автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Исследование и разработка подсистемы лингвистического обеспечения адаптивных САПР

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ Е И. ,УЛЬЯН0ВА( ЛЕНИНА)

На правах рукописи

Вьшкинд Ирина Ефимовна

ИССЛЕДОВАНИЕ И .РАЗРАБОТКА ПОДСИСТЕМЫ ЛИНГВИСТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АДАПТИВНЫХ САПР

Специальность 05.13.12. - Системы автоматизации проектирования

(промышленность)

АВТОРЕ ФБР А Т

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ленинград - 1991

Работа выполнена в Ленинградском ордена Ленина и ордена Ск тябрьской революции электротехническом институте имени В. И. У ль янова( Ленина).

Научный руководитель - заслуженный деятель науки и техники РСФСР доктор технических наук профессор Анисимов Е И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук профессор Плотников А. Ь ; кандидат технических наук старший научный сотрудник Смирнов С. И.

Ведущая организации ~ Всесоюзный научно-исследовательский институт радиоведательного приема и акустики им. А. С. Попова.

Защита диссертации состоится "_" _ 1991г. в_час.

на заседании специализированного совета К 063.36.04 Ленинградского ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции электротехнического института имени В. И. Ульянова( Ленина) по адресу: 167376, Ленинград, ул. Проф. Попова, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " * . _1091г.

Ученый секретарь специализированного совета

)фкоя & &

• • • ; 1 -

,, 3 [ 1. ОПЩЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Т £Л1\ |

ертац^уальность проблемы. В настоящее время разработка систем авт томатизированного проектирования (САПР) стоит в ряду самостоятельных научных проблем, от успешного решения которых во многом зависит повышение научно-технического уровня, эффективность и качество работ по проектированию новых технических изделий. Одним из действенных средств обеспечения жизнеспособности систем проектирования в условиях динамично развивающейся техники и ужесточения требований к качеству и срокам разработки программного обеспечения является адаптивная организация САПР. Адаптивность понимается,как способность системы сохранять относительное постоянство ее внутренней среды (программного обеспечения) и устойчивость функционирования в изменяющейся внешней среде, которая включает: вычислительную среду САПР (операционную систему и комплекс технических средств), классы объектов проектирования и проектных задач, пользователей САПР. Особый интерес представляют вопросы адаптации к решаемым с помощью САПР задачам (проблемной адаптации или адаптации к предметной области) программного обеспечения САПР, в том числе и средств взаимодействия с пользователем.

По своим функциям программное обеспечение САПР делится на общесистемное (ОСПО) и специализированное (СПО). Изменение решаемых с помощью САПР задач ведет, как правило, к изменению специализированного программного обеспечения. При этом пршшадные программы, входящие в состав СПО, создаются на языках высокого уровня специалистами в конкретной предметной области (ПО) совместно с профессиональными программистами и требуют в большинстве случаев относительно небольшого времени на разработку и отладку. В то т время, модификация ОСПО, которое в новой ПО должно работать с новыми модуля),га проектирования и новыми структурами данных, представляет собой не только сложную и трудоемкую задачу, но и требует высокой квалификации системных программистов. С другой стороны, состав ОСПО редко изменяется и примерно одинаков во всех САПР, поэтому адаптивное ОС-ГО, способное настраиваться на классы проектных задач, может выполнять роль специализированной инструментальной системы для построения пакетов программ автоматизированного проектирования, тем самым сокращая затраты на создание новых САПР. При этом эффективность та-■сой инструментальной системы оказывается выше, чем при использовании универсальных инструментальных систем программирования, за счет

- г -

ориентации на задачи именно автоматизированного проектирования.

Целесообразность разработки универсальных САПР, имеющих инвари антное общесистемное ядро, способное настраиваться на конкретны условия с помощью средств, заложенных в систему, отмечается во мно гих работах. Особенно актуальным такой подход представляется дл учебно-исследовательских САПР, характеризующихся ориентацией н многие ПО, такие как приборо- и машиностроение и т. п. Однако' н практике принцип инвариантности общесистемного ядра лишь деклариру ется, но не реализуется в большинстве существующих САПР. Поэтом разработка адаптивного ОСПО-является достаточно актуальной задачей

Решение проблемы адаптации ОСПО сводится к реализации механиз ыов создания адаптивной лингвистической- и информационной сред САПР. Задача адаптации информационного обеспечения, несмотря на не достаточное внимание к ней разработчиков САПР, все же находит свои исследователей. В то же время, хотя вопросам разработки средст лингвистического обеспечения (ЛО) посвящено значительное количеств трудов, практически все они ориентированы на создание систем генерации трансляторов (СПГ). Такой подход в задачах адаптации САП требует либо допрограммирования существующих лингвистических под систем, либо использования средств, предназначенных для высококва лифицированных системных .программистов,, владеющих аппаратом фор мальных грамматик, что существенно осложняет сопровождение и наст ройку системы на новые задачи и объекты проектирования.

