автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Комбинаторный поиск структурных решений в САПР РЭА

, <. МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ ( ? ГлХМ »:- ' (ТЕХНИЧЕСКИ.! УНИВЕРСИТЕТ)

УДК 621.37/.39 На правах рукописи

СИЛИН ВЛАДИМИР БОРИСОВИЧ -

КОМБИНАТОРНЫЙ ПОИСК СТРУКТУРНЫХ РЕШЕНИЯ В САПР РЭА

Специальность - 05.13.12

"Системы автоматизированного проектирования"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва Издательство МАИ 1996

Работа выполнена в Московском Государственном авиационной институте (техническом университете).

Официальные оппоненты: - доктор технических наук,

профессор Берштшев О.Х.;

- доктор технических наук, профессор Ильин В.Н.;

- доктор технических наук, профессор Песков М.И.

Ведущая организация - ОАО НИЦЭВТ

Защита состоится "24« ^дд? г.

на заседании диссертационного Совета Д 053.18.01 при Московском Государственном авиационном институте (техническом университете) .

Адрес института: 125871, Москва, Волоколамское шоссе, д.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАИ.

Автореферат разослан 1124" и*оу,л 1997 г>

Ученый секретарь диссертационного

Совета Д 053.18.01 " ///

кандидат технических наук, доцент^^^^^«-—^Л.Ы.Федотов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ.' Автоматизированное проектирование является одним из вахнейших направлений современной научно-технической мысли. Являясь синтетический по своему существу, оно пронизывает едва ли не любую область инженерной деятельности, впитывая в себя широкий спектр теоретических н прикладных работ, как ориентированных на определенные классы "и типы объектов, так я связанных с разработкой общих вопросов теории проектирования в целом. Чрезвычайно широк круг специалистов-, работы которых в большей или меньшей степени способствовали развитии этой области научно-технической деятельности. К их числу могут быть отнесены! Д.Аллан, Л.Б.Абрайгис, Ю.Х.Верьсшев, О.П.Борисов, В.Н.Бу-сленко, Н.П.Бусленко, С.И.Геллер, Д.Горсковиц, Э.И.Гитис, В.М. Глушков, О.В.Голованов, Л.К.Голышев, Б.И.Ерможаев, О.П.Куравлев, М.Зелковиц, К.Зиглер, В.Н.Йльин, Ю.Б.Капитонова, Р.В.Конвей, В.Д.Корячко, И.А.Лазарев, Г.М.Левин, Б.Лисков, А.Г.Иамиконов, И.П.Норенков, А.И.Петренко, Д.А.Поспелов, Г.К.Раков, В.П.Сикор-ский, В.С.Танаев, Дк.Хаббард, Б.Т.£ролкин, Е.АЛахмаксазян, Л.А.Чуа, А.Б.Юдин, О.Н.Юрин и многие другие.

Особо широкое применение методы автоматизации проектирования (АЛ) находят в радиоэлектронике. С самых первых шагов по внедрении АП РЭС определились два ведущих направления, связанных с параметрическим и структурным проектированием. Параметрический синтез в ранках АП стал развиваться на основе традиционных разделов математики, опирающихся на привычные представления непрерывных функций. В то ке время структурное проектирование, особое значение которого определяете« тем» что именно структура любого объекта несет в себе основную информации о его функциональном назначении, адекватного готового формального аппарата не получило. Качественного многообразие структурных объектов, их принципиально дискретный характер, отсутствие апробированных подходов к формализации и доступных методов решения закрепило за проблемами структурного синтеза репутацию неодисываешх и неразрешимых задач. Создалось мнение, что область"структурного синтеза является именно той областью, которая должна быть исключительным уделом творческих возможностей человека. Использование в неко-

- ч -

торых САПР непосредственного сравнения машинных моделей различных структурных решения казалось верхом автоматизации.

Незавериенность общей теории проектирования в- части структурного проектирования в немалой степени связано с тем, что современные достижения в области формальной логики, используеиой для представления дискретных объектов, в частности структур, относятся в основной к дедуктивной ее части, а фориальная логика индукции только еще начинает свое развитие. Вследствие этого и вычислительные средства находят свое применение только для решения задач сопоставительного анализа, а формирование образа всего проектируемого объекта, как и ранее, остается за человеком. Тогда же, когда производятся попытки синтеза структур в тех или иных частных ситуациях, обнаруживаются трудности, связанные с чрезвычайной вариабельноcibD структур и комбинаторным характером. возникающих при этом задач. Последнее при достаточной размерности отожествляется с практической неразрешимостью.

Тем не менее, на пути решения проблемы формализации и автоматизации структурного синтеза в последнее время открываются новые возможности. Одна из них связывается с аналогиями, которые обнаруживаются между процессами проектирования технических и программных объектов. При проектировании последних все с большим успехом используется ряд абстрактных процедур, позволяющих с достаточно строгой дисциплиной осуществлять такие общие подходы к организации процесса проектирования как нисходящее и восходящее проектирование, декомпозицию и композицию, базирующиеся на идее формальной спецификации объектов проектирования. Новые конструктивные возможности к решению задач высокой размерности обнаруживаются и в комбинаторной математике.

Бее это в целом позволяет ожидать новых перспективных решений и в области общей теории структурного синтеза как основы развития в дальнейшем соответствующих средств автоматизации проектирования.

ЦЕПЬ РАБОТЫ. Целью диссертационной работы является разработка концептуальных и методологических основ теории структурного синтеза для достаточно шрохого класса объектов проектирования в составе радиоэлектронных систем. Для достижения поставленной цели должны были быть решены следующие задачи:

I. Исследование условий и средств формализации процесса поиска проектных структурных решений для РЭС и их компонентов различной природы и сложности с целью построения основ теории авто-

матизировакного синтеза структур технических, программных и информационных объектов РЭС»

2. Выявление характерных особенностей объектов РЭС технического, программного и информационного типов, объединяющих их в общий класс объектов, допускающих методологически единуп формализацию структурного синтеза.

3. Разработка методов и средств перехода от предметного описания объектов РЭС различной природы к их формальному представлению как объектов структурного поиска.

4. Разработка и исследование представления качества структур РЭС и их компонентов - структурных целевых "и критериальных функций, их формы, их технической или физической интерпретации, свойств, пространства их определения.

5. Постановка и разработка общих методов представления задачи поиска структурных проектных решений как задача дискретной оптимизации.

6. Разработка и исследование методов и средств определения сложности задачи структурного поиска с целью выбора рационального варианта метода решения по сложности и качеству самого реч шения.

7. Разработка, исследование и сравнительная оценка различных методов решения собственно задачи структурного поиска.

8. Разработка на основе предложенных методов формализации и решения задачи структурного поиска процедур автоматизированного синтеза структур.

