автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Объектно-ориентированный метод построения информационного обеспечения САПР

ч ч 9 11

московский

ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ

Н.Э.БАУМАНА

На правах рукописи

АЛЕКСЕЕВ Сергей Анатольевич

ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ МЕТОД ПОСТРОЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ САПР

05.13.12 - Системы автоматизированного проектирования

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА - 1991

Работа bunojaieüa в Московском ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени государственном техническом университете им. Н.Э.Баумана

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Петров A.B.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Тимонов JI.H. кандидат технических наук, доцент Жук Д.М.

Ведущая организация - НШАА

■ Защита состоится "_"_1991 г. в _часов

на заседании специализированного совета Д.053.15.03 "Вычислительная и информационная техника" при Московском государственном техническом университете им.Н.Э.Баумана по адресу: 107005, Москва, 2-я Бауманская ул., д.5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ имени Н.Э.Баумана

Ва~и отзывы в 2-х экземплярах, заверенные печатью, просим высылать по указанному адресу.

Автореферат разослан "_"__1991 г.

Учений секретарь специализированного совета

к.т.н., доцант Иванов О.Р.

Подписано к печати С7, О У, _/У/,Л&каз * Объем I п.л.

Тираж 100 экз. Типография МГТУ, 107005, Москва, 2-я Бауманская, д.5.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

^. , . Актуальность гооблемн. Современный уровень развития производства характеризуется активным использованием в промышленности и в научных разработках автоматизированных систем обработки дантшх (АСОД), в частности, систем автоматизации проектироания (САПР). Повышение качества разработки и сокращения сроков внедрения новой техники могут быть обеспечены лишь при условии широкого использования САПР.

Среди известных видов обеспечения САПР, наибольшее влияние на показатели эффективности САПР имеют специальное программное и информационное обеспечение.

Специальное программное обеспечение организуется, обычно, в виде пакетов прикладных программ (ППП), Д1нфррмпцио!зюо._о_бвспеч9ние осуществляется посредством создания и ведения базы данных (ЕЛ). В настоящее время ведутся активные работы по созданию методов и средств построения информационного обеспечения пакетов прикладных программ (ИО ППП), организованного в виде локальной базы данных (ЛЕД) и программных средств для ее ведения.

Непосредственное использование в САПР методов и средств проектирования баз данных, разработанных в АСУ и промышленности, иатт руднено в силу специфики САПР: динамическое измене.ше структур обрабатываемых данных, итерационность процедур проектирования, развитие альтернативных версий проекта, присутствие знаний в проектировании и т.п. Поэтому в настоящее время задача построения ЛБД функциональных подсистем САПР требует отдельного рассмотрения и решения.

Современные методы управления данными основаны на концепциях /абстракции данных и объектно-ориентированного подхода. Внедрение техники абстракции в проектирование и программирование, разработка методических и инструментальных средств, основанных на новых концепциях и предназначенных для .проектировщика ИО ППП, представляет собой научную проблему. Использование новых подходов и поддерживающих инструментальных средств позволит достигнуть лушего качества, сократить сроки и стоимость проектирования систем.

В связи с этим, разработка методов проектирования ИО функциональных подсистем САПР на базе оСъектно-ориегтфовэнного подхода и теории типов данных, является актуальной задачей.

Цельы работы являмса разработка ^методики и ^шструкэшьлышх

средств проектирования ЛЕД ШШ, ориентированных на работу в САПР.

М1™2В1 исследования, Результаты диссертационной рабой получены на основе использования методов теории проектирования вычислительных систем, теории схем программ, теории типов данных, общей алгебры и теории категорий.

Научная новизна. В диссертационной работе получены новые научные результаты:

- обоснована необходимость и возможность построения методики проектирования НО ТПИ1 на_базе теории типов,данных и объектно-ори-онтированного подхода (ООП);

- разработана формальная модель проектирования ИО ПШТ как процесса ностроеш1я иэрархии типов дашшх, образующие модель предметной области;

- получено алгоритмическое обоснование задачи проектирования МО ГОШ на основе объектного подхода, доказано, что алгоритмически! базис процедурной вычислительной системы является также базисом объектно-ориентированной программы;

- предложена и разработана двухуровневаая структура инструментальных средств проектировщика ИО ППП;

- разработан подход к решению задачи реализации типов дашшх на базе иерархического и инициального методов реализации спецификаций.

