автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Исследование и разработка гибких архитектур САПР

РГб од

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ......; ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи Новакова Наталия Евгеньевна

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ГИБКИХ АРХИТЕКТУР САПР

Специальность: 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 1993

Работа выполнена в Санкт-Петербургском Государственном электротехническом университете

Научный руководитель -доктор технических наук профессор СТРЕЛЬНИКОВ Ю.Н.

Официальные оппоненты: .доктор технических наук профессор ДЕНЬДОБРЕНКО Б.Н.

кандидат технических наук ЕРМОЛАБНКОВ Э.Г.

Ведущая организация' - Холдинговая компания

"Ленинец"

(г. Санкт-Петербург'

Защита диссертации состоится * 1993 г.

в 44 час на заседании специализированного совета К 063.36.04 Санкт-Петербургского Государственного электротехнического университета по адресу: 197376. Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан " V/ 1993 г

Ученый секретарь специализированного совета

ЮРКОВ Ю.В.

-1 -

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Постоянное усложнение разнообразных проектируемых объекта и интенсификация их внедрения в производство выдвигает за-|ачу совершенствования как средств автоматизации проектирова-1ия (АП). так и организации процесса проектирования (ПП). Осо-юе значение имеют вопросы конплексирования средств АП в еди-¡ув систему.

В силу ряда причин большее внимание уделялось разработке «■дельных компонентов САПР: методов проектирования, програми-ю-алгоритмической базы, средств хранения, обработки и переда-и данных, диалоговых интерфейсов пользователя, совервенство-анию аппаратных средств. В этих направлениях достигнуты зна-ительные успехи. В гораздо меньшей степени исследованы особенности архитектуры САПР и процессов автоматизированного про-ктирования, отсутствуют инструментальные средства для моделирования ПЛ. Такие инструментальные средства полезны на различное этапах жизненного цикла САПР: эскизного проектирования,. недрения, модификации существующей системы.

Особое значение в области АП тлеют различные элемента даптации ее компонентов к изменениям проектной среды, особен-юстям проектируемого объекта, квалификации пользователей. Ра-ота по формировании адаптируемых к определенным изменениям омпонентов САПР ведется в нескольких направлениях: разработка добных графических и текстовых интерфейсов пользователи, соз-,ание инвариантных средств ведения баз данных, совершенствова-:ие математических моделей объектов проектирования (ОП) и про-ктирующих алгоритмов, создание интегрированных по глубине и ирине САПР, совершенствование автоинтерактивной стратегии роектирования, интеллектуализация САПР.

Большинство из рассмотренных направлений адаптации связа-:о лишь с реконфигурацией архитектуры САПР на уровне программ-о-информационных компонентов. Тем не менее, проблемам аппа-атной и системной реконфигурации САПР уделялось недостаточное нимание. Обязательным условием реализации данной концепции вляется строгая унификация и стандартизация всех программных аппаратных компонентов. Комплексирование подсистем в этом лучае должно осуществляться с помощью стандартных информаци-

- г -

онных, программных, лингвистических и физических интерфейсов. Возможность комбинирования стандартно-сопрягаемых программно-аппаратных компонентов позволяет создавать всевозможные варианты САПР. Реализация этой концепции даст возможность выбрать архитектуру наиболее подходящую по технико-экономическим параметрам к условиям эксплуатации системы..

Для реализации этой концепции помимо залокенных в системе возможностей ее реконфигурации необходимы инструментальные средства исследования архитектуры САПР и ПП. Такие средства должны стать мощным инструментом разработчика или администратора САПР, а также использоваться в качестве тренажера для подготовки системотехников в области создания средств АП.

Таким образом, актуальными задачами современного развития САПР являются исследование процесса автоматизированного проектирования, создание моделей типовых компонентов САПР, разработка способов формирования гибких (адаптируемых) архитектур САПР, разработка инструментальных средств комплексировани» САПР и обучения системотехников-разработчиков САПР.

Целью диссертационной работы является теоретическое обобщение, классификация и формализация базовых ресурсно-процедурных компонентов САПР, разработка графовых, сетевых, лингвистических и имитационных моделей ПП, направленных на создание инструментальных средств формирования гибких архитектур САПР и обучения системотехников-разработчиков средств АП.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решаются следующие задачи:

. 1) Анализ процесса автоматизированного проектирования и ресурсов САПР на основе системного подхода.

