описания объекта. С помощью средств инструментальных комплексов в средах "CADKEY" и "Personal Designer" разработаны пользовательские приложения.

Проанализирована эффективность предлагаемой технологии, которая составляет не менее 20-30% экономии времени проектировщика и материальных затрат на создание и сопровождение приложений в зависимости от реализации. Эффективность обусловлена существенным изменением квалификационных требований к пользователю САПР и обеспечивается:

1) простотой и удобством операций создания описаний проектных процедур и процессов, что позволяет создавать адаптированные приложения пользователем-проектировщиком;

2) простотой и удобством операций по совместной обработке графических и табличных описаний объекта, обеспечивающих целостность описаний;

3) гибкостью описаний проектных процессов, что позволяет управлять переходами по дереву проектирования и изменять содержание проектных процедур;

4) простотой и удобством диалогового взаимодействия, обеспечиваемые унифицированными операциями ядра среды, гибкостью диалоговых процедур проектирования, текстовым описанием диалоговых процедур и возможностью изменения терминологического содержания диалога, что упрощает процесс принятия решений при реализации узловых точек сценария проектирования;

5) гибкостью управления операциями по преобразованию описаний объекта, что позволяет отражать деятельность конечного пользователя.

В главе рассмотрена специализированная программная система, созданная с применением технологии инструментального комплекса и охватывающая задачи автоматизированного формирования и выпуска конструкторско-технологнческой документации. По сравнению с системами аналогичного класса, данный программный комплекс позволяет:

гибко перестраивать технологический процесс обработки информации, оперируя декларативными знаниями предметной области и не используя методы программирования структурных элементов;

- расширять спектр выпускаемых табличных документов зл счет использования унифицированных технологических маршрутов создания, сопровождения и обработки табличных структур данных, структурных элементов изображений документов для формирования шаблонов новых документов;

организовывать интегрированные программные комплексы, ориентированные на обработку информации любого типа путем включения соответствующих ей информационных процессоров в качестве элементов ИК.

Приведены результаты внедрения и использования данной программной системы на ПО "Комета" г. Ульяновска.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Получены следующие основные результаты.

1. Исследована модель человеко-машинного проектирования. и в результате обоснована типизация событий, адекватно определяющих проектные ситуации и процессы по сравнению с известными моделями ПП.

2. Рассмотрены существующие технологии, выявлены тенденции, классифицированы лерспекпгвные методы и средства создания приложений с позиций доступности для пользователя-проектировщика и полноты информационных аспектов представления объекта проектирования.

3. Обоснована структура, функции и свойства множества компьютерЛых процедур, обеспечивающих эффективность человеко-машинного взаимодействия в процессе создания процедурных компонент САПР. . ,

4. Предложены методы управления множеством автоматизированных процедур для формирования гаггегрированных процессов модификации информационного содержания объекта. Позволяют полнее отображать ситуации в процессе проектирования по сравнению с известными методами.

5. Предложены методы автоматизации обобщения, накопления и отображения в ПП оперативной деятельности пользователя. Позволяют повысить степень адаптации к субъекту и эффективность человеко-машинного взаимодействия.

6. Разработан инструментарий для создания и модификации приложении САПР пользователем-проектировщиком. Выявлена рациональность использования данных средств при создании процедурных компонент САПР.

7. Показана возможность повышения эффективности существующих систем САПР на основе интеграции с разработанным инструментарием.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Бердянд О.В., Похилько А.Ф., Сухов С.А. и др. Исследование и разработка средств автоматизации проекшо-конструкторских работ на базе локальных средств САПР РЭА./ Заключительный отчет НИР 47-85/86. Ульяновск. 1986. N госрегистр. 0186.013193.

2. Похилько А.Ф., Сухов С.А. Инструментальная система для генерации персональных информационных систем./ 3-я конференция молодых ученых и специалистов приборостроительной промышленности. Москва. - 1986. -С. 113-114.

3. Похилько А.Ф., Сухов С.А. Информационная модель проектирования РЭУ для создания проблемно-ориентированных СУБД./ Научно-технический семинар "Методы функционального контроля РЭА". Ульяновск. -1986. -С. 11-12.

4. Похилько А.Ф., ' Сухов С.А. Организация автоматизированной информационной среды, ориентированной на создание диалоговых процедур САПР./ Всесоюзная школа-семинар "Психологическая бионика". Харьков. -1988. С. 51.

5. Похилько А.Ф., Сухов С.А. Эффективность персонально ориентированных средств автоматизации проекгированш./ Областная НТК "Организация и управление производством в условиях радикальной хозяйственной реформы. Ульяновск. -1988. -С. 48-49.

6. Сухов С.А. Инструментальная система автоматизации проектирования узлов РЭС./ 23-я НТК ППС УлПИ. Ульяновск. -1989. С.3-4.

7. Похилько А.Ф., Сухов С.А., Чуркин A.B. и др. Персонально-ориентированное программное обеспечение проектирования документации.// Заключительный отчет НИР 11-62/88. Ульяновск. -1989. -N госрегистр. 0188.0083639.

8. Сухов С.А. Метод усеченных узлов в проектировании САПР./27-я НТК. Ульяновск. УлПИ. -1993. С. 31.

9. Похилько А.Ф., Сухов С.А. Инструментальная среда САПР./Российская НТК "Интерактивные системы". -1993. С. 30.

10. Сухов СЛ. Концептуальная модель маршрутно-ориентированной инструментальной среды САПР./ Российская НТК "Интерактивные системы". Ульяновск.. УлПЙ. -1993. С. 31.

11. П ох иль ко А.Ф., Сухов С. А. Программная технология логической цепи событий при автоматизированном проектировании./ Международная НТК "Непрерывно-лописские и нейронные сета и модели". Ульяновск. УГТУ. -1995. С. 23.

12. Сухов С. А. Технология логической сети событий при автоматизированном проектированшг./ Международная НТК "Интерактивные системы проблем чсловско -компьютер Iгого взаимодействия". Ульяновск. УГТУ. - 1995. С. 48.

Подписано в печать 15.02.96. Формат 60x84/16. Бумага оберт. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,28 Уч. -изд.л. 1,2. Тираж 100 Заказ

Ульяновский государственный технический университет, 432027, Ульяновск, Сев. Венец, 32.

Типография УлГТУ, 432027, Ульяновск, Сев. Венец, 32.