9. Разработка на основе предложенных теоретических методов и автоматизированных процедур практической технологии поиска структурных решений.

10. Исследование прикладных аспектов теории автоматизированного поиска структурных решений применительно к конкретным типам объектов РЭС.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. В основе методологического обеспечения работы лежит комплексное использование ряда научных дисциплин, естественно связанных с общей теорией проектирования. Так, для представления статических объектов проектирования привлекались методы и средства теории сложных систем, графов и сетей, матриц; для описания динамических объектов - теория расписаний, алгебра отношений, теория формальных грамматик и языков. Разработанные операционные средства в значительной степени базировались на теории комбинаторики, оптимизации, алгебры высказываний, средст-

вах численной математики. Получение некоторых прикладных результатов потребовало обращения к методам прикладного программирования, теории вероятностей и математической статистики.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ. В работе предлагается совокупность новых научных результатов и методических средств. Вместе с тем ряд известных методологических приемов впервые используется в соот-ветствувдем объеме и конкретном контексте.

Методологическая новизна определяется как выбором методов и средств, так и областью, последовательностью и глубиной их использования. Общей особенность» исследования является опора на идею глубокой структурализации, характерной для теории программирования, и ее распространение на процессы проектирования объектов РЭС технического и информационного типов. Для работы в целом характерно постоянное использование алгоритмических средств представления и преобразования форм моделей объектов: проектирования РЭС, что в наибольшей степени согласовывается с машинными средствами автоматизации проектирования. Новым является использование средств комбинаторики как ведущего конструктивного математического аппарата. Эхо обеспечивает возможность поиска структурных решений и в области, недоступной для регулярных подходов. Работа также в значительной степени использует и эвристические процедуры, что способствует согласованию машинных и человеческих методов решений.

К новым научным результатам мохет быть отнесено выделение мощного класса объектов проектирования РЭС различной природы (технической, «нформационной, программной), допускающих свое представление в алгоритмической форме. Для таких объектов определена некоторая единая исходная формализация, обеспечивающая возможность автоматизации поиска структурных решений на основе комбинаторных методов. Разработаны функциональные основы поиска структурных решений - структурные целевая и критериальные функции. Сконструировано пространство их определения - метрическое комбинаторное пространство. Разравотаны комбинаторные методы поиска структурных решений в САПР (детерминированные и эвристические) и средства оценки юс сложности. Определены основные этапы технологического процесса структурного поиска в рамках САПР. Показаны примеры получение структурных решений при проектировании объектов различной природы (алгоритмы и программы для систем автоматизированного контроля РЭС, структуры электронных: информационно-измерительных устройств, логические структуры данных целевого наз-

начения).

Полнота полученных новых научных результатов позволяет рассматривать их в целом как основы теории комбинаторного поиска структурных решений для объектов проектирования, допускающих свое представление в алгоритмической форме;, в САПР РЭС.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Принятая в работе алгоритмическая форма представления всех без исключения процедур поиска структурных решений и оценки сложности непосредственно обеспечивает возможность их практической реализации. Это справедливо по отношению к любым типам лингвистического, программного и операционного обеспечения, а также любым типам современных ЭВМ, могущим входить в состав САПР РЭС. Это определяет возможность включения подсистемы структурного проектирования практически в любую САПР. Такая возможность подтверждается на примере разработки соответствующего пакета программ с общим числом модулей около 40 и объемом свыше 60 кБ, выполненного на языке Паскаль для ЭВМ класса СМ-4 для САПР АСЛАН.

Вместе с тем разработанные методы и средства позволяют упорядочивать и систематизировать процесс "ручного" проектирования, что должно повышать качество его результатов.

РЕАЛИЗАЦИЯ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ I НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ. Результаты представленного исследования в основном своем объеме были получены и внедрены в ходе проведения многих научно-исследовательских работ, совместно выполнявшихся с рядом организаций и предприятий Минрадиопрома, Нинавиапроыа, Минздрава и Минсельхоза СССР в рамках соответствующих хоздоговорных, госбюджетных работ, а также работ по соцсодружеству.

Так, результаты работ по синтезу оптимальных структур программ и устройств автоматизированных систем контроля (АСК) были получены в ходе выполнения совместных работ с НПО "Яенинец" (г.Ленинград) в течение 1964 - 1982 г.г. в рамках х/д НИР 0532-403-64, 0933-403-66, 0255-403-68, 0569-403-69 и ОКР 1165-403-79, выполнявшихся в соответствии с МАП-ЫРН-ВВС-ПВО-МинВУЗ СССР "Решением по обеспечению внедрения в эксплуатацию наземной автоматизированной системы контроля Г001-1" от 29.05.69. В частности, эти ре1-зультаты нашли свое применение в подсистемах ЕГ0.0002-01, ЕГО. 0004-01 и находятся в эксплуатации на предприятии в системе автоматизированной разработки математического обеспечения ЕГ.001-01.

Аналогичные работы проводились совместно с НПО "Бега" (г.Москва) в рамках х/д НИР 0860-403-66, 0248-403-68 и 599-403-69. Результаты работ нашли свое применение в изделии 43-39 и в нахо-

дящкхся в настоящее время в эксплуатации АСК "Щит", "Дельфин", и "Камертон".

Работы по созданию САПР АСПАД (Автоматизированная Система Проектирования Алгоритмов и Программ) проводились совместно с НПО "Фазотрон" (г.Москва) в рамках х/д НИР 2023-403 и др. В это же время общие вопросы автоматизированного структурного проектирования разрабатывались в г/б НИР 403-13"П".

Обобщение перечисленных работ с разработкой единой технологии проектирования структур программ контроля и управления бортового оборудования ЛА проводилось по техническому заданию НПО "Зенит" (г.Москва) в г/б НИР едЗ-15-"Пн.

Наряду с перечисленными работами в области автоматизации проектирования структур программ выполнялся комплекс работ по разработке структур типовых электронных приборов автономного использования для классификации функционального состояния различных биообъектов. Так, в рамках договора 48-12-81 о соцсодружестве совместно с Московской ветеринарной академией им. К.И.Скрябина Ыин-сельхоза СССР разрабатывались и внедрялись приборы автономного использования для электронной диагностики и стимуляции сельскохозяйственных животных. Одновременно аналогичные совместные работы (договора о: соцсодружестве с Институтом медико-биологических проблем Минздрава СССР 004-84-"КС" и 00Е-88-"КС") проводились по направлению ИНГШЮСМОС и НИР "Офорт" по разработке средств контроля и стимуляции функционального состояния биообъектов в условиях стресса и радиационного воздействия. Многие технические разработки в этой области неоднократно экспонировались на различных междунородных, союзных и республиканских выставках и участвовали в конкурсах, на которых награждались медалями и дипломами. На один из приборов этого типа Комиссией ш новой технике Минздрава СССР в 1986 г. были утверзденн Медико-технические требования с рекомендацией выпуска этого прибора опытной серией.