2) Обобщение и систематизация типовых ресурсно-процедурных компонентов САПР и построение моделей типовых стратегий проектирования.

3) Разработка методики сравнительного анализа архитектур САПР, соответствующих различным стратегиям проектирования.

4) Разработка ресурсно-процедурных имитационных моделей процесса проектирования в терминах языка РИО-сетей.

5) Создание языка системотехника-разработчика САПР, включающего описание проектной среды, объекта проектирования, ресурсов САПР и процесса проектирования.

6) Формирование библиотеки типовых проектных процедур и базы данных моделей компонентов САПР.

7) Реализация разработанных моделей в виде диалоговой автоматизированной системы исследований процесса проектирования.

8) Разработка процедуры исследования процессов автоматизированного проектирования и формирования архитектур САПР, перестраиваемых для заданных условий применения.

9) Создание методики автоматизированного обучения системотехников-разработчиков САПР.

Методы исследования основываются на теории сложных систем, теории математических моделей и моделирования, теории множеств, теории графов, теории вероятностей и методах математической статистики, теории планирования и принятия решений, теории искусственного интеллекта, методах системного, структурного и модульного программирования.

'НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ

1. Разработаны способы формирования перестраиваемой архитектуры САПР, отличающиеся от известных наличием средств имитационного моделирования процесса автоматизированного проекти-ювания, средств сбора и накопления статистической информации I обеспечивающие гибкую технологию проектирования и высокую :тепень адаптации САПР к среде и объектам проектирования.

2. Предложена и теоретически обоснована методика систем-юго анализа процесса проектирования, проведена классификация иловых операционных компонентов процесса на различных иерар-ических уровнях для формирования типовых стратегий и ыаршру-ов проектирования, обеспечивающих мииимизацип временных и тоимостных затрат на различных этапах жизненного цикла САПР.

3. Созданы обобщенные ресурсно-процедурные модели процес-а проектирования, представленные на языке РйО-сетей, отлячаю-иеся от аналитических, информационных, описательных, графовых эделей большей степень» наглядности и гибкости» №■ отражающие зобенности (свойства) процесса проектирования'.

4. Разработан язык системотехника-разработчика САПР, сличающий описание характеристик объекта и процесса автомати-фованнсго проектирования и ресурсов САПР на требуемом для >делироваиия уровне детализации и обеспечивающий'комплексиро-

- 4 -

вание средств автоматизации проектирования.

5. Проведена классификация ресурсных и процедурных компонентов интегрированных и экспертных САПР РЭА и создана БД ресурсов САПР н библиотека поделен типовых проектных процедур.**

8, Разработана методика активного обучения системотехников -разработчиков САПР, основанная на применении имитационного эксперимента, позволяющая активизировать знания обучаемого, акцентировать его внимание на особенности функционирования не отдельных компонентов САПР, а всей системы в целом, выработать профессиональные навыки системотехника.

Практические результаты работы.

1) На осназаши комплексного использования полученных результатов разработана и реализована диалоговая система исследования процессов проектирования (АСНИ ПП). состоящая из диалогового процессора, базы данных моделей компонентов, библиотеки моделей типовых проектных процедур, подсистемы имитационного моделирования и подсистемы представления оценок качестве процесса проектирования и архитектуры САПР, и позволяющая проводить эксперименты на. стадиях создания, внедрения, эксплуатации и реконфигурации САПР.

2) Разработан лингвистический подход к конплексированию средств автоматизации проектирования, основанный на профессионально-ориентированном языкэ системотехника-разработчика САПР.

3) Сформулирован и систематизирован комплекс технико-экономических оценок качества процесса проектирования и эффективности функционирования САПР, предоставляющий инженеру-системотехнику возможность осуществлять сравнительный анализ архитектур САПР на различных этапах жизненного цикла систем проектирования.

4) Предложен и реализован в учебном процессе метод автоматизированного обучения разработчиков САПР, основанный на принципах системно-деятельностного обучения, позволявший в течение небольшого интервала времени выработать у обучаемых профессиональные навыки быстрой и научно-обоснованной оценки ситуации и принятия решения по формированию архитектуры САПР.