Практическая ценность диссертационной работы заключается в том; что :

- разработана инженерная методика проектирования ИО ШШ, использующая метод информационного абстрагирования и объектно-ориентированный подход;

- разработаны инструментальные средства проектировщика ИО ШШ, представляющие объектный и реляционный уровни управления данными;

- на основа использования предложенной методики и инструментальных средств разработан ГОШ для решения задачи анализа производительности на ранних этапах проектирования в САПР ИБС.

Реализация результатов работы в промышленности. Разработанная методика проектирования ИО ППП, а также реализующее ее программное обеспечение и методика его использования внедрена в ШШ -Восход- и НИИ СА. -

Разработанная система анализа производительности ПВО вклг-чена в экспериментальный образец СЛЛ11Р АСОД, разработанный п Отраслевой лаборатории вычислительных систем МГТУ им. Н.Э.Баумана.

Пакет использовался в совместных работах с ИМ "Восход" пля оценки параметров производительности разрабатываемой сети на базе ЕС ЭВМ, СМ ЭВМ, микро ЭВМ, а также в рамках хоздоговорной иу.и МКБТ (Моделирующий Комплекс Базовой Технологии). Внедрение результатов диссертационной работы позволило повысить производительность труда проектировщиков функциональных подсистем САПР, улунгкть качество и сократить с[ зки разработки. Использование разработанного ППП в составе САТТР ИВО позволяет на ранних этапнх птюсктнро-вакия получать прогнозные оценки параметров производительности проектируемой системы.

Апробация работы. Содержание отдельных разделов и ¿иесорта-ции в целом было доложено:

- на семинарах и заседаниях кафедры "Автсматизироагано системы управления М1'ТУ им. Н.Э.Баумана, Москва, ТЯЗГг.;

- на Всесоюзной научно-то.-. юской конференции "Актуальные проблемы информатики, управлении и вычислительной техники", Москва, 1987г.;

- на второй Всесоюзной научно-технической конференции "Актуальные проблемы современного приборостроения", Москва, 1983г.;

- на Всесоюзной конференции НТТМ "Актуальные проблемы информатики, управления, радиоэлектроники и лазерной техники", Москва, 1989г.;

- на научно-техническом совещании НИИ "Восход",- МИРЭА, МГТУ им. Н.Э.Баумана "Проблемы автоматизации органи эционного управления", Звенигород, 1990г.

Публикации. Основные результаты диссертаиионной работы опубликованы в 4 печатных работах и включены в 4 отчета по ¡ИР.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на -106 страницах машинописного текста, содержит 32 страниц рисунков и таблтц, список литературы из 114 наименований и двух приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность теш диссертации, формулируется цель, задачи исследования, научная новизна и практическая ценность работы. Указывается логическая связь отдельных глав диссертации.

В первой рлаве проведен анализ методов и средств построения ИО ИПП в виде ЛЕД функциональной подсистемы САПР. Рассмотрены основные преимущества и недостатки построения ИО ГШП на основе СУБД, семантических моделей данных, теории типов дашшх и объектно-ориентированного подхода. Для решения задачи построения ИО ППП показана целесообразность использования метода информационного абстрагирования на основе концепции типов дашшх и объектного подхода к проектированию и программированию.

В результате проведенного анализа выделены основные особенности ИО функциональных подсистем САПР:

- необходимость поддержки динамических- структур дашшх, средств доопределения и изменения структур дашшх;

- необходимость поддержки и сохранения информации о всех версиях, альтернативах и этапах проектных работ;

- необходимость поддержки высокоуровневых семантических моделей дашшх;

- согласование данных меоду моделями различных ППП САПР;

- организация инструментальных средств в виде стандартных, базовых модулей, вследствие промышленного характера создания САПР.

