автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Исследование и разработка методов и средств проектирования сложных вычислительных комплексов на уровне малоформализованных структурных элементов

Санкт - Петербургский технический униь^гсягст

На пргчвах рукописи

СГОО Юрий Геньевнч

ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ II СРЕДСТВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОЖГтЬГл ШЧЖШТЕЛЪШХ КОМПШКОВ НА УРОВНЕ УАЛОЮГШЛИЗОВАННЖ СТРУКТУРНЫХ ЗЛШНТОБ

Специальность 05.13.12 - системы автоматизации . проектирования

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Сают - Петербург 1992

Рабо?а выполнена на кафедре систем автоматизированного проектирования Сзнкт Петербургского технического университета ' ■

Научный руководите;®: лауреат Ленинской премии, доктор

технических наук, профессор Ягач А.И

О^нциахьные 'окпоненгн: докгор технических наук, профессор Сирсткин Я А. кандидат-технических наук, начальник отделения Красиков И. В.

Еедуызч организация: ЯШУ г.Санкт - Петербург

5тагга состоится иму-яя 1932 года в 16 часов

' ТГ"

визированного со

к& г-вз^Дйшш специализированного совета К 063. 38. £8 в Саюст-Гетероургском технЕЧ*сиом университета по адресу; 165201, Оанкт - Петербург, Политехническая ул., 29, 1 уч. корпус, зуд. 429.

Автореферат разослан "- 1992 года.

С диссертацией ксаш ознакомиться в фундаментальной био-' диотеке университета.

Ученый секретарь специалкеироваякого совета, ьзкд^даг гехнпче-екме наук

Н. М. Чесн-.'ко

.. ^ к- !

- 1 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИК РАБОТЫ

К ы г

^^^Тятуальность проблем. Современные сложные сгециализярс-ванные вычислительные конплоксы (ССВК), многомашилнне и многопроцессорные системы имойт в своем составе сотни и тысячи компонентов, которые в сбою очередь могут представлять из себя целые

нообразием выполняемых функций, высокой степенью интеграции, большой трудоежостью разработки, необходимость»! обеспечения высокой надежности и долговечности. "Чтобы разработка олодюго специализированного вычислительного котгокса была Солен экономически выгодна, необходимо сокращать сроки его проектирования, производства и введения в эксплуатацию. Наиболее г-ахным является этап проектироеьиш, так как ошйото ревчям.' оалсс.енны*; на этапе проостировэнк? могут суцритьенно зз;.вдл!ьгь сроки производства н огобешю введения в эксплуатацию. 'Это делает особенно важней к актуальной проблему автоматизации проектирования.

Сукрствукщпе. системы проектирования предназначены для решения задач, которые относятся к проектированию физической реализации устройств, например проектирование кристаллов СКН, печатных плат,. отдельных блоков, и разработки отдельного класса схем и' систем с учетом требования точного стирания казкдогс конкретного элемента и соединения. Основными подои: атглми существуя«:.«: ротодоз и скстеы проектирования, направленных на эффективное решение конкретных гадач, является тот ф?кт, что они не затрагивают класс проблем концептуального.структурного и функционального проецирования, (. ГН0СЯ1ЦИУ.СЯ К ВЫСОКОУРО^НОВОК/ проектированию.

Автоматизация рсмения задач, Еозникаюпда ча начальных этапах проенгировакия, позволит сократить сроки л стойкость разработки, а такда повысить надежность проектируемых ССЕК.. Су-щзс-гвуетдю САПР ну з состоянии полностью рознить задачи отояцао перед разработчикам; сдотаюго вычислительного комплекса на тачальных этапах проектирования.

Целью работа является исследование к разработка методов и средств проектирования слсулых выи гоотг ель них комплексов па уровне матоформализовр.Няьк структурных элементов, ислсльзуемих"

вичислителъныз' систем. Подобные комплексы характеризуются рсч-

,в начальных стадиях проектирования, для сокращения стоимости и сроков разработки. ■

В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе решаются следующие задачи:

Исследование процесса высокоуровневого проектирования сложных вычислительных комплексов. Определение степени формализации описаний структурных элементов на начальных стадиях проектирования. Определение значимости методов автоматизации проектирования на начальном уровне.