Реализация результатов работы. Теоретические . и практические результаты работе использовались в трех научно-исследовательских работах, выполненных на кафедре САПР СП6Г5Ш

1986-1992 гг. Разработанная автором система диалогового автоматизированного исследования процессов проектирования использовалась для формирования архитектуры комплексной САПР печатных плат и БИС, для формирования архитектуры комплексной САПР машиностроения и их адаптации и условиям работы нескольких предприятий.

Разработанная система формирования гибких архитектур САПР и предложенная автором методика обучения d течение ряда лет используется для проведения курсового и дипломного проаспгро-вания на кафедре САПР СПбГЭТУ.

Результаты диссертационной работы внедрены на предприятиях и вузах страны. Акты, подтеерадашяе инедрекио я экономическую эффективность, приведены в диссертации.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

Международной конференции "Computer Alrted Control Sysleos Design4, Алма-Ата, 1989; Всесоюзной научно-методической конференции "Научнометодические основа применения электронно-Бьгчис-лителыюй техники, автоматизированных систем управления и проектирования и автоматизированных обучающих систем в учебном процессе". Рига. РИНГА, 1987; Ш-ей Всесоюзной научно-технической конференции "Методы синтеза тиловкх модульных систем обработки данных", Китинез, 1988; Всесоюзной научно-методической конференции "Комплексная компьютеризация учебного процесса в высшей школе", Ленинград. 1989; Зональных научно-технических конференциях "Автоматизация конструкторского проектирования РЭА и ЭВА", Пенза, 1986, 1987; Республиканской научно-практической конференции " Разработка и внедрение робототехнических комплексов и ГПС", Йошкар-Ола, 1987; III-ем Межотраслевом на-учш-техническом совещании-семинаре "Интеграция систем целевой подготовки кадров, автоматизации проектирования и гибкого производства РЗА", Москва. 1987; 1-ой школе-семинаре "Моделирование шнмелнтельных систем и сотой", Бердянск. 1986; III-ем Межотраслевом научно-техническом совещании- семинаре "Интеграция систем целевой подготовки кадров-, автоматизации проектирования и гибкого. производства РЗС", Ереван. МАИ, 1968; научно-технический. конференциях профессорско-преподавательского состава

СПбГЭТУ 1936-1992ГГ. .

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 печатных работ, в том числе 3 научных статей, остальные - тезисы докладов международной и республиканских конференций.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов с выводами, заключения, списка литературы, включающего 134 наименования, и одного приложения. Основная часть работы изложена на 150 страницах машинописного текста. Работа содержит 47 рисунков и 3 таблицы.

II. КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе сформулированы общесистемные свойства, служащие основой разработки формализованной модели процесса проектирования и архитектуры САПР. Выделена группа интегратив-ных свойств, являющихся критериями технико-экономической оценки качества различных вариантов архитектур САПР. Предложено рассматривать САПР как взаимодействие трех систем: "Описание объекта проектирования", "Процесс" и "Ресурсы".

Систематизированы базовые семантические отношения, используемые для построения обобщенной и конструктивной моделей архитектуры и компонентов САПР. Дана трактов»» архитектуры как общей логической организации САПР, определяющей процесс обработки информации в конкретной системе, состоящей из типовых. унифицированных, общих для данного класса САПР компонентов программного, технического, информационно-лингвистического видов обеспечений, взаимодействующих на основе стандартных физических, программных, информационных и лингвистических интерфейсов и предназначенная для проектирования определенного класса объектов.

Проведена структурно-функциональная декомпозиция типовых операционных компонентов процесса и типовых описаний 0П . приведен анализ смыслового содержания типовых проектных процедур (ТПП). Выполнена классификация свойств ОП в соответствии с которой все характеристики объекта делятся на атрибутивные, функциональные и смешанные. Элементы множества свойств объекта. которые отражают его состав, признаки, параметры, композиционные отношения, рассматриваются как точки атрибутивного пространства. Свойства объекта, отражающие количественные и признаковые меры качества объекта в виде функций,' критериев.