Отме»аотся, что применение традиционных подходов к построению информационной базы САПР на основе концепции и средств СУБД затруднено в силу упомянутых особенностей САПР, а также в силу недостатков, присущих промышленным СУБД:

- схема БД фиксирована и не допускает динамического изменения в процессе проектирования;

- существенные трудности выполнения "откатов" к старым версиям БД;

- необходимость составление громоздких программ для выполнения типичных для САПР запросов к БД;

- трудность освоения СУБД, сложность которых сравнима со сложностью операционной системы;

- высокие накладные расходы ресурсов памяти и времени на

СУБД.

В качество альтернативного подхода предлагается использовать теорию типов дантшх и ООП,- при котором ИО ШТП строится в виде иерархической системы объектов-типов данных. Структура объекта, как элемента декомпозиции системы нэ модули задается определением:

<объект>: := (<список ксмпонентов>,<модель поведения») <список компопентов>::= 1<компонвнт>1 <компонент>::= <объект>:<атомарш;й объект? <модель поведения»: := последовательность сообщений» Предлагается формальная постановка задачи проектиро^тмя ИО ПШ. Информационное обеспечение представляется в виде:

I = < о, Б», (1)

где й - совокупность структур данных или информационный фонд ЛЕД, в - средства веденля информационного фонда.

Синтез ИО ППП заключается в построении отображения: мт—(2) где Нт - информационная модель предметной области (ПО) задзчи, м° - информационная модель ПО объектной ЭВМ.

В качестве мт предлагается использовать модель типов объектов следующей структуры:

Мт = Мт( 5Т, г, я(г), 2(сг), »(X)), О)

где Зт- множество типов объектов,

г - мнокество объектов, составляющих концептуальное описание ПО задачи;

р(т) - мнокество отношений между типами; Е(з-) - множество операций над типами;

- ограничения целостности типов объектов. В качестве низкоуровневой модели м" предлагается использовать модель переменных памяти с операторами присваивания:

н*5 = мс( 3е, V, 1>?, О, П), (4)

где 2е - множество типов данных;

V - множество переменных в памяти;

- типизированная область данных; П-П-З13 - сигнатура многоосновной алгебра данных в = II в,.

С

В силу большого семантического разрыва между моделями (э) и (4) отображение (г) представляется композицией пошаговых отбраже-

ний ? - ^»...„^ и вводятся промежухочше модели II, 1=1;й, и - количество итераций преобразования моделей:

У г Уп-» Уп Иг —* М4—-»...—» Мп—IIе. (5)

В результате анализа преобразования (5) выделены две задачи, решаемые при проектировании ИО ППП САПР:

1.Разработка алгоритма синтеза цепочки отображений {^1},1=ТТп.

2.Разработка пошагового отбражения м.—► М1Мл е 11,п].

Предлагается решение поставленных задач методом информационного абстрагирования и теории типов данных. Показано, что первая задача сводится к построений системы типов данных {й},* = 0,1... в результате решения системы рекурсивных уравнений, отражающих семантику ПО задачи

X = Е (X),

. где X - неизвестная типовая переменная; Е(Х) - типовое выражение.

- Система {Б.} строится по следующей схеме:

ьО I * I п 1(й

й Б ^ ... ^ С ...7^. р

"о ДО » Д п 1« ЛО СО

где оо - универсальный домен, отражающий архитектуру ЭВМ; ^.система типов, отражающая ПО задачи; - универсум понятий ПО; ■ йп—» - отображение инъекции; 1пе 1>п(11—>Сп - отображение проекции.

Вторая задача решается в рамках теории реализации типов данных и сводится к построении реализуздего отбракения 7: В'—» в представляющей системы типов Р'в представляемую систему типов и.

В г/аве рассмотрено применение ООП к проектированию ИО ГОШ, влияние принципов ООП на различных стадиях жизненого цикла ППП. Установлено, что особое значение для проектировщика НО ППП имеют следующие принципы ООП;

- объектная трактовка среды проектирования и активность объектов;

- абстракция и скрытие данных;

- наличие объектной памяти.

Указанные принципы рассмотрены в диссертации более подробно.