Разработка сквозной модели проектируемого устройства, поэтапно уточняемую и детализируемую на всех этапах функционального проектирования. Данная задача решается в трех направлениях:

- наглфдаое графическое представление проектируемого устройства, с целью облегчения работы проектировщика и упрощения . процесса согласования проекта между различными разработчиками;

- решение задачи описания алгоритмов функционирования структурных элементов на языке, максимально близком к естественному, с целью.формализации представления о функционировании структурного элемента и возможности дополнения и уточнения описания, по мере разработки структуры элемента;

- решение задачи временного моделирования, понимаемой как проверка во времени функциональной совместимости структурных элементов, с целью проверки правильности Функционирования проектируемого вычислительного комплекса на начальных этапах проектирования. •

Разработка методики высокоуровневого проектирования вычислительных кошлекеов, базируемой на использовании экспертных систем, как для описания функций структурных элементов, так и олисьлающих йесь комплекс соглашений по процессу проектирования.

Разработка структуры базы знаний для процесса высокоуровневого щх)ектирований вычислительных комплексов.

Разработка пакета, программной реализации графического представления к описания функций структурных элементов, а такие ..сделарошнмя работоспособности проектируемого вычислительного комплекса на ра.мгих этапах разработки, для подтвервдения реализуемости предлолйнных методов.

Мг-тсщн исследования. Для решения поставленных задач (¡сп.о./:г.зова!И'сь методы, основанные на теории искусственного ин-теория алтомат^зиреланчого проектирования, теории

- 3 - •

множеств, теории нечетких множеств, логического программирования.

Научная новизна работы. Исследовано г.роекгирование сложных вычислительных комплексов, так называемое функциональное, высокоуровневое проектирование. Выяснена роль наглядности в представлении проектируемых устройств, роль последовательно уточняемых описаний функций структурных элементов, роли моделирования на начальных этапах создания сложных устройств.

РазраОотана и предложена методика высокоуровневого проектирования, базируемая на разработанной сквозной модели проектируемого устройства. Данная модель позволяет на основе ограниченной начальной информации о составных часгях устройства, проверять корректность его проектирования и работоспособность, направления, обеспечивающее, повьшюьие производительности щм проектировании- новых радиоэлектронных устройств.

Разработана и предложена методика использования экспертных систем для проектирования слоил-х вычислительных комплексов. Предложена организация баси окатаИ о проектировании п функционировании электронного устройства и его структураых компонентов » виде конечного мнолэстеэ рабочих жде-лей, набора правил продукция ¡: эвристических алгоритмов.

Разработаны и пред.тсхеак средства графического отоПр?.;;-.э-Я!Ш процесса проектирования, ооновангь'е на разработанной г;к>:о&-ной модели проектируемого устройства, которые позволяй? сфорг;;;-ровать графическую модель проектируемого устройства.

Разработана и предложена макетная реааигаздя егетому проектирования, мтегрирукцая предложенные к&годы ч средства проектирования, отличающаяся каличюм Созы ида.екернЪ'Х п позволяющая расширить область принэьеяия традиционных <Ш!Р.

Практическая ценность. Использование результатов диссертационной работи поьводит рлтоматйзлрозать начальнне этепи проектирования сложных ьычислктельиьх ксмпсекооз, сократить ерп'с,; проектирования. ' 1 ■ • ' ■

Уменьшить стсжзсть работ в связи с возиодиостью проюркн .Функционирования ьичпзлительксго комплекса на всех этапах , проекткропягоп структурной и функцчона.1о-но]!'схем.

1Топп1тк на т;ж. одшдолцую бегхуг.кхдаук. тахногогоо ыхп.-ктп-ровэнкз за счет кокс темная авс-.чотсльного.'об^ми докуигитвпш кссСкодкмой дла еоглапогат.из рюдичврк гтаюв « и'-,.:.?

Позволяет повысить качество конструкторских разработок за счет исключения ошибочных и неогтгимальних проектных репений еда ка начальных этапах проектирования.

Предложенная организация инженерных знаний может бьггь использована б САПР различного назначения для описания предметных областей, характеризующихся сходными с конструированием электронной аппаратуры задачами.