граничений и характеристик, поведения в различных ситуациях, ассмотрены как элементы функционального пространства.

Выделены базовые операционные единицы ПП как отображения остояния свойств ОП . изцененящие семантику и (или) синтак-ис информационного описания объекта. На основе предложенной лассификации свойств ОП рассматривается процедуры синтеза как тображения точек функционального и атрибутивного пространства точки атрибутивного пространства, процедуры анализа как тображения точек функционального пространства в точки атрибутного. оценки качества как процедуры сравнения промежуточных начений функциональных параметров с критериями и ограничения-и на проектирование. Синтез, анализ и оценка представляют со-ой операционные компоненты, изменяющие семантику информацион-ого описания ОП. Выделена базовая процедура, влиящая ливь на вменение синтаксиса описания проекта - процедура трансформации Кроме того, в систему базовых операционных компонентов ключены процедуры прогнозирования, обучения и принятия реие-ий и управления процессом проектирования.

Предложена модификация системы логических правил преобра-ованйй типовых проектных описаний в виде отображений ТПП, от-ичичащаяся от известных тем. что позволяет расширить об-есистемную модель типовых стратегий и маршрутов проектирова-ия из области метрико-топологического конструирования «а дру-ие предметные области, в частности, функционального, функцио-ально-логического и схемотехнического этапов проектирования зделий РЭА. Введен нйвый вид проектного описания - оценки ка-ества промежуточного проектного решения, формируемые в ре-ультате процедур,анализа атрибутивного описания и машинной ценки функциональных характеристик текущего цифрового инфор-ационного описания объекта проектирования.

Рассмотрены графовые модели, соответствующие интерактив-ой. автоматической, автоинтерактивной и интеллектуальной тратегиям проектирования. Предложена методика сравнения архи-ектур САПР, основанная на сопоставлении цикломатических и астотных матриц отношений, соответствующих графовым моделям иповых маршрутов проектирования различных стратегий. Показаны отенциапьные возможности различных направлений адаптации в аждой из стратегий. Разработан способ формирования типовых

маршрутов проектирования, обеспечивающий формальный переход от общесистемной модели процесса на уровне стратегий к рабочим моделям.

Рассмотрена проблема реконфигурирования САПР в конкретных условиях эксплуатации как задача оптимального выбора, организации и распределения ресурсов между проектными задачами в целях минимизации времени и стоимости проектирования при обеспечении качественных характеристик проектируемых объектов. Исследованы различные уровни глубины реконфигурирования САПР, соответствующие параметрическим и структурным изменениями архитектуры.

Сформулированы основные концепции разработки гибких, архитектур САПР: статическая априорная адаптация средств АП к особенностям программного обеспечения объекта проектирования; ситуационное адаптивное управление процессом проектирования на основе оперативного анализа оценки качества проектируемого объекта в автоинтерактивных и экспертных САПР; периодическое реконфигурирование САПР с учетом морального старения ее компонентов . основанное на использовании стандартно-сопрягаемых унифицированных компонентов САПР; оперативная "настройка" программных и аппаратных средств САПР на характер окрувающеР Среды путем интеграции традиционных подсистема САПР сс средствами сбора и накопления статистической информации » системы имитационного моделирования процессов проектирования: На основе проведенного анализа предложены варианты реконфигурации архитектуры САПР.

Вторая глава посвящена разработке инструментальны; средств анализа процесса автоматизированного проектирования ] формирования архитектур САПР.

Для дальнейшей . детализации рассмотренных в первой глав графовых моделей ПП используются семиотический подход, сетево имитационное моделирование и система технико-экономических ха рактеристйк сравнения архитектур САПР.

Разработана обобщенная ресурсно-процедурная модель САПР являющаяся основой конструктивной модели. Проведена классифу нация ресурсов САПР и определен особый класс ресурсов - инже норние знания, различные Форш представления которых обесяеч1 вают различные адаптационные качества САПР.