Ряд теоретических.к.практических разработок по теме, диссертации нашли свое риыене^ие в подготовке молодых специалистов на факультете радиолектроники летательных аппаратов МАИ в дисциплинах "Теоретические основы САПР", "Математические основы функционального и. конструкторско-технологического проектирования с применением САПР", Основы автоматизации проектирования РЭА" и др.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения работы докладывались и обсуждались на:

- Первой научно-технической конференции молодых специалистов:

Киевского завода электронных и управляющих машин "Проектирование, производство и применение электронных вычислительных машин", Киев, май 1966 г.;

- IX Всесоюзной конференции по автоматическому контролю и методам электрических измерений. Новосибирск, сентябрь 1968 г.;

- ХХ1У Всесоюзной научной сессии, посвященной дню радио, дню связиста и 50-летию нижегородской радиолаборатории им.В.И.Ленина. Москва, 1968 г.;

- II Всесопзной межвузовской научно-технической конференции по проблемам повышения надежности электро- и радиотехнических изделий, Ленинград, 1968 г.;

- I Всесоюзном совещании по технической диагностике. Москва, 1969 г.; "

- XX научно-технической конференции го метрологическому обеспечению предприятий и организаций. Москва, п/я А-7866, ноябрь 1974 г.;

- Всесоюзном совещании-семинаре "Технические, и прикладные вопросы разработки, внедрения и эксплуатации САПР РЭА. Алушта, сентябрь 1979 г.;

- Межвузовской конференции по методам и системам технической диагностики. Саратов, 1980 г.;

- Всесоюзном совещании-семинаре "Технические и прикладные вопросы разработки, внедрения и эксплуатации САПР РЭА. Ереван, март 1983 г.;

- семинаре "Техническая диагностика и эффективность систем управления". Ленинград, апрель 1983 г.;

- Всесоюзном совещании-семинаре "Технические и прикладные вопросы разработки, внедрения и эксплуатации САПР РЭА. Одесса, сентябрь 1984 г.;

- XI Научно-технической конференции НТОРЭС, посвященной дню радио. Москва, апрель 1985 г.,

ПУБЛИКАЦИЙ. По теме диссертации опубликовано 28 печатных работ, в том числе две монографии. Список публикаций, представляющих основные результаты исследования, приводится в конце автореферата.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и четырех приложений. Основное содержание работы изложено на 299 страницах машинописного текста и иллюстрируется 114 рисунками и 22 таблицами. Приложения содержат 25 страниц машинописного текста,

иллюстрированы 4 рисунками, 2 таблицами и 29 листами программного листинга. Список литературы насчитывает 171 наименование.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ.

1. Основы теории комбинаторного поиска структурных проектных решений для объектов проектирования технического, программного и информационного гидов, входящих в состав РЭС и допускающих свое представление в алгоритмической форме.

2. Основы технологии автоматизированного синтеза структур объектов. РЭС и их компонентов технического, программного и информационного типов, допускающих свое представление в алгоритмической форме.

3. Практическую версию подсистемы автоматизированной поддержки формального синтеза структурных объектов в САПР РЭС.

КРАТНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассматривается место структурного синтеза в общем процессе проектирования. На основе литературного обзора обсуждаются современные представления о содержании и специфических особенностях проектирования структур ..Отмечаются отличительные черты проектирования структур РЭС. Обращается внимание на сложности формализации шагов структурного поиска. На основе проведенного обсуждения определяются основные задачи исследования.

В первой главе, в основном на концептуальном и содержательном уровнях обсуждаются исходные предпосылки к решению поставленной задачи структурного проектирования.

Основным объектом исследования при этом становится процесс декомпозиции объекта проектирования, занимающий важнейшее место в общем процессе структурного проектирования. Сама декомпозиция рассматривается в значительно более широком смысле по сравнению с ее традиционным представлением просто лишь как средства (метода) снижения сложности проектной задачи. Показывается, что декомпозиция выполняет также и такие функции как специализации компонентов объекта проектирования, создания его функциональной модели, выбора исходного структурного представления объекта и т.д. При этом подчеркивается тесная связь декомпозиции с блочно-иерархич'ескиы подходом к организации процесса проектирования.

В главе показывается, что процесс поиска структурного решения может быть расчленен на некоторый начальный этап, включающий в себя все неформальные, содержательные шаги, и этап последующего формального поиска структурного решения. Упомянутый начальный этап и представляет собой декомпозицию в рассматривамом в работе

смысле как начальную декомпозицию объекта проектирования.

Процесс начальной декомпозиции тесно связывается со структурным Оазисом проектирования, который может быть для каждого конкретного объекта проектирования не только ограничен, но и фиксирован.

Показывается, что задача формального поиска структурных решений может быть определена как задача комбинаторного типа, основанная на перечислении и анализе возможных структурных вариантов.

В главе большое место уделяется средствам представления структур объектов проектирования - структурным схемам. Обсуждаются их варианты: функциональные, физические, информационные, управляющие и др. Детальное рассмотрение всех зтах форм позволяет показать, что в структурном представлении объектов РЭС различной природы: технических, программных, информационных нет заметных различий. Это позволило выделить некоторую общую для всех типов объектов каноническую развернутую последовательную функциональную структурную схему.

В главе определяется задание на структурный поиск, которое,в частности, включает в себя:

1. Формирование образа структуры проектируемого объекта. Определение адекватны* форм представления структуры.

2. Определение структурного базиса. При этом должна обеспечиваться эквивалентность функциональных и физических структурных схем. Структурный базис при этом должен быть конечен и фиксирован.

3. Способ представления (задание средств обозначения или кодирования) каждого конкретного варианта структуры с обеспечением возможности, на основе некоторых формальных преобразований полного и без повторений перечисления всех структурных решений.

4. Формальные средства введения ограничений да достижимость кодов, представляющих такие структурные решения, которые физически или директивно недопустимы.

5. Правило определения некоторых количественных структурных функций, заданных на структурных аргументах - кодах структур.

6. Совокупность критериев, определяющих качество структурных решений и допускающих свою интерпретацию в качестве целевых или критериальных функций.

Предложенная детализация задания на структурный поиск позволила на основании вариантов ответа по тем или иным вопросам выделить достаточно мощный класс объектов РЭС, для которых характерны следующие особенности:

1. Возможность совместного адекватного выполнения декомпозиции как на функциональном, так и на физическом уровнях.