Реализация и внедрение полученных результатов. Результаты работы использованы в НПО "йшульй" при проектировании компонентов сложных вычислительных комплексов специального назначения.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Всесоюзной школе-семинаре "Диагностирование, надежность, иеразрушагаций контроль электронных устройств к систем" (Владивосток, 3990 г.) и на научных семинарах кафедры "Системы автоматизированного проектирования" ЛГ'ГУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 печатьые работы. •

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит мз введения, четырех глав, заключения, списка литературы (94 наименования) и приложен,ия. Объем диссертации составляет 107 страниц машинописного текста, включаюсцос 12 рисунков и 2 таблицы. ' _

(ХДОЯШЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, дана ее кратка характеристика, показаны основные пути решения сформулированных проблем, формулируется .основные положения, вьиосиад© т защиту.

В первой главе приводится данные о результатах исоледова кия процесса проектирования сложных вычислительных комплексов. Даётся постановка задачи. определяется требования, предъявляемые к этапам проектирования структурных и функциональных схем. Здесь же рассматриваются особенности построения САПР с использованием средств и методов искусственного интеллекта.

Приводятся примеры существующих систем лроектароезкчн меотренной аппаратуры и ВИС, использугоие различи« мчтодм по .;уч*нья конечного рэиекия. '/кагыьагтея на преимугрсгвенеое

использование данных систем в конечньгх этапах проектирования и на недостаточно развитые возможности поиска решения на начальных этапах проектирования, таких как выбор концептуального представления о схеме, создание стуктурной и функциональной схем.

Показывается, что разработка методов и программных средств интеллектуального взаимодействия придает САПР новые системные свойства и создает благоприятную среду для более обоснованного принятия решений конструктором и гибкого ситуаци- . онного управления процессом проектирования сложных специализированных вычислительных комплексов (ССВК) на начальных этапах.

Обосновывается возможность использования смешанной модели, представления знаний для описания всего проектируемого комплекса и его частей в виде сети фреймов и описания знаний о процессе проектирования (метазнания) и знаний о функционировании каждого компонента сети в виде наборов продукционных правил. Машка логического вывода для САПР высокого уровня проектирования ССВК долгаа решать задачу, управления проверкой функционирования компонентов такой сети фреймов, контролировать течение процесса проектирования (построения сети фреймов) на основе метазнаний и поддерживать с разработчиком диалог в удобной форме:

Во второй■главе рассматриваются принципы построения базы знаний системы поддержки проектных решений и.проверки функцио- ' нальной совместимости для начальных этапов проектирования. ССВК в САПР высокого уровня.'

Рассматриваются общие проблемы, создания базы знаний, при этом,, задача поиска проектного решения, в процессе проектирова-. ния ССВК или его компонентов, формулируется как задача поиска е пространстве состояний.'

В работе делается вывод о необходимости разделения знаний о процессе проектирования ССВК на'уровни абстракции и выделения в БЗ для начальных этапов проектирования, знаний, относящееся к определенному этапу проектирования. Знания о разделении процесса проектирования на уровни абстракции, как и знания о очередности применения конкретных знаний для различных этапов .'проектирования выделяются в БЗ в виде отдельного управляющего уровня - нетауровня.

В предлагаемой структуре БЗ, в качестве задач проектирования для различных иерархических уровней, выделяются следующие ■

шаги: - формирование требований к проектированию структуры ССЕК; - выбор типа проектируемой.структуры; - выбор способа реализации структуры; - выбор элементной базы; - моделирование работы структуры и проверка выполнения требований; - оценка принятых решений реализации структуры; - формулирование требований к элементам более низкого уровня.

Рассматриваются знания, относящиеся к процессу проектирования на каждом этапе.

Знания относящиеся к этапу определения общей концепции ■построения ССВК определяют целевые функции построении комплекса, основные принципы построения проектируемого- комплекса, определяют способы обеспечения выполняемых комплексом задач.

Этап построения структурной схемы. Знания относящиеся к этому этаву предназначены для разработки структурной схемы проектируемого вычислительного комплекса, определения состава ксшлекса, разбиения ССЕК на блоки, реализуемые аппаратным и программным способом, определения требований к отдельным блокам и способов их взаимодействия.