В связи с вышесказанным представляется актуальной задача разра ботки новых принципов проблемной адаптации именно ЛО САПР техничес ких объектов и реализация на основе этих принципов инвариантног общесистемного ядра систем автоматизированного проектирования.

Цели работы и задачи исследования. Целью диссертационной работ является разработка принципов построения и средств реализации адап тивного лингвистического обеспечения, настраиваемого на классы объ ектов проектирования и проектных задач.

Достижение указанной цели предполагает решение следующих задач

- определение целей и механизмов адаптации САПР к ПО;

- разработка принципов организации подсистемы лингвистического обеспечения (ПЛО) как инструментального средства адаптации САПР;

- выбор наиболее адекватного с точки арония адаптируемости САЛ принципа построения транслятора с проблемно-ориентированного язык (ГОШ;

- 3 -

- разработка средств формального описания расширяемого ПОЯ;

- разработка транслятора на основе выбранного принципа его по-троения и способа формализации входного языка;

- разработка лингвистических и программных средств . адаптации ходного Я8ыка к новой ПО, ориентированных на прикладного проррам-иста и администратора системы и не требующих допрограммирования ранслятора;

- разработка адаптивных средств взаимодействия с пользователем.

Основные методы исследования. При решении поставленных задач ^пользовались понятия теории адаптивных систем, теории математи-гской логики, элементы теории множеств и алгебры высказываний, ап-арат теории формальных грамматик. Реализация разработанных прог-аммных средств велась с применением методов (?-технологии.

Новые научные результаты.

1. Сформулированы принципы организации подсистемы лингвистичес-5го обеспечения как инструментального средства адаптации САПР, отдающиеся комплексным подходом к проблеме адаптации ДО и заключаются в обеспечении настройки на новую предметную область как вход-зго языка, так и базы знаний о правилах взаимодействия с САПР.

?..' Предложена новая для САПР технических устройств концепция «троения транслятора с ПОЯ как программно-лингвистической сиете-1, ориентированной на обработку структур данных, процесс адаптации >торой к новой предметной области сводится к расширению входного 1ыка с помощью специальных метасредств.

3. Впервые предложен метод формализованного описания ПОЯ САПР ^хнических объектов, использующий понятия абстрактных типов дан-¡х (АТД), более близкие для прикладных программистов, чем язьк |рмальных грамматик.

4. Выбрана оригинальная для данного приложения концепция пост->ения порождающей грамматики расширяемого входного языка, заключаемся в возможности порождения лишь множества предложений языка кземпляров абстракций) для постановки задачи в конкретной пред-тной области; при этом в язык вводятся специальные метасредства л пополнения как терминальных словарей, так и правил грамматики.

5. Предложен принцип организации транслятора как комбинации от дельных Трансляторов, обрабатывающих каждый свое подмножество язык (свой класс АТД) с использованием прямых или синтаксически управля емых методов трансляции; при этом в отличие от известных систе возможность расширения множества операций над зафиксированным классами АТД обеспечивается с помощью аппарата динамического вызов модулей интерпретации, реализующих эти операции.

На основании комплексного использования полученных результате разработаны лингвистические и программные средства проблемной адап тации инструментальной подсистемы лингвистического обеспечения диа логовой учебно-проектной системы автоматизированного схемотехничес кого проектирования, функционирующей на ЕС ЭВМ.

Практическая ценность работы. Значение для практики результата диссертационной работы заключается в следующем:

- созданное адаптивное Ж) САПР, входящее в состав ОСПО, ноже' выполнять роль специализированной инструментальной системы дд построения пакетов программ автоматизированного проектирования раз личных технических объектов., в частности, в приборо- и машинострои тельных отраслях промышленности, тем самым сокращая затраты на соз дание новых САПР;

разработанные конструкции входного языка позволяют строит; проблемно-ориентированные языки для конкретных САПР в классе пред метных областей; при этом новые ПОЯ, ориентированные на специалис тов в данной предметной области, дают возможность описывать объект! проектирования и формулировать проектные вадачи с использование! профессиональной лексики проектировщиков;

- введение в транслятор возможности автоматической "подкачки' информации из постоянной базы данных системы позволяет значительш сократить объем текста ьаданид на проектирование, что является до полнительным удобством для пользователя;

- средства диагностики ошибок, формирующие сообщения об ошибка: в терминах конкретной предметной области и предоставляющие возможность получить различную справочную информацию, предназначенную ДЛ1 пользователей с разным уровнем подготовки, обеспечивают комфортны) режим работы с системой при возникновении нестандартных ситуаций;

- разработанные директивы метаязыка вместе со средствами авто-

етической связи с базой данных проблемной информации позволяют встраивать подсистему лингвистического обеспечения инвариантного >бщесистемного ядра на новые объекты и задачи проектирования, при, (том ориентация средств расширения входного языка на администратора ¡истемы и-проблемного программиста обеспечивает простоту внедрения [нструментального пакета САПР.