Принцип активности' объектов рассмотрен в связи с обсуждением семантического разрыва между методом и архитектурой используемой вычислительной системы.-

Предложено доказательство реализуемости объектно-ориентированной трактовки ПО задачи проектировагшя ИО ППП па процедурно-ориентированной ЭВМ, которое базируется на двух утверждениях.

X. Система" понятий ООП изоморфна специально подобранной модели из теории типов данных - иерархическому модул» типа.

2. Формализация ПО задачи в соответствии с принципами ооп приводит к система рекурсивных типовых уравнений относительно модулей типа, которая может быть реализована в П-П-З-алгебре данных, являющейся моделью процедурной ЭВМ.

Делается вывод о ьозмотаюсти и целесообразности ясяользоелнля ООП в методике проектирования ИО ППП.

Ё2 второй главе рассмотрены вопросы построения пошагового отображения з^: и—► ки1, а также процедуры методики синтеза модели ИО ППП в виде иерархии объектов-типов данных. Вторую задачу синтеза ИО ППП предлагается решать в рамках теории представлений или реализации типов данных. Совокупность типов данных 1-ого шага проектирования ЛБД задается спецификацией:

СПЕЦ^ < 8, П, Е > , (7)

где Б - множество сортов или основ спецификаций;

Г) - (3*х 3)-индексированное множество операций;

Е - множество равенств или логический формул, задающих свойства сортов и операций спецификации.

Абстрактный тип данных (АТД) 1-ого уровня определяется инициальной алгеброй т^щ спецификации СПЕЦ^.

Предлагаемый способ построения отображения ^ основывается на иерархическом и инициальном алгебраическом методах реализации. Реализация спецификации разбивается на два этапа реализация сортов и реализация операций. Реализация сортов задается спецификацией: С0РТРЕАЛ(= СПЕЦ + < а, Ояовт . Еаокг > , (8)

где Ояо1|Т и Еко11Т - операции и равенства реализации сортов.

Генерация сортов спецификации СПЕЦ проводится иерархическим методом: на каждом шаге текущая система типов^расширяется одной новой основой а, которая реализуется при помощи основ всех нижележащих в иерархии типов данных. Реализация операции задастся спецификацией:

ОПРЕАЛ.= СОРТРЕАЛ1 + <0, О, вор. > , (9) где еор1 - равенства реализации операции.

Семантические требования к реализации сортов и операций определяется в соответствии с инициальным подходом построением отображения:

5РЕАЛ = ^ЕАЛ^СПЕЦ^' = ТСПЕЦ1 . (10)

где . СЕМрЕДЛ - это композиция отображений СИНТЕЗ, СУЖЕНИЕ, и ОТОЖДЕСТВЛЕНИЕ.

Свойство корректности отображения (10) устанавливается проверкой 'трех свойств, для которых в работе предлагается неформальное толкование:

-- Ео-полнота означает отсутствие вложенных вызовов при реализации сортов;

- защита типов достигается соблюдением определенной структуры операций реализации сортов;

- ы-корректность или изомофность зр£дли Тспа^ означает установление взаимооднозначного соответствия между результатом отображения СЕМрЕДД и ЛТД спецификации СПЕЦ^.

Осуществлен синтез алгоритма процедуры пошагового отображения у., которая, в свою очередь, используется в предлагаемой методике проектирования ИО ППП. В главе представлен обобщенный алгоритм процедуры построения системы типов данных, отображающих модель ПО задачи в низкоуровневую модель прграммных и аппаратных средств.

Синтез ИО ППП разбивается в предлагаемой методике на два шага:

1. Формирование спецификаций типов данных предметной области происходит в направлении "снизу-вверх" от модели объектной ЭВМ мс к концептуальной модели задачи ыт.

2. Реализация построенной системы спецификаций в обратном направлении "сверху-вниз" сопровождается выделением ИО ППП в виде структур реализации пошаговых отображений

РЕАЛ.= < ПЭОНТ. , ЕБОВТ ЕОР > (II)

Совокупность {РЕАЛ.}, 1=ТТп составляют информационное обеспечение (I) задачи в виде ЛЕД ППП и средств ее ведения.