, На этапе построения функциональной схемы знания используются для синтеза функциональных схем блоков, выделенных на уровне структурной схемы, выбора элементной.базы, проверки работоспособности выделенных блоков, оценки параметров блоков.

Разбивая все пространство поиска проектного решения на фиксированную последовательность подзадач, соответствующих этапам проектирования любого вычислительного комплекса, в разрабатываемой структуре БЗ вмсогиуровневого проектирования, каллой подзадаче соответствует свой набор праьил, т.е. кадал иод гадача р^ша9ГОЯ в своем подпространстве, а зианич опртдидвмф*» последовательность и ярааила перехода 01* подзадачи к подзалчче (от атака к этапу проектирования) составляет унраьлшций уровень КЗ.

Показывается, что в отличии, от процесс* проектнроь^нил ь це.!Лк!. на ¡аглддм из этапов проектирования ССЕК, процесс принятия проектного решения невозможно свести к фюоирож'гному набору под'.^дач. " - " , > _ •

К работе предлагается опиоымнп. пытолняц-г/ю ».«мошлпшм •¡«м;.г«коа »-: их элементами футодм-ь ш<де-набора iip.iE.tu пс-.'-обра

ЗДОШЙ? ВХОДНЫХ СЯГНа.ТОЬ О'ЬлОДНЬР.

Гах&тнгпияя отругэдп: п^итпруешго ст-ппит^жит'У-

■ - 7 -

го вычислительного комплекса в процесс проектирования ССЕК, представляется как последовательное разбиение кавдого структурного элемента (модуля) на несколько Функциональных углов более низкого иерархического уровня. Каждый функциональный узел более низкого уровня (струтурный элемент) обладает еьоим набором правил для преобразования сигналов. Этот набор представляет из себя уточненную часть набора (правил преобразования сигналов), структурного элемента более ■ высокого уровня.

Показывается, что представление функций, выполняемых каждым компонентом вычислительного комплекса таи его функциональными элементами,' в разрабатываемой БЗ, в виде постоянно корректируемого набора правил, дает возможность динамической проверки функционирования разрабатываемого специализированного вычислительного комплекса на каждом шаге проектирования. На основе постоянно уточняемых функций,' данный уровень, в структуре предлагаемой в работе БЗ, обеспечивает управление процессом проверки функционирования ССШ

Кз рассмотрения особенностей процесса проектировании специализированных вычислительных комплексов' формулируются требования к составу разрабатываемой базы знаний для начальных этапов проектирования ССВ1С. ЕЗ должна содержать:

- знания о средствах и методах достижения конечного проектного результата;

- знания о правилах построения модели проектируемого комплекса;

- знания о правилах проверки корректности структуры модели;

- знания о правилах провеем функционирования компонентов вычислительного комплекса;

- знания о функциях, заполняемых различныш элементам модели проектируемого комплекса.

Обосновывается целесообразность структурирования разрабатываемой БЗ, разделением содержащихся в ней знаний на блоки: для получения минимального времени поиска необходимого правила. Поиск необходимого.правила осуществляется только среди знаний, содержащихся в активном, на данном этапе'проектирования ССБК, блоке правил. В отдельные блоки выделяются правила, необходимые для определения концепции построения специализированного вычислительного комплекса, для проектирования структур,ной, функ-

ционалыюй схемы.

Показывается, что деление знаний по назначению дает возможность разделить БЗ на уровни, распределяя по ним содержащиеся в базе знания. В БЗ, предлагаемой в данной работе, выделяются три уровня:

- управляющий уровень (метауровень);

'- уровень построения модели и проверки функциональной совместимости компонентов ССВК;

- уровень знаний о конкретных объектах модели и выполняемых ими функциях.

В верхний уровень' ЕВ выделяются знания, отвечающие за последовательность процесса проектирования и методы достижения конечного проектного решения.

Уровень построения модели и проверки функциональной совместимости содержит знания: о правилах построения модели проектируемого комплекса, его компонентов и составляющих их функциональных частей на текущем этапе проектирования; о правилах проверки корректности структуры разработанной модели; о правилах управления функционированием модели вычислительного комплекса или его компонентов.