Разработана семантическая модель, отражающая знания о предметной области .и проблемной ситуации, в данном случае, об архитектуре САПР и ПЛ. Для представления семантической модели системной организации САПР использовано фреймовое описание. Фрейм "САПР" определен как система имен слотов и субфреймов:

( САПР (< объект проектирования> (процесс проектирования) <ресурсы > < множество отношений »)

( Объект проектирования ( < класс объектов проектирования>

< компоненты объекта> (множество свойств > (множество отнопе-ний> /

( Ресурсы САПР ( < семейства -ресурсов) < свойства ресурсов> <типы связей> < множество отношений >))

( Процесс проектирования (< Этапы процесса проектирования > ( стратегия проектирования > < способы реализации стратегий >

< типовые маршруты проектирования > < базовые операционные компоненты процес.са> < множество отношений)))

( Множество отношений ( < теоретико-множественные > < атрибутивные > < инструментальные > < причинно-следственные ) >

< пространственные ) > < временные > < динамические > < кван-тификации > < информационно-логические > < арифметико-логические < сопряжения (совместимости) > ссходства-подобия >»).

Представление проблемной области АП в виде системы фреймов обосновано такими свойствами фреймовых языков как структурированность за счет неограниченного вложения фреймов более низкого уровня иерархии во фреймы более высокого уровня, связанность за счет ссылок значений слотов на другие слоты, интерпретируемость и активность представленных в них знаний. Каждый из перечисленных фреймов включает множество субфреймов, характерных для конкретной предметной области. В диссертационной работе рассмотрена детализация фреймов "Этап ПП" и "Класс объектов" на примере ПП изделий РЭА.

. Обоснован лингвистический подход к комплексированим средств АП в единую организационно-техническую систему, базирующийся на выразительных категориях профессионального языка системотехника-разработчика САПР. Разработан язык системотехника, обеспечивающий управление, процессом моделирования, описание модели архитектуры САПР, редактирование;первоначального описания модели,: взаимодействие с БД, подсистемой справок, и

каталогом библиотеки ТПП . обучение пользователей. Приводится подробное описание языка' на примере проектирования печатных плат и БИС.

Для построения конструктивной модели ПП использован графовый язык РКО-сетей, являющийся модификацией сетей Петри и предназначенный для моделирования. процессов и процессоров. РНО-сети позволяет отразить в модели такие свойства ПП как иерархичность. итерационное«!, целенаправленность, стохастич-ность, длительность, интегрированность по вирине и глубине. Краткое описание РйО-сетей и их основных характеристик приведено в приложении к диссертации.

Выбор сетевого представления для построения ресурсно-процедурной модели САПР обоснован такими достоинствами языка как выразительность изобразительных средств для описания разнородных процессов и систем, возможность формального перехода от системной модели к конструктивным, наличие развитых программных и инструментальных^ средств для разработки компьютерных программ имитации , возмиюоеть построения модели на требуемом уровне детализации. В работа приведены описания моделей на языке ГСО-сетей. соответегеуоцие различным стратегиям проектирования. а также сетевые имитационные модели, реализующие различные маршруты проектирования- в автоинтерактивной САПР.

" В третьей главе представлены процедуры формирования гибких архитектур САПР на. основе диалоговой автоматизированной системы научных исследований процессов проектирования (АСНИ ПП) и описаны ее подсистема

Рассмотрены основные- принципы создания систем* моделирования как инструментария« проектировщика САПР, используемого на различных этапах развития САПР. Приведено подробное описание состава системы: диалогового лроцессора(ДП). базы данных моделей компонентов (БДМКЬ библиотеки моделей ТПП. планировщика имитационного эксперимента , подсистемы представления оценок качества ПП и архитектуры САПР.

В диссертации приведена структурная схема ДО. работа которого базируется на языке системотехника-разработчика САПР, и основные информационные потоки между ДП и информационной базой системы. В процессе диалога пользователь должен ввести инфор-

нацию о среде функционирования моделируемой САПР, об объекте проектирования, процессе АП и ресурсах системы.

Информационную поддержку процессу имитационного эксперимента обеспечивает БДМК САПР, содержащая характеристики технического оборудования САПР, квалификационные характеристики пользователей, диапазоны варьирования параметров ОП, определяющие размерность задач. Информационная база системы моделирования состоит из библиотеки форм экрана, БД сеанса моделирования, БДМК, архива моделей, а также базы знаний АП, включающую множество отношений между вершинами фреймов. Множество отношений служит основой для формирования сценария диалога при описании проблемной области АП и для семантического анализа введенной исходной информации об архитектуре САПР и ПП.