Приводится неформальная трактовка основных этапов представленных процедур, а также способ учета в инженерной методика аксиоматики типа , заданной множеством свойств Е спецификации.

Практическая реализация указанных процедур предлагается в работе на основе замены модели низкого уровня мс на промежуточную

модель высокого уровня и реализацию последней в еидз иютруме,.-талышх средств проектировщика НО ППП.

Существование для вццеленного класса задач некоторой предметной области промежуточной информационной модели обосновано следующим образом:

- ограничение множества рассматриваемых задач некоторым классом задач предполагает наличие общих для всех задач этого класса структур и операций управления денными;

- интеграция нескольких ПЛП в САПР требует унификации технологии обработки данных, принятия некоторого стандарта на используемые структуры данных, по крайней мере на уровнях, близких к машинному представлению;

- реализация нескольких задач на единой объектной ЭВМ предполагает, что последние шаги в проектировании структур данных, приведут к одним и тем же типам данных, отражающим архитектуру ЗВМ.

Таким образом, задача (2) синтеза ИО ПШ представляется в виде композиции:

? = у". У , (12)

где -зг" = м°—► цс - задача реализации высокоуровневой промежуточной модели ы° в базовой модели м°- П-П-2-алгебре данных;

9- = мт—► - задача реализации концептуальной модели предметной области задачи в высокоуровневой модели объектной ЭВМ.

Задача э>* решается на этапе построения общесистемного обеспечения САПР и заключается в разработке инструментальных средств проектировщика ИО ППП. Задача у' решается на этапе разработки конкретного ГШ и заключается в построении и реализации части абстракций данных от концептуальной модели задачи до уровня, реализованного инструментальными средствами. В качестве промежуточной модели и" предложено и обосновано использование одной из известных в настоящее время моделей данных,

В третьей главе рассматриваются вопросы построения инструментальных средств проектировщика ИО ППП. На основании результатов, полученных в-предыдущих главах, предлагается концепция реализации отображения г" в вида Общесистемных Средств Управления Данными (ОСУД). Приведем основные положения концепции ОСУД :

- предоставление средств обработки общих структур данных в оперативной памяти;

- поддержка санкционированного доступа к данным, уменьшение избыточности данных, создание дисковой копии ЛБД ППП;

- организация средств скрытия и защиты данных, освобождение прикладной программы от распределения и управления памятью;

- поддержка объектной трактовки среды проектирования, реализация памяти объектов,

- организация инструментальных средств в виде библиотеки стандартных, базовых средств разработки.

Рассматриваются преимущества прелагаемой концепции в сравнение с существующими подходами.

В целях достижения компромисса между обобщенностью и ориентацией на конкретные приложения разрабатываемых средств, предлагается двухуровневая сруктура ОСУД:

- на первом уровне реализуются обобщенные средства для работа с памятью объектов, причем объект рассматривается на уровне оболочки ;

- на втором уровне структура объекта детализируется в соответствии с опредолейной моделью данных, а инструментальные средства предоставляют операции типов данных выбранной модели;

В качестве основы модельного уровня ОСУД предлагается использовать реляционную модель данных. Рассмотрены основные свойства реляционной модели и возможности ее использования в ППП, ориентированном на использование в САПР. Преимущество использования реляциогашой модели в предлагаемой методике проектирования обусловлено следующим:

- полнота реляционной модели, возможность моделирования любых типов данных;

- алгебрэи"еская трактовка реляционной модели в виде набора конечных отношений различной арности унифицирована с принятым в работе представлением система типов данных в виде многоосновкой алгебры;

- представление данных в виде плоских Файлов наиболее естественно с точки зрения конечного пользователя ППП САПР.

Выделены также следующие трудности реляционного подхода: алгоритмическая неполнота реляционных языков, необходимость последовательного просмотра отношений при выполнении операций поиска данных. Описаны подходы к преодолению этих трудностей в ОСУД.

Формальная структура ОСУД задается следующими определениями:

1Г>

<ОСУД>

спамять сегментов?

<СШСОК СвГМвНТОВ?

ссегмент?

<РБД>

ссписок отношеши

<отношение>

<список кортежей?

скортеж?

<список атрибутов?