Ниаяий уровень БЗ содержит знания о структуре и правилах функционирования конкретных элементов, входящих в состав разработанной, к данному шагу проектирования, модели ССЕК или его

компонента. •

В разработанной структуре ЕЗ уровни отличаются приорите- • том использования знаний. Знания входящие в нижний уровень имеют минимальный приоритет. -Самый высокий приоритет имепт знания отнесенные к. метау ровню.. Введение приоритета для знаний обеспечивает исключение конфликтных ситуаций в предлагаемой ЕЗ.

Знания относящиеся к метауроьнк» и уровню построения модели пподставлены в разрабатываемой БЗ в' виде набора продукционных правил, имеклцих вил: '

' ¿условие' применения правила

ЕСЛИ < условие нрн£.ила>' ТО 'действие!'правила' ИНАЧЕ «действие^ п'равила>.

Условие прчменйния праЕйла'ьключает в себя приоритет'правила. Прьдетаъ.'шг.те знаний относящиеся к у\овшо гаЯш1»»тн:« о<5ъ-г-ктоз код«.";»! сс-йоьано на сюлпниой мч«<*ли пгййсТйГЛ-.-ккд г.1г«ь!й.

Описание объектов всего проектируемого специализированного вычислительного комплекса и его компонентов выполнено в виде сети, подобной сети фреймов, а знания о функционировании каждого объекта сети выполнены в виде наборов продукционных правил.

Разработанная структура иерархической БЭ для САПР высокого уровня, включающая в себя уровень метаправил, уровни проектирования и проверки функционирования модели ССВХ на разных этапах проектирования дает возможность сократить время, необходимое для поиска нужного правила, и упростить сам процесс поиска.

В третьей главе анализируется предметная область проектирования ССВК с выделением основных классов объектов, на основе которых рассматривается вопроси построения сквозной модели проектируемого специализированного вычислительного коыплетеа на начальных этапах проектирования.

Для представления знаний о проектировании ССВК выбраны три класса объектов: объекты-элементы, объекты-действия н объекты-связи.

Первый класс объектов задает структуру подчиненности элементов вычислительного комплекса и организацию их связей мекду собой. Второй класс объектов используется для описания основных воздействий на элементы комплекса при выполнении ими своих функций. Объекты третьего класса связывают элементы и действия над элементами. Объекты этого типа описываюг факт ?ры, алиягазге на возможность выполнения того или иного действия над конкретным элементом. . '

Любой объект из описанных югссов идентифицируется им?неи и набором структур (слотов), Для каждого класса объектов устанавливается свой набор слотов.

Описание слотов состоит га имени слота, значения елглм и его спецификации. Имя слота идентифицирует слот в онисакии.объекта. Множество значений слотов определяет экземпляр обтекта. Спецификации слотов определяет правила, на основе котогк\ ф-р-мирултся значения слогов в процессе обработки обюктег-.

В [лаботе предлолжа структура модуля объекта аг^яккгч ниа как. сети й&мшссмчлшпк базовых элт нтсв одного пт.К(ч, шюмшхчых огоо фулкцил. На основ-? элемента ка?,::го уг^ 'м, ь сы»ю оч-'Г,1"'Дь> синте;- пруотоя система С-м.-.г<1.;;л э.»ксгас-в . " пинкою уровня, кплдсму т которьпе ос-отр-лстгу.-т и г.. г л- ."".-

техническая функция. Базовые элементы взаимодействуют друг с другом посредством воздействий или переменных (действий), передаваемых через связи и управляемых единой экспертной системой.

Подобней подход позволяет представить проектируемую вы. числительную систему в виде информационной сети., узлами которой являются модули (объекты-элементы), управляемые входными переменными (объектами-действиями). Модули объединены в сеть каналами (объектами-связями). Кадцый модуль содержит логически неделимую и поименованную последовательность-операторов (присоединенную процедуру). Последовательность операторов модуля либо целиком не выполняется в ходе моделирования работы сети, либо целиком выполняется (активизация модуля).

Более формально подобный модуль представлен в виде следующая конструкции:

модуль = пЧТЧИ,01,Р1><К2,С2,Р2>. .^Й1,Сп,Рп>> где п - имя модуля;

Т - услоьие- активизации;

Як - имя слота;

Ск - етчеяие слота;

• Рк - присоединенная процедура. . Значения части слотов инициируются при первоначальном вызове данного модуля.. Для других слотов характерно использование присоединенных процедур. Обращение к присоединенной процедуре происходит при активизации модуля, в состав которого входит слот, имеюсдай в своем составе данную присоединенную процедуру.