2. Возможность формального определения всех информационных или сигнальных овязей мевду декомпозиционными составляющими в терминах, доступных для процесса проектирования.

3. Возможность упорядочения декомпозиционных составляющих во временном или причинно-следственном смысле.

4. Определение количественном меры, соответствующей каждому конкретному варианту упорядочения декомпозиционных составляющих, в жесткой зависимости этой меры именно от порядка расположения декомпозиционных составляющих.

Объекты, отличающиеся перечисленными особенностями,по одному из своих наиболее характерных представителей были названы объектами, допускающими алгоритмическое представление. К таким объектам, в частности, относятся технические системы и устройства с последовательной обработкой информации, компоненты программного обеспечения РЭС, реализующие многосвязные последовательные алгоритмы, информационные средства с логической организацией данных иерархического типа..

В целом весь предварительный анализ объекта проектирования, определение его функциональных характеристик и формирование исходного задания на последующий формальный поиск структурных решений осуществляется на необходимом этапе структурного проектирования - этапе начальной декомпозиции, общие особенности и цели которой и определяются в первой главе:

1. Начальная декомпозиция тех или иных конкретных типов объектов проектирования не является формально полностью определенной процедурой и осуществляется человеком-проектировщиком в порядке творческого акта с использованием предметно-ориентированных стредств.

2. Начальная декомпозиция, независимо от конктерного типа объекта проектироваться, должна завершаться составлением формального задания на структурный поиск в форме, абстрагированной от конкретных физических свойств объекта.

3. Начальная декомпозиция осуществляется на основе некоторого структурного базиса, который в процессе декомпозиции может подвергаться различным вариациям и фиксируется только к моменту завершения декомпозиции.

4. Результатом выполнения декомпозиции может считаться также и получение формальной модели объекта проектирования в терминах,

связанных с используемым структурный базисом.

5. Декоыпозицми принципиально присуща определенная множественность конечных представлений в силу как множественности выбора общего принципа реализации поставленной функциональной задачи, так и возможных вариаций состава.и способа использования структурного базиса. _____________ ________

В целом анализ, проведенный в первой главе, показал, что для выбранного класса объектов РЭС (объектов, допускающих свое представление в алгоритмической форме) задача структурного поиска может рассматриваться как задача комбинаторной оптимизации.

Вторая глава посвящается различный аспектам задачи структурного поиска как оптимизационной задачи комбинаторного типа. В основу соответствующих формальных построений положен ряд особенностей надлежащим образом выполненной начальной декомпозиции. Важнейшее место в этой формализации занимает алгебра бинарных отношений порядка (предшествований), определяющая комбинаторику решений - правило перечисления всех структурных вариантов. В главе формируются средства отображения поля поиска комбинаторных решений - списки и графы отношений порядка и эквивалентные им матрицы порядка Ш, для'которых определяются процедуры их проверки аа отсутствие нарушений свойства транзитивности. Для матриц ЫП определяются их формы - редуцированная Р1Ш и полная НМЛ, широко используемые в предлагаемых далее формальных преобразова-ваниях в составе процедур поиска структурных решений. Искомые решения рассматриваются з форме, соответствующей развернуто-по-следовательныц функциональный структурным схемам объектов проектирования и имеющей вид допустимых последовательностей цепочек символов абстрактного алфавита (допустимых перестановок символов). Число символов алфавита (размер алфавита)т равно числу компонентов структурного базиса. Используемые формализации позволили идентифицировать задачу поиска допустимой последовательности символов абстрактного алфавита как задачу нахождения гамильтонова пути в смешанном графе - одну из наиболее, известных задач комбинаторной математики. Условия формирования допустимых цепочек представляются матрицами возможных переходов МВП, получаемых из матриц РШ и ШП на основе преобразования:

мел = рмп+ пип + пмпт

Количество допустимых цепочек М определяется как число возмож-

них перестановок символов абстрактного алфавита при условии соблюдения ограничений, наложенных совокупностью заданных отношений порядка. В"качестве средства, представляющего общую вариабельность решений, была предложена матрица транспозиций МТ, от-чающая все разрешенные перестановки в цепочках символов. Для этой матрицы выполняется - • •

МТ = ПИП + /7МЯТ

В главе для последующего представления целевых и критериальных функций были определены как понятие, гак и возможные формы структурной функции - количественной меры качества структурных решений. Дискретными аргументами этой функции являются сами структурные решения в виде допустимых цепочек (перестановок) символов. Все множество значений аргументов составляет пространство определения структурной функции. В силу комбинаторных свойств таких аргументов само пространство определения структурных функций приобретает ряд специфических особенностей, позволяющих сконструированное пространство именовать комбинаторным. Обсуждаются два варианта этого пространства - свободное комбинаторное пространство (СКП) и комбинаторное пространство альтернатив (КПА). Первое из них соответствует перестановкам, свободным от ограничений, накладываемых отноиениями порядка. Второе, напротив, построено с учетом таких ограничений. Исследование этих пространств позволило кх отнести к пространствам метрического типа. Для них был определен смнсл таких понятий как размерность, точка, ее окрестности, мощность, расстояние, путь, область и пр. В частности, размерность комбинаторного пространства оказалась непосредственно связана с размером структурного базиса. Так, для СКП она равняется т - I. Каждая точка пространства определяется конкретной перестановкой (коиЗинацкей) символов. Расстояние между двумя любыми точками пространства рассматривается как минимальное число перестановок ^смежных символов в комбинации, представляющих одну точку, преобразующих ее в комбинацию, соответствующую другой точке. Мощность как самих комбинаторных пространств, так и их отдельных областей традиционно отождествляется с числом входящих в них точек. Для оценки мощностей окрестностей точек СКП с радиусом Я и размерностью пространства т - I получены рекуррентные соотношения, позволяющие получать точные значения соответствующих мощностей Мт(К) для любых т и Я . Для достаточно больщх га и была предложена асимпотическая оценка М(тЯ}

я/

В главе рассмотрены три типа возможных аппроксимаций структурных функций. Первый из них, обозначенный как аппроксимация вида /"("#) , связывается с удаленностью (на Я ) значения аргумента от одной или нескольких опорных точек комбинаторного пространства. Второй тип аппроксимации, названный сепарабеяьным, находит достаточно широкое применение в современной прикладной комбинаторике. В этом случае значения аппроксимирующей функции определяются суммами вида

т п

V/

/V/"--/ ' '

где - индексы, соответствующие некоторой принятой, в общем случае произвольной, нумерации компонентов структурного базиса,у <т ;

- вес перехода в цепочке (комбинации) от символа с индексомЛ: к символу с индексом / , в общем случае * // ; величины уб^. представляют собой количественное выра-

?..жение интегратнвного эффекта для пары компонентов с

индексами I и } при условии их последовательной связи (расположения) в цепочке (что отражает или связь технологического типа, или последовательное выполнение и т.д.); вся совокупность Ду может быть объединена в матрицу'Щ - матрицу цен, выигрышей или затрат для объекта проектирования;

- логическая переменная, равная единице в том случае, когда пара смежных символов входит в. цепочку и равная нулю в противоположном случае, выполняется ¿V/ , число о^ , равных единице, всегда равнопг - I.