Подсистема имитации осуществляет моделирование ПП в соответствии с описанием исходных данных, оттранслированных и хранящихся в БД сеанса моделирования. Е моделирующей системе для управления процессом имитации использован алгоритм, реализующий концепции языка моделирования СРББ.

В общем случае время выполнения процедуры определяется средним значением- времени выполнения одной вычислительной операции на заданном наборе ресурсов и количеством операций, зависящим от размерности проектной задачи, особенностей алгоритмов процедурной обработки информации об ОП, а также от критериев оценки качества частного проектного решения, которые учитываются при выполнении моделируемой проектной процедуры.

Приведена архитектура диалоговой АСНИ ПП и описана техно-югия проведения исследований на ее основе, представляющая со-гай итерационную процедуру описания проектной .среды, объекта [роектирования, Г,П и ресурсов САПР, имитационного энсперимен-■а, оценки результатов моделирования, решения многокритериапь-юй задачи оптимизации, принятия решения по модификации описа-ия модели.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных сслэдовашй архитектур САПР на базе АСНИ ПП.

Представлены результы .моделирования ПП в виде временных иаграмм. дающих целый спектр характеристик, отражающих осо-энности архитектуры САПР и используемые как показатели ка-зства ПП

Проведено исследование интегрированной по глубине САПР РЭА, включающей этапы функционального, функционально-логического. схемотехнического, конструкторского и технологического проектирования. В работе приведены графовые модели, описывающие типовые стратегии и маршруты проектирования, характерные для каждого этапа.

Рассмотрены особенности ТПП в экспертной САПР, описань типовые маршруты проектирования и модели ТПП, выполняемых интеллектуальной надстройкой. На основе данной методики сформирована архитектура ЭСАПР печатных плат и БИС' КАИССА.

Сформулированы принципы организации гибких технологических процессов проектирования на базе САПР с перестраиваемо! архитектурой. Разработана архитектура системы, совыещающа традиционные проектирующие подсистемы со средствами сбора : накопления статистических технико-экономических параметров О и ПП. При реализации данной конфигурации информация об объект и ПП из проектирующей подсистемы поступает на вход подсистем моделирования. Модель реального ПП строится на основе даннь протокола процесса проектирования, информации из БДМК и библк отеки моделей ТПП. .По результатам моделирования администратс системы может сделать вывод о необходимости изменений в apxt тектуре САПР и принять соответствующее научно-обоснованное рс шение. Б качестве администратора системы может выступать рук< водитель проектного подразделения или предприятия или разр; ботчик САПР, внедряющий систему в конкретные условия эксплу. тации. Реализация такой системы возможна на основе многопр цессорного вычислительного комплекса с. использованием пара лельных вычислений.

Разработанная методика исследования ПП применима не то/ ко в области проектирования РЭА, но в других предметных обла тях. По предложенной методике исследован ряд пакетов для пр ектирования изделий машиностроения: AutoCAD, ИРИС, ДИГСП I сформирована архитектура САПР экскаваторного производст! разработана технология проектирования и внедрена методика оl чения пользователей системы.

В работе показано, что применение диалоговой АСНИ П качестве учебно-исследовательской системы позволяет добитьс обучаемых глубокого понимания взаимного влияния всех компон

тов САПР в процессе проектирования, дает возможность в течение небольшого интервала времени проанализировать технико-экономические параметры множества вариантов архитектур САПР, позволяет обоснованно принимать решения по выбору компонентов САПР и стратегии проектирования для разработки изделий определенного класса и определенной степени сложности. Возможность получения в короткий срок значительного количества системотехнических решений, сохраняющих высокую вариабельную способность и высокую наглядность, позволяет интенсифицировать учебный процесс за счет перенесения акцента на смысловые аспекты проектирования САПР.

III. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В ходе теоретических, экспериментальных и учебно-методических исследований сформулированы следующие основные положения диссертационной работы:

1. Разработан и апробирован способ формирования гибких архитектур САПР, отличающийся от известных созданной формальной системой операционных компонентов и использованием аппарата имитационного моделирования, дающий инженеру-системотехнику множество вариантов поведения САПР при различной системной организации.