Реализация результатов работы. Теоретические и практические ре-ультаты работы использовались в трех научно-исследовательских ра-отах, выполненных в ЛЭТИ им. а И. УльяноваС Ленина) в 1979-1987г. г. азработанные автором средства "формирования и трансляции формализо-анноГо задания на проектирование и настройки входного явыка на но-ую ПО используются в базовой учебно-проектной САПР радиозлектрон-ых схем "ЭЩ-ЕС", созданной в соответствии с постановлением ГКНГ ССР, Госплана СССР и АН СССР от 12.12.80г. N 474/250/132,, Различ-ые версии системы внедрены и используются на промышленных предпри-тиях и в вузах страны, что подтверждаете! актами о внедрении.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы экладывались и-обсуждались на следующих семинарах и конференциях:

- научно-технической конференции "Моделирование и идеггчфикация змпонентов и узлов электронной техники", Киев, 1981;

- IX всесоюзном совещании-семинаре "Актуальные проблемы автома-*зации проектирования ЭВМ", Симферополь, 1981;

- Всесоюзном совещании-семинаре "Теоретические и прикладные зпросы разработки, внедрения и эксплуатации САПР РЭА", г.Одесса, 384;

- Всесоюзной конференции "Теоретические и прикладные вопросы »работки и эксплуатации систем автоматизированного проектирования адиозлекгронной аппаратуры", п.Славско, 1986;

- XV всесоюзном совещании-семинаре "Методы и средства САПР в Л микроэлектроники. Пути развития и внедрения", г. Симферополь, 187;

- научно-технической конференции "Проблемная адаптация алгорит-гаеского и информационного обеспечения САПР", г. Киев, 1988;

- научно-технической- конференции "Разработка- и применение юдств вычислительной техники", г.Свердловск, 1990;

- научно-технических конференциях профессорско-преподаватель-юго состава ЛЭТИ им. Н И. УльяноваС Лэнина), 1979-90гг.

- 6 Г

Публикации. По материалам диссертации- опубликовано 15 печатные работ (см. перечень публикаций в конце автореферата).

Структура и объем работы. Диссертация состоит иа введения, четырех разделов, 8включения и четырех приложений. Основной текст работы изложен на 139 страницах машинописного текста. Работа содержи) Z таблицы. 25 рисунков. Список литературы включает 128 наименований

П. КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава посвящена' вопросам разработки принципов организации ПЛО как инструментального средства адаптации САПР, а также концепции построения транслятора с расширяемого ГОЯ.

Исходя из определения понятий концептуальной модели информационно-лингвистической среды САПР - предметной области проектирования, объекта проектирования (СЩ), задачи проектирования (ЗП), вычислительного процесса (ВП), формулируется цель построения САПР ка* решение задачи проектирования путем активизации ВП, организующегс операции на объектах проектирования, заданных в конкретной ПО. Пр* этом ВП представляется как последовательность отображений ОП. № логическом уровне информационная среда есть совокупность баз данных, определяющих единой внутреннее представление объектов проектирования и хранящих понятия "предметная область" и "язык", интерпретация которых осуществляется соответствующими лингвистическими про: цессорами. Описывается совокупность задач проектирования о использованием понятия ПОЯ как языка пользователей САПР, предназначенной для формулирования целей проектирования на содержательном уровне. Описание задачи проектирования (формализованное задание) составляется на входном ПОЯ Lbx-. Решение задачи выдается пользователю не выходном языке Ьвых. Рассматривается последовательность лингвистических отображений ОП (f: Lbx(G)->Lbux(G)) при решении ЗП; в результате определяется программно-информационная структура САПР, включающая базы данных для хранения моделей ОП, формального описания задач проектирования и понятия "входной язык", описания конкретной ЗГ на языке Lbii внутреннего представления САПР, а также средства управления программами и данными.