Третий тип аппроксимации, названный позиционным, связан с определением значение комбинаторной функции в зависимости от места расположения соответствующего символа в цепочке

где О - - обозначение расположения символа с^индексом £ на £ -ом месте (позиции) в цепочке;

C¡j- вес символа o индексом i , находящегося на / -ом месте в цепочке.

В третьей главе рассматриваются вопросы сложности машинного решения комбинаторных задач структурного синтеза. Из трех основных вариантов задачи комбинаторной оптимизации (собственно оптимизационной, вычислительной и задачи распознавания) непосредственный объектом анализа в этой главе является вычислительный вариант. Сложность .комбинаторной оптимизации при этом трактовалась прежде всего как сложность задачи перечисления всех точек про-. странства_ определения структурной функции,, что соответствует задачи определения мощности соответствующего комбинаторного пространства альтернатив (оценка мощности СКП является тривиальной задачей - при этом М =т! ). По .своему типу эта задача является труднорешаемой ("WP"-задачей) и поэтому методы, обеспечивающие получение точных решений (точного значения мощности КПА), оказываются пригодными решения таких задач только лишь при малой их размерности.

В связи с тем, что решение задач "Л/Р"-типа для каждого их конкретного типа требует разработки некоторых специальных предметно-ориентированных формальных средств, такие средства были сконструированы и детально исследованы и в настоящем случае. В их основу был положен аппарат так называемых конфигураций К . Конфигурация представляет собой некоторую компактную часть матрицы транспозиций, непрерывную от некоторого младшего индекса р до некоторого старшего i , для которых выполняется р < i « пг . Был выделен класс допустимых конфигураций, соответствующий фрагментам допустимых цепочек. Для допустимых конфигураций выполняется следующее логическое тождество t-i

Для конфигураций как для математических объектов были определены соответствующие операции - сложения, умножения и дополнения. На основе аппарата конфигураций были разработаны и проанализированы регулярные и эвристические методы оценки мощности КПА, представленные как в детерминированных, так и в статистических формах.

В главе рассмотрены аналитические методы получения точных оценок мощности конфигураций. Это преете всего методы поэлементного расширения конфигураций - линейное' и диагональное, для которых получены рекуррентные выражения для расчета мощности расширенной

конфигурации при любой ее размерности. Наряду с этим анализом была оценена возможность применения для определения мощности КПА классического метода включения и исключения. Установлено, что этот метод имеет крайне, ограниченные возможности в практическом применении.

Сформулирован ряд мнемонических приемов, позволяющих путем формальных преобразований конфигураций на основе свойств определенных для них операций сложения, умножения и дополнения получать точные значения йот ости КМ. Наиболее конструктивным при этом оказалось использование соотношения, связывающего мощности )

и М(к~т) допустимой конфигурации Кт и ее дополнения Кт

„ / ,

- МЫ

где щ - размерность конфигурации.

Определены условия применимости мнемонических методов. Показано, что размерность конфигураций не является ограничивающим фактором.

Предложен алгоритм полного перебора (перечисления) точек КПА, реализующего обход дерева разрешенных переходов в процессе формирования допустимых цепочек из символов, соответствующих элементам структурного базиса, по некоторому лексикографическому правилу. Ограничения в использовании этого алгоритма определяются только самой мощностью КПА.

Разработана процедура эвристической декомпозиции задач высокой размерности на совокупность задач меньшей размерности путем разложения матрицы ИГ на ряд неперекрывающихся или слабоперекры-ваодихся конфигураций, для которых допускается применение точных регулярных, мнемонических или машинных методов. Кроме того, мощности таких конфигураций могут быть заранее определены и могут далее содержаться или в виде таблиц для "ручного" использования, или могут быть размещены в памяти ЭВМ при машинном решении. В третьей главе для примера приводятся табулированные значения мощностей для 1Ю типовых конфигураций для т$8 . Декомпозиционный метод позволяет получать верхние границы оценок мощности КПА для произвольных размерностей.

В главе излагается разработанный статистический метод оценки мощности КПА высоких размерностей. Алгоритм основан на использовании обнаруженной а детально исследованной статистической . связи между мощностью комбинаторного пространства рассмотренного

типа и средним значением его локальной размерности. Локальная размерность КПА, т.е. размерность пространства в его отдельно взятых точках шкет заметно уступать размерности СКП за счет заданных отношений порядка при том хе чиоле символов в перестановках, определяющих тонки комбинаторного пространства. Значения локальной размерности для различных точек КГЦ может лежать в <

пределах от I до т- I. В качестве статистической оценки мощности Ш1А предлагается величина

и - (и/)!

где Г - выборочное значение локальной размерности.

Следует обратить внимание на;то обстоятельство, что значение Ъ является величиной действительного типа, а используемая для оценки мощности Ш1А формула Стирлинга допускает расчет для такого аргумента.

При обсуядении метода статистического оценивания мощности КЛА обращено внимание на особенности организации выборочных процедур | в комбинаторном пространстве.

В целом вся совокупность изложенных в главе третьей методов , оценивания мощности КЛА обеспечивает возможность получения искомых оценок во всем диапазоне ожидаемых значений параметров КЛА.

В четвертой главе работы излагается основной теоретический материал исследования - методы поиска структурных решений.

В главе уточняется содержание задачи структурного синтеза,.оп- ; ределяемой при этом как немарковская задача дискретной оптимизации. Такое определение исключает возможность для ее решения при- ] менения известных традиционных подходов и заставляет искать для этой цели свои специфические методы. Вместе с тем большинство из разработанных методов решения имеет свой аналог в теории дискретной оптимизации, отличаясь, однако, от него в тех конкретных особенностях, которые определяются прежде всего комбинаторным хара- ' ктером поставленной задачи и набором используемых в решении средств. ;

Разработанные методы структурного поиска ограничиваются аппроксимацией структурных функций сепарабельного типа и различаются не столько по самой методологии решений и используемым средствам, сколько по качеству получаемых решений - точное решение,; приближенное решение, область возможных решений, допустимое или просто возможное решение; необходимым машинным ресурсам - временннм за-

трахай и требующийся объемом памяти, роли человека-проектировщика в их реализации и, как следствии всего перечисленного, по области эффективного применения (т.е. размерности оптимизационной задачи - т ).