Присоединенная процедура может содержать: - программы обработки входных переменных; - наборы определенных условий; - сснлку на имя подчиненного модуля нижнего уровня.

Для реализации процесс-а обмена переменными (объектами-деистзиями) между модулями используются каналы. Совокупность модулей, отражающие отдельные структурные единицы проектируемого устройства, и каналов, отражающих связи меаду модулями, об-■ разует обвую модель проектируемого изделия на определенном шаг; детализации.

Канал обладает следующими свойствами: • 1. Канал объединяет два (или более) модулей.

2. Для одного (или более) модулей канал является выходным, а модуль из которого, данный канал выходит - модуль-источник. Для остальных модулей данный канал является входным» а моду

- 11 -

ли с которыми он соединен - модули-приемники.

3. Канал передает только те переменные, которые поставляются в канал модулями-источниками. Других переменных в канале быть не должно.

Формально канал представлен в виде: канал = К < I, О, X > где К - идентификатор канала;

I - множество модулей-источников канала;

О - множество модулей-приемников канала;

X - множество переменных данного канала.

При появлении в канале переменной (или набора переменных) появляется возможность активизации модуля, для которого данный канал и данная переменная являются входными. Модуль переходит в активное состояние (активизация модуля) в случае выполнения условий активизации данного модуля.

Каждый модуль имеет слот, содержащий значение'приоритета данного модуля. Внешний механизм вывода решения может использовать значение приоритета в конфликтных ситуациях. Конфликтные ситуации возможны в случаях готовности к активизации более одного модуля одновременно. Модуль имеющий более вшокее значение данного слота активизируется в первую очередь.

Важнейшим компонентом системы проектирования электронных' устройств является управляющая программа. Управляющую программу молно укруппенно представить в-виде двух вваимоде1 ;твуюдах частей - машины вывода, непосредственно занятой контролем за процессом проектирования вычислительного комплекса, процессом Функционального моделирования с nof.JDibio информационной сети и т.д. и набора критериев, алгоритмов проектирования, ограничений на проектирование, примеров решений коикретти технических проблем. Критерии, ограничения и некоторые алгоритм:.: проектирования удобнее представлять з виде набора правил продукций, ¡v-,k единую базу знаний.

Уагшн-л вывода управляет активизаций'модулей к сети используя значения описательных слотов в модулях, условия .-¡»л-ч-ппзации милуши и к:«бор праьид продукций. Ктяг.н ыуо.п н ''"с-л г.нагмй придегаып-'к'.г собой экспертную систему, ¡¡пплчть ¡¡¡"Ужасом ./ктпгялацпн уодулей hk'^.^vihoh:; с-:". '".-•■ нива-; пО'иу!" еиту.-шиг"! в грозктлру^-'пй cor;; и уч;н к в -.л :-\:г, а.;т1!!'1!:;;'.ции 1'.'1>дого модуля.

N

- 12 -

База знаний содержит критерии, нолученные на основе экспертных оценок. Правила представляют собой правила продукций . й имею вид:

правило - N < Т. X, Y, Text > где — N - имя правила;

Т - условие применения правила;

X - условие правила;

Y - действие правила;

Text - часть правила, использующаяся для обтдснения.

Условиями применения правила являются произвольные логические. выражения, терма которых представляют собой конфликтные ситуации в информационной сети или результаты работы других правил.

Одной из важнейших функций управляющей программы является контроль и предупреждение некорректности структуры (топологии) информационной сети. В работе рассмотрены потенциально возможными некорректностями описания (топологии) структуры модулей, полученные в результате анализа процесса проектирования ССВК.

Одной из задач, которую вынужден неоднократно выполнять проектировщик ОСЕК, является создание большого количества листов структурных и функциональных схем всего комплекса и его компонентов.