Исходя из обадэго определения широко применяемого в технике понятия адаптации, рассматривается постановка задачи адаптации для

АПР. В результате анализа функций ОСПО и СПО обосновывается акту-льность решения задачи проблемной адаптации ОСПО, позволяющей опе-ативно осуществлять настройку САПР на новые задачи и объекты про-ктирования. Формулируются критерии эффективного функционирования бъекта адаптации - ОСПО как цели построения адаптируемых САПР: аксимальная гибкость системы, т.е. минимум доработки при настройке истемы на новые объекты и задачи; максимум предоставляемых пользо-ателю сервисных средств, обеспечиващих возможность задания мини-ума входной информации,. а тага® возможность получения достаточной правочной информации о работе с системой. Раскрываются механизмы даптации. На основании построенной программно-информационной стру-туры САПР определяются конкретные программные модули, реализующие казанные механизмы адаптации через средства настройки САПР на но-ые объекты и ЗП, средства автоматической настройки транслятора на овую модель ПО и средства расширения входного языка.

• В настоящей работе рассматриваются вопросы создания адаптивной ЛО, предназначенной для организации диалогового взаимодействия с эльзователем САПР, не знакомым со структурой ОСПО, что определяет ребования к средствам взаимодействия. Обсуждаются механизмы обес-эчения этих, требований, в результате чего определяется состав даптивной ПЛО, включающей текстовый редактор для ввода и формчро-зния задания на проектирование на входном языке системы и трансля-зр с входного языка для отображения текста на языке Ьвх во .внут-гннее представление объектов проектирования на языке Ьви системы, ри этом адаптируемость ПЛО реализуется посредством настройки вход-зго языка на новую ПО с помощью специальных языковых средств (ме-зсредств), ориентированных на администратора системы и проблемного рограммиста, а также.возможностью настройки на новую ПО базы зна-ий о правилах взаимодействия с САПР. Наличие таких средств позво-зет говорить о ПЛО как об инструментальном средстве адаптации об-зсистемного программного обеспечения САПР в классе входных языков.

Входные языки САПР относятся к проблемно-ориентированным язы-ам, являющимся в отличие от процедурных подмножеством функциональ-лс языков и позволяющим формулировать, подлежащие'решению задачи на эдержательном уровне, ке приводя их-описание к'последовательности эоцедур. Рассматриваются требования к ПОЯ, исходя из их ориентации 1 пользователей-непрограммистов. • Во'зюжность удовлетворения этих эебований определяется выбором форкальноД.грамматига входного язы-1 и "организацией транслятора^ р9ализуш,его; охображлайе Г: 1вх->!лл,

который является наиболее трудоемким и объемным программным продетом в ОЙЮ. Снизить трудоемкость и повысить качество создаваемь трансляторов возможно применением средств автоматизированного и ш тематического построения трансляторов. При анализе направлений р£ бот по созданию трансляторов отмечается, что в основном разрабаи ваемые системы и средства построения трансляторов (СНГ) ориентире ваны на системных программистов, владеющих аппаратом формальш грамматик, а часто требуют и допрограммирования трансляторов п] расширении ПОЯ. Наиболее адекватным с точки зрения адаптируемое^ САПР следует считать направление работ, ь которых трансляция пош мается как процесс обработки структур данных, называемых абстракт ныш типами данных. При этом входной язык содержит средства для п( рождения новых структур и новых экземпляров уже существующих в ЯВ1 ке абстракций. Так как структуры данных являются весьма привычны для проблемных программистов понятиями» то средства расширен; ПОЯ (метаязык) принципиально могут иметь ориентацию на проблемн программистов, что существенно облегчает сопровождение САПР. Кро того, расширение, языка не требует его описания заново, достаточ описать новую абстракцию или вновь вводимый экземпляр АТД.

Вэ второй главе на основании анализа входных языков САПР техн ческих объектов определяются классы абстрактных типов данных д формализации описания ПОЯ, а также порождающая грамматика расширя мого входного языка для зафиксированных классов АТД.

В САПР технических изделий для описания объектов . применяют непроцедурные ПОЯ, ориентированные на,описание структуры объекта, директивные языки, позволяющие как задавать экземпляры объекте так и инициировать операции над объектами. В отличие от язь» программирования в САПР результат трансляции обычно представляет некоторой внутренней структурой данных - табличной или сетевой, физическом уровне реализуемой в виде совокупности массивов, хра* щихся. в Сазе данных сеанса проектирования (БДО) и доступных люС программным компонентам САПР. Организация информационных связей » реэ специальную подсистему информационного обслуживания (СУ БДО] совокупности с концепцией отображения проектной задачи на моде предметной области позволяет построить САПР, шшщчштнуо относ тельно входного языка, что упрощает настроЛку системы на но] К-шеси задач и объектов проектирований. Ь случае расширяе1 ПОЯ выступает одним из существенных средств ад-жгащш САПР.