сатрибут?

В главе рассмотрены особенности ОСУД, отражающие выделенные в первой главе принципы объектно-ориентированной методики проектирования ИО ППП. Принцип наличия памяти объектов реализован в ОСУД следующим образом. Структуры данных ППП организованы в виде совокупности оболочек структур данных объектов, вложенных в объемлющую оболочку ЛБД ППП. Доступ к объектам осуществляется через системную таблицу дескрипторов. Предложен и разработан вариант двухуровневого дескрипторного доступа к объектам, который обеспечивает перемещаемость объектов на внешнюю память системы, а следовательно, поддержку версий и альтернатив проекта. Реализованы функции управления динамической памятью, устранения сегментации, утилизации неиспользуемой памяти. Поддержка целостности ЛБД ППП обеспечивается предложенным в работе механизмом макроопределений, подключаемых на входах модулей, реализующих операции ОСУД.

Принцип абстракции и скрытия данных отражен в разработанном в диссертации способе доступа к объектам в оболочке ЛБД,допускающем две степени защиты данных внутри объекта:

- сильная инкапсуляция обеспечивает не абсолютную, но относительно высокую, защиту данных, для доступа к объекту требуется просмотр таблицы дескрипторов;

- слабая инкапсуляция ограничивает степень защиты, но уменьшает время доступа к объектам ЛБД.

Реализация ОСУД рассматривается как построение отображения ыезду уровнями абстракций данных. При проектировании выделены три

:= (спамять сегментов?, снабор операций;1 := <спасок сегмантов>|сРБД? := <сегмонт> | ссписок сегментов?ссегмзнт? := соболочка?|сатрибут? := <список отношений?

::= <отношение>|ссписок отношений? «отношение? := ссписок кортежей? := скортеж?|ссписок кортежей?скортек? := ссписок атрибутов? := сатрибут?|ссписок атрибутов>сатркбут? := сцелое число?|свещестьеннов чнс^о>| сстрока бит?|сстрока символов?| соболочка?.

уровня абстракции:

- уровень реляционной модели данных со со спецификацией СПЕЦ,;

- уровень памяти объектов С1 со спецификацией СШ^ ;

- уровень базового языка программирования со спецификацией СГОЯ^.

Тогда задачи реализации (II) сводятся к построению двух спецификаций:

РЕАЛ1 : СПЕЦ2 —► СПЕЦ1 ГЕДЛ2 : СПЕЦ1 —» СПЕЦО

следующего вида:

РЕЛИ = (тогам, 1вога1, Е0Р1) РЕЛЛ2 = (0301112, ЕЗОИТ2, Е0Р2)

Структура спецификаций рассмотрена отдельно на уровнях реализации сортов и операций.

Программная реализация ОСУД включает девять модулей с 28 точками входа на языке ПЛ/1 (оптимизирующий). Общий объем программ более 1100 операторов и около 60 Кбайт оперативной памяти. ОСУД организован в виде библиотеки объектных модулей операционной системы и работает под управлением ОС 6.1 ЕС и ОС 7 ЕС.

Разработанный комплекс программ прошел апробации на предприятии НИИ "Восход", включен в состав САПР АСОД и был использован при разработке ППП СГМП.

В четвертой главе решается задача разработки ППП СШ1 (Система Генерации Моделзй Производительности) предназначенного для расчета производительности ИБС на многоуровневых моделях теории массового обслуживания.

Основные особенности реализованного в СШ1 метода расчета второго порядка состоят в следующем:

- метод позволяет учитывать ситуацию блокировок ресурсов заявками путем перехода к многоуровневому описанию;

- допускается расчет замкнутых и разомкнутых сетей массорого обслуживания;

при пересчете интенсивностей потоков заявок на нижние уровни модели рассматриваются фиктивные источники единичной емкости;

_ - при расчете времени ожидания заявок используются эвристические формулы, полученные методом "меченных заявок" с коррекцией фоновыми потоками.

Задача проектирования ИО 1Ш11 СШ1 формулируется как построение отображения мт—► ы° концептуальной модели предметной области Мт в реляционную модель м", реализованную в инструментальных средствах ОСУД.