Так, точные решения могут достигаться при использовании детерминированных процедур - прямого и направленного перебора с оценкой всех или избранной части допустимых структурных решений, т.е. с вычислением значений целевых ^критериальных функций.

Полный перебор, осуществляемый на основе некоторого лексикографического правила, выбираемого по минимуму затрат на расчет целевых и критериальных функций для каждой точки пространства, как показало исследование, может быть рекомендован при размерности задач не выше 15 * 20. Это ограничение зависит, в частности, от объема задаваемых ограничений порядка. При выполнении процедуры поиска проектировщик может кроме единственного формально определенного наилучшего решения получать дополнительную возможность просматривать любое разумное число решений, близких по качеству к оптимальному. Это позволяет расширить возможности последующего окончательного выбора структурного решения за счет снижения влияния естественных погрешностей начальной формализации. В исследовании обращается внимание на особое преимущество метода полного перебора при поиске в комбинаторном пространстве для структурных функций, характеризующихся чрезвычайной много-экстремальностью.

Направленный перебор (предлагается реализация метода ветвей и границ на основе модификации алгоритма Яиттла) позволяет заметно повысить верхний предел размерности решаемых задач (до пг = 25 30) за счет резкого ограничения числа просматриваемых вариантов структурных решений. Следует заметить, что модифицированный алгоритм отличается от оригинала большей простотой. Возможности направленного перебора, однако, ограничиваются в связи с необходимостью хранения в памяти ЭВМ значительного объела промежуточных данных по альтернативным направлениям поиска. Дальнейшее повышение эффективности методов направленного перебора ожидается при использовании диалоговых режимов их реализации. В частности, отсечение ряда бесперспективных альтернатив может быть произведено человеком-проектировщиком по форме матриц цен.

Квазиопгимальные решения достигаются на основе различных эвристических процедур, опирающихся в конечном итоге на те или иные варианты метода локального поиска. В работе детально 'исследуются

три таких варианта: алгоритмы наискорейшего спуска с областями поиска £ = I и /? = 2 (размерами области поиска очередного шага) и так называемый "жадный"-алгоритм. Выполнению собственно процедуры поиска предпосылается оценка граничных значений целевой функции на основе соответствующей ей матрицы цен. В последующем эти границы используются для определения качества получаемых эвристических решений. Само качество решения зависит в конечном итоге от выбора начальной точки поиска, что наиболее важно при поиске глобального экстремума для иногозкстремальных функций.

В числе предлагаемых способов, выбора как детерминированные, так и статистические способы. Среди детерминированных - так называемые (1,1)- и (Б 1t )-процедуры, различающиеся в деталях формирования допустимых цепочек, представляющих точки ША, из т. символов, представляющих элементы структурного базиса. Обозначения процедур означают, что в первой из них просматриваются все варианты присоединения еще одного очередного символа уже к сформированной части цепочки, после чего выбирается и присоединяв гея наилучший из них, во втором просматриваются все варианты присоединения сразу символов, после чего из лучшего из вариантов присоединяются только первые t из них (естественно, £ ).

В статистических процедурах выбора начальной точки локального поиска также цепочка, представляющая искомую точку, формировалась последовательным образом. Однако, при этом каждый очередной символ выбирался из числа разрешенных случайным образом. Рассматривались два варианта организации случайного поиска. Первый из них связывался с фиксированным числом получаемых начальных точек, на основе которых далее, выбиралось наилучшее из наблюдавшихся решений. Во втором случае поиск представлял собой последовательную процедуру, проводящуюся под непосредственным наблюдением человека-цроектировщнка. Участие человека позволяет как по динамике процесса, так и по сравнению наилучшего из наблюденных решений с соответствующей граничной оценкой целевой функции прекратить процесс поиска.

Был проведен сравнительный анализ всех предложенных процедур эвристического поиска с целью определения области их эффективного использования. В основу такого сравнения была положена линейная мера их затрат на достижение некоторого уровня вероятности получения глобального экстремума» В ходе этого анализа было установлено, что, более высокой эффективностью отличаются более простые алгоритмы. При этом заметного различия между алгоритмом наискорейшего спуска с Я - I и "жадным" алгоритмом практически нет.

Были исследованы возможности,направленного вмешательства человека-проектировщика в процесс локального поиска путем введения директивных указаний ("директив") об обязательности тех или иных связок символов, отражающих целесообразные формы связи структурных элементов, не носящих однако строгого характера отношений порядка. Показано, что этот прием может существенно ускорить процесс получения качественных структурных решений при использовании детерминированных методов задания начальных точек поиска.

В главе также как один из методов систематизированного поиска рассматривался метод сеток. Обнаружена невозможность в общем случае покрытия комбинаторного пространства регулярными сетками с равными ячейками. Определена возможность покрытия только сетками со случайным размещением узлов, что однахо сводит метод сеток к описанным выпе эвристическим статистическим процедурам поиска.

Глава завершается сравнительным анализом общей сложности предлагаемых методов поиска. На фоне детерминированных методов, обеспечивающих получение точных решений, но обладающих экспоненциальной (факториальной) сложностью, перспективным оказывается использование эвристических процедур, обладающих полиномиальной сложностью (не выше т3 ).

Пятая глава работы посвящается вопросам апробации и практического внедерешя основных теоретических положений исследования. Предварительно в главе обращается внимание на встречающиеся в настоящем случае трудности непосредственной апробации, традиционно опирающейся на сопоставление конечных результатов применения альтернативных вариантов, соответствующих различным теоретическим или практический предпосылкам» Эти трудности вызываются тем, что сам структурный синтез носит нетривиальный характер только лишь для достаточно сложных систем, для которых выполнение структурного, проектирования в нескольких вариантах требует чрезмерных затрат без гарантий достоверности результатов прямого сравнения. В связи с этим в работе выбран иной подход к задаче апробации. Им стал подход, используемый в настоящее время при отработке программных систем, для которых прямое тестирование или экспериментальная прогонка не гарантируют получение качественных заключений о фуекциональной безошибочности и надежности разработки. Этот путь заключается в использовании приемов гак называемой верификации, основанной на последовательном выполнении строгих формальных проверок отдельных связанных друг с другом частей разработок. Близкий к этому подход применяется и в настоящем случае. То, что разработанная теория носит дедуктивный характер облегчает его ис-

пользование и позволяет обратить основное внимание прежде всего на проверку справедливости начальных, исходных положений. Таким образом, предполагается, что важнейшим моментом является определение того, что конкретный объект проектирования может быть отнесен именно к классу объектов, на который возможно распростра-.ление_положения предлагаемой теории. В настоящем случае это означает возможность получения ответа на вопрос, является ли объект проектирования алгоритмически представимым.