Рассмотренные особенности входных языков САПР позволяют формализовать представления о ПОЯ на основе понятия абстракций (абстрактных типов данных), под которыми понимаются некоторые прототипы объектов, задающие допустимые спосбн обработки информационных объектов из некоторого указанного их класса Ка основе анализа входных языков САПР приборо- и машиностроения определены абстракции: данных - примитивы (идентификаторы, строки символов, числа, разделители, комментарии), массивы, структуры; действий - директивы. Такие операции над данными как трансляция, динамическое распределение памяти, реализуются соответствующими системными средствами (транслятором, СУ БДС); абстракции действий - директивы - определяют, например, операции изменений характеристик ранее описанных экземпляров объектов, а тага© операции задания новых абстракций (расширения языка)..Структуры, массивы и директивы образуются в результате операций соединения и сцепления, производимых над примитивами. Совокупность конкретных экземпляров массивов, структур и директив образует формализованное задание (<Ю) на проектирование на входном языке системы. Даются развернутые определения основных абстракций:

- массивы служат для описания объектов, характеристики которых можно задать поименованным списком (набором) однородных элементов -целых или вещественных чисел или идентификаторов; отдельные числа в массивах вещественных чисел могут записываться с идентификаторами -указателями размерности физических величин. Число элементов списка логически не ограничено. Внутренняя структура данных, • в которую отображается массив, является поименованным массивом последовательно расположенных в памяти ЭВМ целых или вещественных чисел;

- структуры - конструкция входного языка, позволяющая задавать объект, представляемый как неупорядоченное множество семантически однородных (на уровне внутренних структур данных) подобъектов, описываемых в ранках единого синтаксиса входного языка для конкретной структуры, lia входном языке структура задается именем и совокупностью строк одинакового синтаксиса, определяемого характеристиками подобъектоь, ссстаьляющих объект. Характеристики (элементы строки структуры) задаялт-я числом, .идентификатором, символьной строкой или набором чисел (мнсоиеом) и имеют имя, называемое ключевым словом, мнемоник.ч Koi'^poi и отражает их проблемную ориентации; элемыгги массива структуры таклг могут иметь им--на. Элементы строк, и массивы структура мигут вписываться как в позиционном, так и в клйчйьом или OM--Ù.;лг, :м 4/>| матах. Ср«?да .силкхкеичеок...': з.ки-гнтов строки

структуры выделяются обязательные и необязательные элементы. Внутренняя форма представления конструкции типа "структура" есть сетевая (чаще вырождающаяся в иерархическую) структура данных, на физическом уровне реализованная в виде совокупности массивов данных;

- подструктуры служат для описания объектов, имеюишх иерархическую структуру, которая проявляется в том, что подобъект, входя щий в состав объекта, может, в свою очередь, состоять из множества подобъектов того же типа, к которому относится и сам объект, т.е. описываемых на входном языке с помощью той же самой структуры;

- директивы предназначаются для описания операций, выполняемых над объектами. Синтаксис строк директивы - произвольный. Наряду с директивами, описывающими операции, свойственные САПР любой проблемной ориентации (внесение изменений в массивы и структуры, задание на вызов проблемных программ и т.п.), для конкретной САПР могут быть введены директивы, специализированные именно для данной САПР, в данной ПО. Особую значимость среди директив имеют директивы метаязыка, реализующие свойство расширяемости входного языка при настройке на новые ЗП в заданной ПО или на новую ПО.

При построении формальной грамматики входного языка, требования к которому формируются только в процессе эксплуатации системы,, был выбран следующий способ обеспечения расширяемости языка: грамматика порождает лишь множество предложений для постановки задач проектирования в конкретной ПО, но язык содержит средства пополнения как словарей, так и правил грамматики, т. е. в грамматике выделяются неизменяемая часть (ядро грамматики), и изменяемая. При этом терминальные и нетерминальные символы ядра грамматики не содержат проблемно-ориентированных понятий во избежание доработки транслятора при расширении языка, а множество правил, реализуемых программным путем, с учетом выбранных АТД содержит правила порождения примитивов, массивов, структур и директив. Словари и правила изменяемой части формируются и пополняются в ходе настройки языка с помощью средств расширения и задают синтаксис строк конкретных структур и директив. Семантика входного языка САПР.определяется выбранными типами структур данных, т.е. внутренним представлением абстрактных типов данных, и реализуется программными средствами.