2. Предложена методика системного анализа процессов проектирования, обеспечившая формализацию ПП, стратегий и типовых технологических маршрутов проектирования. Разработана обобщенная модель ПП, отражающая его основные свойства, и позволяющая в дискретно-событийной интерпретации воспроизводить функционирование САПР

3. Проведена структурно-функциональнан декомпозиция ресурсных и процедурных компонентов САПР и объектов проектирования. обеспечивающая учет в модели архитектуры основных системных свойств, отличающаяся от известных использованием языка PRO-сетей, позволяющего адекватно описывать имитационные программы ПП на выбранном уровне детализации.

4. Создан язык системотехника-разработчика САПР, включающий средства описания архитектуры САПР, управления ходом моде-тирования, ведения БД и средства обучения пользователя, Пред-таженный язык обладает достаточной выразительностью и гиб-

- u -

костью, что обеспечивает его. адаптацию к различным категориям пользователей, в качестве которых могут выступать разработчик САПР, администратор проектного подразделения, экономист предприятия или студент-системотехник.

5. Разработан лингвистическШ подход к комплексированию средств АП, отличающийся применением профессионально-ориентированного языка системотехника и семантической модели предметной области архитектуры САПР и ПЛ. И: предоставляющий разработчику САПР возможность формировать модели ГШ в диалоговом режиме.

6. Разработаны и реализованы инструментальные средства формирования гибких архитектур САПР, включающие лингвистические и информационные средства, имитационные модели и подсистему представления результатов моделирования, позволяющие проводить имитационные эксперименты на различных этапах жизненного цикла САПР, Сформированные на основе экспериментов варианты архитектур направлены на повышение адаптивных свойств САПР в условиях динамичных перестраиваемых технологий проектирования.

7. Предложена л внедрена в учебный процесс оригинальная методика обучения системотехников-разработчиков САПР с помощью диалоговой АСНИ ПП, отличительными чертами которой являются интенсивность, комплексность, возможность индивидуального подхода к обучению, что закладывает основы организации нового типа автоматизированных обучающих систем.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Новакова Н.Е., Стрельнинов Ю. Н.. Цацаев A.A. Оцрыка качества результатов трассировки РЭА и БИС //Автоматизации, квдс-

. трукторского проектирования РЭА и ЭВА / Тез. докл. зон, коиф-, -Пенза, 13-14 октября 1986.- Пенза: ГЩНТП, 19В6.- С. 72-73.'

2. Новакова Н. Е.. Стрельнинов. Ю. Н,, Чебьиин. В. А. Прогнозирование эффективности конструкторских САПР РЭА. с использованием имитационного моделирования, // Автоматизация конструкторского проектирования РЭА и ЭВА / Тез.дрвд. зон* конф,., - Пенза, 15-16 октября 1987.- Пенза: ПДНТП. 1987,- С.'26-28-

3. Новакова Н.Е.. Стрельников Ю. Н., Чебыкин:В: А. Использование учебно-исследовательской системы моделирования процессов

проектирования для обучения разработчиков САПР// Научно-мето-Дйческие основы применения электронно-вычислительной техники, автоматизированных систем управления и проектирования и автоматизированных обучающих систем в учебном процессе/Тез.докл. и сообщений Всес.научно-методич. конф., Рига. 20-22 окт. 1987.-РИга, 1987.- С. 43.

4. Новакова Н.Е. Средства оценки эффективности и настройки Ярограмно-технического комплекса САПР на условия эксплуатации //Разработка и внедрение робототехнических комплексов и ГПС / Тез.докл. респ. научно-практ. конф., Йошкор-Ола, 9-10 декабря 1987.-Йошкар-Ола: Марийск. политехи, ин-т, 1987.- С. 71-73.