Именно этот вопрос и решался в первую очередь при практическом проектировании структур программ для автоматизированного контроля бортового оборудования ЛА, при проектировании информационных и технических структур для специализированных информационно-измерительных систем. Основные черты и полученные результаты достаточно подробно излагаются в пятой главе и Приложениях I , и 2. Во всех случаях наибольшее внимание приходилось уделять процессу начальной декомпозиции - процессу формирования самого исходного задания на последующее формальное проектирования структур рассматриваемых объектов. При этом четко определилось то обстоятельство, что само содержание процесса начальной декомпозиции, будучи для каждого объекта вполне оригинальным, потребовало для себя целый набор своих ориентированных на конкретную программу средств.

Так , при проектировании структур программ для АСК, оптимизируемых по времени их выполнения, кроме естественного набора сведений по самим объектам контроля, организации и принципу функционирования АСК, по цормативннм требованиям к предварительному описанию задания на контроль со стороны разработчиков объектов контроля, потребовалось привлечение такой абстрактной дисциплины как теория формальных грамматик и языков. Только совместное использование всех этих сведений позволило показать, что задача разработки структур программ для АСК является едва ли не демонстрационной задачей для иллюстрации возможностей предлагаемой теории. Именно в этом случае четко определялись и структурный алфавит, и множество отношений порядка, и в полном объеме инте-гративный эффект. В тех случаях, когда известные ограничения порядка усиливаются за счет временных ограничений,за счет жесткой дисциплины функционирования бортовых ЭВЫ, легкость учета этих требований лишь подчеркивала потенциальные возможности предлагаемых методов.

Ряд специфических преобразований осуществлялся и при формали-

зации исходного задания на синтез структуры данных для диагностических процедур в системах электронной диагностики функционального состояния различных биообъектов. Гак, для формирования списка отношений порядка, не определяемого в явном виде для рассматриваемой задачи, была использована матрица погрешностей, возникающих при различном порядке следования снимаемых диагностических данных. Эта матрица одновременно выступает и в роли матрицы цен. Формальный синтез позволил получить два варианта неочевидных вида структур данных (векторов данных), связанных с выполнением двух различных по целевому назначению диагностических процедур.(статический и динамический диагнозы).

Наиболее естественным был синтез технической структуры информационно-измерительного устройства автономного использования. Критерием оптимальности выбора структуры был минимум энергетических затрат, что соответственно приводило к максимуму срока автоионного функционирования прибора.

Совместное рассмотрение информационной и технической структуры информационно-измерительного устройства показло практическую нецелесообразность при синтезе структур F3C ограничения содержания структурного поиска рамками объектов только лишь одного типа (технического, программного или информационного). При формировании целевых и критериальных функций как правило совместно рассматривается все разнообразие сторон проектируемого объекта в целом. Тип и содержание целевой функции не ограничивает поле поиска. Вместе с тем ведущий типом целевых и критериальных функций с наибольшим весом, определяющим само содержание структурного синтеза, является функциональный, который может быть связан и с техническими, и е информационными, и с программными характеристиками.

На основе результатов теоретических исследований и описанных выше практических реализаций были определены основные этапы технологического процесса автоматизированного структурного проектирования, характерные особенности которого позволили отнести подсистему, программно поддерживающую этот процесс, отнести к классу систем интеллектуального типа. В главе представлены две практические реализации такой подсистемы. Одна из них была разработана для промышленного использования, другая для применения в учебном процессе. Ядро этих систем имеет объем свыше 60 кБ, объем рабочих полей около 350 кБ. Большая часть модулей этой системы приводится в Приложении

В работе отмечается, что не все виды объектов ГЭС могут отнесены к исследуемому классу, т.е. к объектам, допускающим алгоритмическое'представление. Определяются общие характериагра-фические признаки таких объектов. С иллюстративной целью в Приложении 3 приводится приводится пример одного из типов таких объектов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Вся совокупность результатов настоящего исследования может быть представлена в рамках трех основных направлений:

1. Разработка основ теории комбинаторного поиска структурных проектных решений в классах технических, программных и информационных объектов проектирования как коретической основы для построения подсистемы структурного проектирования в САПР РЭС.

2. Разработка основных компонентов технологического процесса автоматизированного поиска структурных решений и функциональной организации подсистемы структурного проектирования в САПР РЭС.

3. Апробация и практическое внедрение основных теоретических положений исследования.

По первому из перечисленных направлений получены следующие результаты:

- Исследован важнейший этап структурного проектирования объектов РЭС - начальная декомпозиция - в ходе которой осуществляется формирование структурного базиса проектирования, определяются формальная модель объекта проектирования и его исходная декомпозиционная структура. Обращено внимание на неоднозначность результатов декомпозиции как яа первопричину необходимости обращения к комбинаторным методам поиска оптимальных структурных решений.

- Исследованы и классифицированы формы и средства представления структур технических, программных.« информационных компонентов РЭС - структурные схемы: функциональные, информационные, управляющие, физические, надежностные и пр.

- Установлено, что ведущие в структурном проектировании функциональные или информационные структурные схемы для объектов всех типов могут быть приведены к предложенной в исследовании единой по основным признакам развернуто-последовательной функциональной форме.

- Определены основные компоненты структурного представления объектов РЭС - фиксированный конечный структурный базис, информационные и управляющие связи, структурные функции, определяющие

количественную меру качества объектов РЗС в зависимости от их структур.

- Выделен и взят в качестве основного объекта исследований ведущий класс объектов РЭС, функциональное описание которых допускает алгоритмическое представление. Определены характерные признаки объектов такого класса, позволившие отнести к нему технические системы и устройства с последовательной обработкой информации, компоненты программного обеспечения РЭС, реализующие многосвязные последовательные алгоритмы, информационные средства с логической организацией данных иерархического типа.

- Для объектов РЗС, допускающих свое представление в алгоритмической форме, показана возможность формализации поиска структурных решений в целом. Разработаны'средства исходного формального описания объектов структурного проектирования, основанные на использовании аппарата бинарных отношений порядка. Разработаны и исследованы различные формы функционального представления качества объекта проектирования в зависимости от их структуры -структурные целевые и критериальные функции, являющиеся основой для получения структурных решений в рамках одно- и многокритериального поиска. Показано, что пространство определения структурных функций является метрическим пространством с четко определенными комбинаторными свойствами - комбинаторным пространством. Рассмотрены варианты этого пространства - свободное комбинаторное пространство и комбинаторное пространство альтернатив. Определены и исследованы основные объекты этого пространства: мощность, локальная и средняя размерности, расстояния, пути, области, окрестности и т.д.

- Показано, что задача поиска структурных проектных решений представляет собой труднорешаеыу» задачу комбинаторной оптимизации экспоненциальной сложности (задачу "№"-класса).