Б третьей главе рассматривается вопросы построения транслятора, ориентированного на обработку зафиксированных классов АТД; .предлагается решение задачи диагностики ошибок в адаптивной системе.

- и -

Назначением транслятора входного языка САПР является адекватное тображение формализованного задания на входном языке во внутренние труктуры данных. Выделение АТД, абстрагирующихся от проблемной се-[антики (прагматики) конкретных предложений языка» дает возможность усматривать внутренние структуры ,*янных как выражение семантики зыка. Поскольку функциональная интерпретация оттранслированных ,анных и реализация отношений между ними возлагается на СШ, то ювдо построить транслятор,, ориентированный только на формальную бработку АТД из заданного их класса.

Формализованное задание есть совокупность предложений, определимо« конкретные экземпляры АТД - массивов, структур и директив: вх-1м1Лс11.д, где 1м, Ьс, Ьд - подмножества языка Ьвх, порождающие редложения-массивы, предложения-структуры и предложения-директивы оответственно.

Обоснованы следующие принципы построения транслятора- транслятор строится как юэмбинация трансляторов, обрабатываю-их каждый свое подмножество языка - Ьм, Ьс, 1д;

- для трансляции массивов используется прямой метод трансляции;

- трансляция директив осуществляется с помощью блока синтакси-ески управляемой трансляции;

для трансляции директив используются динамически вызываемые одули интерпретации, что исключает необходимость допрограммирова-ия транслятора при подключении новой директивы;

- словари и синтаксические таблицы хранятся в базе данных ранслятора (ВДтр) и считываюгся при вызове программы;

- информация об объектах ' проектирования хранится в системной азе данных БДоп и предоставляется транслятору через запросы к ней.

На основе данных принципов был построен транслятор входного зыка САПР, включающий головной модуль, который считывает из базы анных БДтр словари и синтаксические таблицы и вызывает соответс-вующне модули трансляции массивов, структур и директив.

В качестве теоретической базы при построении транслирующей рамматики был использован аппарат Я-грамматик, нмеющи высокую корость распознавания входных текстов за счет существенно автомат-ой ориентации и позволяющих технологически описывать семантику ходного языка как множество цепочек последовательных отображений, оследние задаются семантическими вычислительными процедурами, оп-еделяемыми совокупностью выбранных АТД и их внутренним представле-ием. Включение в Я-технологию аппарата подграмштик позволяет реа-

- 12 -

лизовать принцип построения транслятора как комбинации отдельны трансляторов, обрабатывающих каждый свое подмножество языка.

В соответствии с выбранными алгоритмами трансляции и классам АТД построены синтаксические таблицы и словари транслятора. Разне сение терминальных символов по словарям позволяет реализовать се мантические ограничения и повысить помехоустойчивость языка.

В результате анализа ошибок в разработанном входном языке сооб шения об ошибках разделены на обобщенные, которые могут использо ваться для любых экземпляров АТД и поэтому встраиваются в систем; при ее проектировании, и специализированные, подключаемые при настройке системы (входного языка) на новую Ш, в чем проявляется однс из свойств адаптивности САПР.

Рассмотрен вопрос взаимодействия диалоговой системы и пользователя при обнаружении ошибок во входном языке, т.е. проблема эргономической адаптации к пользователю в аварийной ситуации. В этом случае должны предоставляться справочные подсказки, ориентированные Н£ пользователей различной квалификации и формируемые либо автоматически через запросы к словарям транслятора и БДоп, либо администратором при настройке системы на ПО, что также обеспечивает проблемную адаптацию средств диагностики и исправления ошибок.

В четвертой главе описываются инструментальные средства настройки входного языка на новую ПО, включающие предназначенные для администратора САПР директивы метаязыка и систему подсказок.

Одним из существенных средств адаптации САПР к новой ПО является расширяемый входной язык. В ПОЯ, построенном на базе абстрактных типов данных, средства адаптации языка должны обеспечивать:

- расширение классов АТД в рамках выбранных типов данных;

- расширение множества операций на объектах;

- расширение множества допустимых экземпляров абстракций для каждого заданного их ряда.

Расширение классов АТД, ограниченных зафиксированными типами данных, возможно только в направлении определения новых экземпляров абстракций типа "структура", поскольку модуль синтаксически управляемой трансляции позволяет обрабатывать новые синтаксические конструкции в пределах выбранных внутренних структур данных. Расширение множества операций на объектах реализуется определением новых директив. Так как модули интерпретации специализированы для калдой директивы, то множество норыу операций ограничено только физическим

•ш>емам соответствующих словарей. Механизм расширения множества до-|устимых экземпляров АТД предполагает возможность определения новых щентификаторов и массивов, а также синонимов имен уже существующих иссивов, структур, директив и друг."Х идентификаторов. Для модифи-ации словарей и таблиц транслятора разработаны специальные инстру-юнтапьные средства, называемые директивами метаязыка иди метади-«ктивами, множество которых определяется множеством словарей, ис-ользуемых для выбранных типов данных.