Предложенная в данной работе структура представления проектируемого вычислителыюго комплекса и его частей в виде информационной .сети, позволяет организовать наглядного графическую интерпретацию в виде гиперграфа. Это достигается введением в конструкцию каждого модуля модели ССВК нескольких допол- , нитеяьшх слотов для графического, описания каждого объекта • С объекта-элемента или объекта-сЕяаи) и дает возможность создавать графический образ информационной сети, При такой графической интерпретации моду,ри изображаются вершинами графа и будут представлены графическими примитивами: прямоугольники, ок-рукности' и др. Каналы изобретаются ребрами к представляются в; виде линий, обтеданящих модули-источники и модули-приемники.

Наглядность в отражении процесса активизации модулей достигается изменением параметров графических примитивов, отображающих каждый модуль, в соответствии с содержимым слота "состояние". •'

Е четвертой главе приводится описание структуры и этапы

функционирования прототипа системы поддержки проектных регаэний и проверки функциональной ес-вместишсти для САПР ССЕК, в основе которого лежат средства и метода, разработанные в дачкой работе. Прототип позволяет: получить для пользователя дополнительный источник информации в виде рекомендаций и пояснений, являющихся основой для принятия решений о выборе наиболее эффективного проектирующего алгоритма или интерактивного действия в конкретной проектной ситуации; обеспечивает графический интерфейс, позволяющей разработчику в интерактивном режиме строить схему проектируемого вычислительного комплекса; дает возможность проверки работоспособности вычислительного комппе.чса еке иа ранних этапах: проектирования.

Прототип системы поддержки проектных решений (ШР) придерживается обшей стратегии проектирования сложных вычислительных комплексов яа начальных .-этапах, определенной на упразляадем уроЕне базы знаний и представляю®й собой разбиение зсей задачи проектирования на самостоятельные, нег.ересе1«к«пиеся подзадачи. Лла ССБК, выделяются этапы проектирования обирй концепции, структурной, функциональной и принципиальней схемы проектируемого комплекса.

Описание проекта и разбиение на части производится в процесс« функционального синтеза сложного вычислительного комплекса Проектирование ведется на основании имеющегося представ • ленкя о работе в ёиде технического задания на проектирование всего комплекса к его кюмпонентоз. Еачкслкте^ъный комплекс м.м его компонент, выполняющий определенную фунюыы. .представляется з виде модуля или нескольких модулей. связанных «езду собой кч-налаш.

ГЬдаистема описания проектного решения позволяем сгнивать элемент« модели проектируемого ССЕК и контролировать ко-Х>ектносгь построения модели.

Подсистема проверка Функциональней есвмссгимх-ти стрг< турнь« элементов проекта (ÍKC) дредыаадче.яа для оценки Функциональной гсвместиюгти компонентов созданного юкструктс'Р'Ом специализированного вычислительною кпьшкел на каадои проектиропанип.

Модуль диалога с пользователем оСеспечив-^т г:;, .< -:-

тирозшяка нонкре-тного кониокента вычислителышго •суз.-лк'-.ч с еиотекой поддержи проектные р-ко-нк«. .^».чнй «сду:-:ь

получение получение проектировщиком указаний и рекомендаций от проектирующей и оценивающей подсистем.

Мпдуль взаимодействия с экспертом, ¡гредставляет из себя систему редактирования и пополнения знаний. Модуль обеспечивав' возможность эксперта по проектированию ССВК данного типа допол пять и корректировать критерии проектирования к оценки модели проекта, модифицировать библиотеки -элементов, каналов, присоединенных процедур.

©бпеш структура системы поддержи, проектных решений на начальных этэпах проектирования (ГИГ) приведена ка рис.1.

Рскоксчдатага

сиетеми

Подсистема ОНР

Управлявшая программа 1 ' подсистема. пк

I йокуль I — | диалога с |

I цолььопатгл^и И-

I Еаза правил ) I для списания! |

Графическое описание

СТРУКТУРЫ

Еззз данных о' элементах

| СГРЛСТУРЫ

База пгазил для оценки

Кодификация

Проверка I ¡функшюкальн. — ¡совкесижости

Модификация I

Понудь диалога с гкецертон

Рис.1. Структура прототипа системы поддержи проектах рякекий..

Б главе приводится порядок функционирования систем в процессе Океания лреегаа и проведения проверки функциональной совместимости структурных злем?нтоЕ вычислительного комплекса и?, гжнпх этапах просктироеаикя.