5. Новакова Н. Б., Стрельников D.H. Интерпретация процесса автоматизированного проектирования печатных плат в терминах типовых проектных процедур/Автоматизация моделирования и проектирования сетевых систем передачи и обработки информации: Меавуз.сб.научн.тр./Марийский политехи.ин-т.- Йошкар-Ола,

1987.-С. 44-48. ■

.6. Новакова Н.Е. Автоматизированная обучающая система для подготовки ■ специалистов-системотехников по САПР//Передовой опыт в рамках комплексной программы целевой интенсивной подготовки специалистов/Тез:док.респ. НМК, - Москва. 13-16 октября

1988. - М.: Москвский завод-БТУЗ при ЗИЛе. 1988. - С. 194.

7. Новакова Н.Е., Стрельников D.Н. Формирование архитектуры САПР на базе моделей типовых компонентов автоматизированного проектирования//Методы синтеза типовых модульных систем обработки данных/Тез. докл. Всесоюз. научн. техн. конф. - Кишинев, 18-21 окт. 1988. - М.: 1988 -С.53.

8. Михалков В.А.. Новакова Н. Б. Информационно-лингвистические средства формирования архитектуры интегрированной САПР // Интеграция систем целевой подготовки кадров, автоматизации проектирования и гибкого производства РЭС/Тез.докл.Всес. конф.Ереван.- 10-12 ноября 1988.- Москва, 1988.- С.104-105.

9. Новакова Н.Е. Библиотека моделей типовых проектных процедур для оценки эффективности САПР РЗА//Математическое и. информационное обеспечение САПР РЭА и электромеханических устройств: Меявуз.сб.научн.тр. /Калининский государственный ун-ет. -Калинин. 1988. - С. 47-50.

40. Anlsimov V.l.. Strelnikov Yu.N.. Novakova N.E.

Conceptions of nodule rearangeable CAO system architecture// Proc. oí the IFAC/IMACS Workshop on Computer Aided Control System Design, 20-24 June 1989, Alma-ata, USSR,-p. 33-34.

И. Новакова H.E., Стрельников D.H. Научно-методические основы подготовки разработчиков САПР на базе диалоговой моделирующей системы // Комплексная компьютеризация учебного процесса в высшей школе. Тез. докл. Всессяоз. научн. -мет. конф. -Ленинград. 1989; 16-18 мая 1989 г.,-Л..1989.-С.81.

12. Михалков В.А., Новакова.Н.Е. Лингвистический подход к коыллексированию средств автоматизированного проектирования РЭА // Автоматизированное проектирование в радиоэлектронике и приборостроении: Межвуз. сб. научн. тр./Ленингр. электротехн. ин-т им. В.И. Ульянова (Ленина). - Л.. 1989. -с. 69-74.

13. Стрельников D.H.. Новакова Н.Е.. Свиньин A.C. Унификация компонентов интегрированных конструкторских САПР/Автоматизированное проектирование в радиоэлектронике и приборостроении: Межвуз. сб. научн. тр. /Ленингр. электротехн. ин-т им. В. И. Ульянова (Ленина).-Л.. 1990.-с. 11-15.

14. Новакова Н.Е. Модели типовых проектных процедур САПР РЭА и ЭВА // Изв. ЛЭТИ: сб. науч. тр./Ленингр. электротехн. ин-т им. В.И.Ульянова (Ленина). - Л.. 1990. - Вып. 425 Элементы проектирования измерительных систем, С.7-11.

15. Новакова Н.Е. Оценки качества процессов проектирования и эффективности функционирования САПР //. Автоматизированное проектирование в радиоэлектронике и приборостроении: Межвуз. сб. научн. тр. /Ленингр.электротехн. ин-т им.В.И.Ульянова (Ленина).-Л.. 1991.-с. 61-66.

16. Новакова Н.Е. Отработка схем взаимодействия проектирующих и экспертных подсистем САПР на имитационных моделях // Математическое и программное обеспечение интегрированных САПР электронных и электрических устройств. - Тверской политехнический институт: сб. науч. тр./Тверь, 1992, с. 40-44.'

17. Новакова Н.Е. Организация гибких технологических процессов проектирования на базе САПР с перестраиваемой архитектурой/Автоматизированное проектирование в радиоэлектронике и приборостроении: Межвуз. сб. научн. тр./Санкт-Петерб. гос. электротехн. ун-т им. В. И. Ульянова (Ленина). - СПб., 1993.-с. 58-65