Дополнительным средством адаптации ЛО САПР является система одсказок, настраиваемая на ПО при расширении входного языка. При том адаптивность системы подсказок проявляется в возможности ввода правочных данных в виде текстового файла для новых экземпляров АТД массивов, структур, директив, а также в автоматическом формирована списков допустимых идентификаторов в конкретных массивах и труктурах.

Описаны конкретные директивы метаязыка, большинство из которых точки зрения их синтаксиса сравнимы с простейшими операторами писания и инициализации констант языков программирования высокого ровня; имеющие более сложный синтаксис директивы определения и мо-ификации характеристик АТД типа "структура" также вполне доступны ля понимания администраторам и прикладным программистам, что опре-зляет высокую эргономичность средств расширения языка

Состав справочных данных, предназначенных для администратора, читывает особенности и требования директив метаязыка и включает «формацию о текущем состоянии отдельных словарей, а также спраЕоч-ые руководящие материалы по правилам построения новых АТД. Такая истема подсказок предоставляет дополнительные возможности для обучения сопровождения и настройки САПР на новую ГО.

III. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Предложена программно-информационная структура САПР, в кото-)й решение задачи проектирования реализуется путем активизации вы-юлительных операций на объектах проектирования, заданных в конк-;тной предметной области с помощью совокупности баз данных и груп-I языковых процессоров, отображающих соответственно информационную лингвистическую среду САПР.

2. Сформулированы принципы организации подсистемы лингвистичес-

кого обеспечения- как инструментального средства адаптации САПР, заключающиеся в обеспечении настройки на новую предметную облает! как входного языка, так и базы знаний о правилах взаимодействия с САПР.

3. Предложена новая для САПР технических устройств концепция построения транслятора с проблемно-ориентированного языка как программно- лингвистической системы, ориентированной на обработку структур данных.

4. Впервые предложен метод формализованного описания проблемно-ориентированных языков САПР технических объектов, использующий понятия абстрактных типов данных, более близкие для прикладных программистов, чем язык формальных грамматик. Выделены два вида абстракций: данных и действий; определены классы АТД для каждого вида

5. Дня зафиксированных классов АТД выбраны внутренние структуры данных, представляющие на логическом уровне сетевую или линейную структуру, а на физическом - поименованную упорядоченную линейную последовательность чисел или символов в машинном формате.

6. Выбрана оригинальная' для данного приложения концепция построения порождающей грамматики расширяемого входного языка, заключающаяся в возможности порождения лишь множества предложений языка (экземпляров абстракций) для постановки задачи в конкретной предметной области; при этом в язык введены специальные языковые метас-редства для пополнения как терминальных словарей, так и правил грамматики.

7. Предложен принцип организации транслятора как комбинации отдельных трансляторов, обрабатывающих каждый свое подмножество языка (свой класс АТД) с использованием прямых или синтаксически управляемых методов трансляции; при этом в отличие от известных систем возможность расширения множества операций над зафиксированными классами АТД обеспечивается с помощью аппарата динамического вызова модулей интерпретации, реализующих эти операции.

8. С учетом зафиксированных во входном языке классов АТД определены Функции, которые должны обеспечивать средства расширения языка при настройке его на новую ПО, и выявлено множество реализующих их директив метаязыка, ориентированных на прикладного программиста или администратора системы.

На оснорании получендкх р*?ультатсв г а:;; листаны и ширены в

лсиерную практику и учебный процесс программные и лингвистические едства подсистемы лингвистического обеспечения в составе диалого-й системы автоматизированного схемотехнического проектирования 'МЦ ЕС", работающей на ЕС ЭШ в опер^юнных системах версий 6,1 и (MYT, SVS, ЗУЫ). Спроектированная подсистема Б1слючает встроеи-Я текстоьий редактор и транслятор с входного языка

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

Автоматизация проектирования с применением САПР ЭМЦ; Учеб., посо-бие/Н. К. Перков, JL М. Новолмлова, И. Е. Еышкинд и др. /Ленингр.' элек-тротехн. ин-т им. Е И. Ульянова( Ленина) - Л., 1985. Вышкинд И. Е. Диалоговая подсистема ввода и трансляции исходных данных в САПР, инвариантная к проблемной области//Разработка и применение средств вычислительной техники: Теэ. докл. науч-но-техн. конф. , Свердловск, 23-25 июля 1990 г. - Свердловск, 1990. - С. 31-33. .