- ЗАШЯБНЖ

Ссновню результаты неглйдоваинй, ъмолкениых в иестоя^и рс'.бэ/е, могут быть .с^ор^улироьсна ^яедавдим образом:

.1

1. Исследован« этапы проектирования сложных специализированных вычислительных комплексов, на функциональном, гак назы-заемом высоком уровне проектирования. Определена основные задала стоящие перед интеллектуальной САПР на начальных этапах чроектированкя: обеспечение наглядности в представлении проектируемых устройств; фэрмированке последовательно уточняешх эписаяий функций структурных элементов вычислительного коми-кекса; моделирования работы комплекса уже на начальных этапах проектирования.

2. Разработана и предложена методика высокоуровневого лроектирования сломых вычислительных комплексов, базируемая на ->азработанной сквозной модели проектируемого устройства, м-тс-цике использования экспертных систем для проектирования н средствах графического отображения процесса проеетмроьания.

3. Предложена методика использования экспертных сгстем цля проектирования слсляых гичислительиых комплексов. Определены требования к базе знаний, содержащей правила проектирования, правила проверки функциональной совместимости элементов и правила проверки корректности построения модели электронного устройства в виде продукционных правил, экспертных оценок и эвристических алгоритмов.

4. Разработана организация многоуровневой базы знаний о проектировании и Функционировании вычислительного комплекса и 1го структурных компонентов, Еключающая управляпч "Д уровень, уровни проектирования и проверки функциональней совместимости компонентов комплекса. .

5. Предложена методика исчсл" зевании модел!1 проектируемого сложного специализированного вычислительного комплекса, поз-воляюкая, на основе ограниченной начальной информации о составных частях комплекса, проверять дарроютюсть его проектирования И работоспособность на начальных этапах разработки.

6. Разработана сквозная модель проектируемого вычислительного' комплекса, основанная на модулях, связанных хадшзди. Модули представляют собой отобрала-ние отдельна ежнтоз проектируемого компонента ькчиелтельного комплекса с г,¡¡удачной птелет ю детализации. Кчазлы снизывает1 модули я с^То, описк?.-.*' щую структуру проектируемого кмислительрого ч-'-кеа л-х л"н-:юм загс проектирования.

7. РаграСсгана структура укря.в.-яйШ арогрч*»«, дл.-:

проектирования сложных специализированных вычислительных комплексов, состояшдя из машины логического вывода и объединенной базы знаний, Управляйся преграда предназначена для прозерки правильности построения структуры комплекса и проверки функциональной совместимости его компонентов. —'6. Основываясь на результатах исследований, выполненных в работе, разработана информационно-программная структура прото-тила систем поддержи лроектнах решений и проверки функциональной совместимость для САПР высо'.кго уровня, содержащая подсистемы: описания прозктнего решения, проверки функциональной совместимости и модулей диалога с проекткровиз-шюм и экспертом- конструктором.

9. Определены .этапы полного цикла функционирования сксте-y:-i поддержи псоектннх решений к проверки функциональной. совместимости. Указан попядок выполнения работ и результаты функционирования. каждого из этапов, лклвчаицие создание схеш устройства и проверки функциональной совместности элементов созданной схемы.

Основные положения диссертации изли.шчы в работах: J. Клейман 0. И., Себто Ю. Г., Фадеев А. В.. Сцепка подготовки и выполнения технологического процесса на Сазе зкепертшу сисгб».1//Длягчоетй1Юьание, надежность, неразрудашяй контроле электронных устройств и систем: Тез. .докл. всесоизн. вгколы-се-шнаъа, Владивосток, ?" августа - 2 сен:. 1S30 г.,. - Владивосток, 1214). - с. 178.

Z. Себто Ю. Г. Использование экспертных оценок для принятая технологических решений,'/Надежность и эффективность кокпго-нект и устройств алектроаной техники, г. Владивосток, ДВГУ, ioai. с. i»>-iaa

Я Дслчэтой A il., Клейхюч О. И., Себто Ю. Г. , Фадеев А. Е. САПР технолога для оборудования с ^//Вычислительные, к'гьери-Ter.bHiie и управлячвдк с;:етс-!.;и: СО. научных трудов. £:ЛГТУ, 1900. с.'ЗП-SS. . ' "