- Разработаны методы оценки сложности конкретных задач структурного поиска - задач: комбинаторной оптимизации, основанные на использовании предложенных операционных средств - матриц транспозиций, конфигураций и т.д.: детерминированные методы линейного и диагонального расширения, методы деления и декомпозиции; эвристические и статистические методы - позволяющие получать при малых размерностях задач точные оценки сложности, а при высоких размерностях верхние границы этих оценок.

- Разработаны комбинаторные методы получения оптимальных, ква-зиоптимальннх и допустимых структурных решений; методы получения точных решений - детерминированные полный и направленный перебо-

ры; для получения квазиоптиыальных и допустимых решений эвристические методы с процедурами поиска локальных экстремумов и раз,-личнымя способами задания начальной точки поиска, процедуры случайного выбора с фиксированным объемом выборок, с последовательный типом выборки; метод сеток; метод диалоговой коррекции (метод "директив"), позволяющий учитывать содержательные рекомендации по построению структуры и при этом снижать размерность задачи. В целом разработанный теоретический аппарат позволяет получать структурные решения различного качества в зависимости от размерности задачи.

- намечены возможные пути дальнейшего развития теории комбинаторного поиска структурных решений. В их числе:

а) выявление общих типов и конкретных образцов объектов РЭС, многообразие структур которых имеет иную, отличную от рассмотренной в настоящем исследовании, статистику перечисления с последующим исследованием методов комбинаторного поиска структурных решений на основе таких статистик;

б) расширение круга учитываемых ограничений на допустимые отношения мезду элементами структур как в рамках исследованных, гак и иных статистик перечисления;

в) разработка предметных подходов для получения исходных формализации объектов структурного синтеза различных типов;

Но второму направлению исследований - разработке основных компонентов, технологического процесса автоматизированного поиска структурных решений - были получены следующие результаты:

- Определена практическая возможность организации подсистемы структурного проектирования объектов РЗС как системы интеллектуального типа, определено место автоматизированных машинных средств САПР как средств аппаратной и программной поддержки процесса проектирования и создания необходимой операционной среды для обеспечения творческой деятельности человека-проектировщика с использованием и развитием его, специфических сильных сторон -возможностям к аналогиям, ассоциациям, образным представлениям* динамичным развитием шкалы ценностей (в особенности, в условиях многокритериальной оптимизации), с его способностью к принятию решений в йеоднозначных условиях.

- Разработана функциональная организация подсистемы структурного проектирования в САПР РЭС, отвечающая предлагаемому набору « операционных средств комбинаторного поиска структурных решений.

- Разработаны основные компоненты технологии автоматизированного структурного проектирования в САПР РЭС.

Апробация и внедрение основных теоретических положений исследования, в своп очередь, проводились в трех основных направлениях:

а) разработка, выполнение, испытание и внедрение программной реализации соответствующей подсистемы структурного проектирования;

б) демонстрация для"некоторых конкретных типов объектов РЭС перехода на этапе начальной декомпозиции от их содержательного описания к- формальному представлен:® в терминах теории комбинаторного поиска структурных решений;

в) получение конкретных структурных решений для некоторых задач структурного синтеза.

В перечисленных направлениях были получены следующие результаты:

- Разработана и реализована на базе ЭВМ □<!-'+ на языке Паскаль в двух версиях интерактивная подсистема структурного проектирования объектов РЭС. Первая версия, включающая в себя полный набор разработанных операционных средств, предназначалась для промышленного использования в составе системы АСПАП с целью разработки средств программного обеспечения комплекса бортового электронного оборудования ДА. Вторая несколько упрощенная версия предназначалась для использования в учебном процессе. При этом она была существенно модифицирована в соответствии с потребностями учебного процесса.

-Показаны примеры перехода от содержательного описания ряда объектов РЭС - техническокого электронного устройства, реализующего алгоритм преобразования измерительной информации аналогового типа в цифровые данные с последующей логической обработкой и выработкой необходимых заключений; совокупности информационных данных, характеризующихся определенной функциональной или статистической связностью; алгоритмов управления сложной системой; алгоритмов автоматизированного контроля и др. - к их формальному описанию в терминах теории комбинаторного поиска структурных решений.

- Получены оптимальные по заданным критериям структурные решения для:

а) алгоритмов автоматизированного контроля бортового радиоэлектронного оборудования по минимуму времени выполнения;

б) системы диагностических данных по шксимуму диагностической информации в вариантах статического и динамического диагноза;

в) электронной измерительной аппаратуры по максимальному сроку автономного функционирования.

По результатам диссертационной работы опубликовано 28 печатных работ. Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Силин В.Б. Последовательная обработка контрольных измерений в системах автоматического контроля. В кн. Труды конференции по автоматическому контролю и методам электрических измерений. Новосибирск, Наука, 1970. - с.38-42.

2. Силин В.Б., Заковряшш А.К. Математическая постановка задачи прогнозирования постепенных отказов. Вопросы радиоэлектроники. Серия общетехническая, вып.5. - И.: 1970. - II с.

3. Силин В.Б., Заковряшин А.И. Автоматизация прогнозирования состояния аппаратуры наблюдения и управления. - М.: Энергия, 1973. - 292 с.

4. Силин В.Б., Кошелькова Л.В., Амелина И.Н. Вопросы исследования достоверности результатов контроля. Вопросы специальной радиоэлектроники. Серия общегехническая. -M.: 1975. Вып.II. -Юс.

5. Силин В.Б., Колкова В.В. К вопросу об определении алгоритма контроля. В кн. Исследование аналого-цифровых систем и устройств и методов их машинного проектирования. Вып.355. - М.: МАИ, 1975. с.80-84.

6. Силин В.Б., Слепушкиаа О.А. Формализация задачи оптимизации алгоритмов контроля с помощью элементов теорий формальных грамматик и языков., Вып.409, - M.î МАИ, 1977. с.72-78.

7. Силин В.Б., Колкова В.В. Автоматизация синтеза алгоритмов и программ контроля. В кн." Методы и системы технической диагностики. - Саратов: СГУ, 1981. с.ПЗ-116.

8. Силин В.Б. Процедуры формального синтеза алгоритмов контроля. В кн. Вопросы формирования формирования информационных комплексов контроля и диагностики ЛА. - М.: МАЙ, 1984. с.77-79.

9. Силин В.Б. Оптимизация алгоритмов управления радиоэлектронных систем. В кн. Проблемы повышения эффективности радиотехнических систем и устройств. - Ы.: МАИ, 1984. С.15-20.

10. Силин В.Б., Бондарев C.B. Диалоговые процедуры синтеза алгоритмов АСУ. В кн. Вопросы построения диалоговых процедур