Шшкинд .1 Е, Трансляция иерархического описания объектов проек-тирор^ния с произвольной глубиной иерарх)Ш//Автоматизированное пр< актирование в радиоэлектронике и приборостроении: Мзлвуэ. сб. науч. тр./Ленингр. электротехн. ин-т им. а Л. У льяноваС Ленина). - Л. ,1990. - С. 110-116.

Вышкинд И. Е. Реализация транслятора в системе схемотехничеасого проектирования "ЭМЦ-2"//Изв. ЛЗТИ: Сб. науч. тр./Ленингр. электротехн. ин-т им. В. И. Ульянова!Ленина). - Л. ,1982. - Выл. 310. -С. 27-31.

Вышкинд U.E. Особенности построения транслятора в диалоговой учебно-проектной системе схемотехнического-проектирования//Авто-матизироваиное проектирование в радиоэлектронике и приборостроении: !А;м1уз. сб. науч. тр. /Лекингр. электротехн. нн-т им. EIL Ульянова!Ленина). - Л. ,1983. - Выл. 335. - С.46-49. Выакинд iL Е. .Вольская RH Особенности ввода/вывода информации в диалоговой системе схемотехнического проектирования//Автоиатиза-ция проектирования в радиоэлектроника и приборостроении: Шжвуз. сб. науч. тр. /Ленингр. электротехн. ин-т iui. Е И. Ульянова! Ленина) . - Л., 1985. ■• Был. 360. - С. 36-40.

7. Вышкинд И. В. , Егорова Е. В., Новожилова Л. U . Парков Н. К. Упря ление программами и данными в учебно проектной САГО' '"Щ ft"' Автоматизированное проектирование в радиоэлектроника и приС ростроении: Межвуз. сб. науч. тр./Ленингр. электротехн. ин-т ► Е И. УльяноваС Ленина). - 1984. - Вып.347. - с. 16-18.

8. Вышкинд И. Е., Новожилова JL U. Организация информационного об? печения сеанса проектирования в диалоговой САПР "ЭМЦ Efi'V/Teof тические и прикладные вопросы разработки, внедрения и чксплуат ции САПР РЭА: Тез. докл. Всесокв. совещ. -семинара. Одесса, сент. 1984г. - It.1984. - С. 15-1G.

9. Вышкинд И. Е., Новожилова Л. М. Средства проблемной амптя! лингвистического обеспечения САПР КЗА//Автоматиэированное про« тирование в радиоэлектронике и приборостроении: Межвуа. сб. к уч. тр. /Ленингр. электротехн. ин-т им. R И. Ульянова« Лишна). Л ,1989. - С. 40-43.

10. Вышкинд И. Е.. Пядышева Г. К1 Библиотека инструментальных прс рамм "C0MM0D". Программа преобразования десятичных еимгюло! форму с плавающей точкой: Аннотир. перечень новых поступлен> - М.: ЫосФАП.1984. - Вып.1. N7335.

11. Вышкинд И. Е., Перков Н. К. Транслятор входного языка диалого! САПР ЭМЦ-ЕС//Автоматизированное проектирование в радичэлект; нике и приборостроении ЛЭШ Межвуз. сб. науч. тр./Ленинг электротехн. ин-т им. Е И. УльяноваСЛенина). • Л., 1986. Вып. 374. - С. 31-34. -

12. Вышкинд И. Е., Перков Н. К Редактор данных и транслятор диалог вой САПР "ЭЩ-ЕС"//Теоретические и прикладные вопросы рад рабе ки и эксплуатации систем автоматизированного проектирования i диоэлектронной аппаратуры: Тез. докл. Всесоюэ. конф., п. Сла{ ко, 14-16 янв. 1986 г. - М. ,1986. - с. 125-126.

13. Вышкинд И. Е., Перков Н. К. Система автоматизации схемотехниче кого проектирования "ЭМЦ-2". - JL ,1986. . - Зс. (Инф. л) ток/ЛенЦНТИ; N295).

14. Вышкинд И. Е., Перков Е К. Библиотека инструментальных прогрг "СОШХ)". Программа поиска символа заданного типа: Аннотир. г речень новых поступлений. - Ы.: ЬЮСФАП, 1984.. - Вып.1. N7334.

16. Руководство по применению учебно-проектной САПР на ЕС Э1 Учеб. пособие/И. Е. Вышкинд, Е Е Ыазур, Л. U. Новожилова и др. /J тшгр. электротехн. ин-т им. В. И. УльяноваС Ленина). - Л., 1984