Иерархия абстракций предметной области ПИП включает в себя следующие уровни описаний:

- концептуальное представление ИБС моделью характеристик производительности;

- представление ИБС специальной сетью массового обслуживания-миогоуровневой вложенной схемой;

- представление иве в виде схемы агрегатов модели следующего вида: SA. = <Р, z, s>, где р - множество узлов; Z - множество заявок; S - множество связей.

- представление ИБС в виде набора отношений ЛБД ПИП СГМП.

Рассмотрена реализация ППП СГМП, представлена функциональная

и структурная схемы пакета, граф диалога пакета, структура бланков-шаблонов для обмена информацией с пользователем.

Пакет разработан на языке ПЛ/1-0, содержит около 40 модулей, занимает от 150 до 200 Кбайт оперативной памяти и работает под управлением 00 ЕС.ППП СГМП использовался в СААЛР АСОД, разработанной на кафедре ИУ-5 МГТУ им. Н.Э.Баумана, а также в хоздоговорных работах совместно с НИИ "Восход".

Анализ результатов проектирования ИО ППП проводился путем сравнения ППП СГМП с пакетами программ, построенным! с использованием СУБД "СЕТОР" и библиотечного метода доступа ОС ЕС. сравнивались объешю-времешше характеристики ППП, а также показатели качества ИО ППП. Оценка качества ИО ППП проводилась на основе экспертного и расчетного методов. Получеггные результаты сравнения подтвердили достоверность сделанных в диссертации выводов. Использование ППП СГМП подтвердило работоспособность предложенных инструментальных средств и компоненты ИО ППП СГМП.

В заключении изложены основные научные ' и практические результаты диссертации.

В приложении приведены ocho, míe положения теории схем программ и теории типов данных, а также доказательство существования и процедура построения решения типового уравнения (6), рассматриваемого в первой главе диссертации. Представлены акты об использовании.результатов диссертационной работы.

цдюшчв результата ■

1. Разработан метод проектирования информационного обеспечения функциональных подсистем САПР, основанный на принципах объектно-ориентированного подхода и теории типов данных и предназначенный для построения оперативной базы данных

ПрО'?!<7ТрОЕЛНПЯ.

2. Прппедчн анализ существующих подходов к управлению данными в САПР, построена формальная модель процесса проектирования ЙО ИЛИ и радо локальной базы данных.

м. Предложено пошаговое реализующее отображение при построении иерархии абстрактных тштов данных предметной области ППП строить на основе иерархического и шшпиального методов. Разработана формальная модель пошагового отображения, и новый способ реализации спецификаций в процессе проектирования ИО ППП.

4. Доказана возможность и целесообразность использования основных положений и принципов объектно-ориентированного подхода в методике ироегегароватш ИО ПШ. Получено обоснование методики проектирования на основе обьектжч'о полгода с точки зрения архитектуры процедурной ЭВМ.

5. На основе предложенной методики проектирования обоснована концепция и разработана двухуровневая структура инструментальных средств повдержки процесса проектирования КО ШШ. На анемодальном уровне предоставляются средства управляют Памятью объектов, на модельном уровене реализованы структуры данных и операции реляционной модели данных.

в. Разработан способ дескрипторного доступа к объектам локальной базы дашшх ППП, допускающий два варианта стфития информации, рэзтатцюся по степени зашиты и скорости доступа к объекту.

7. Разработан комплекс программ ОС,УД 1фзднагяаченный для использования в качестве инструментального средства при разработке ИО ППП САПР. Комплекс написан на языке ПП/1 и подзршг более 1100 операторов языка.

8. На основе предложенной методики и инструментальных средств разработан ППП СГМ1'1, предназначенный для расчета производительности КЕС на многоуровневых аналитических. моделях. НГШ включен в состав экспериментального образца СААПР, созданного в ОЛВС ЙГТУ ш. Н.Э.Баумана. (ППП написан на язкк» 114/1 и содержит

14-

Солее 3200 операторов).

9. Основные результаты диссертационной работы использованы ь НИИ "Восход" при проведении опытно-конструкторских работ. Использование методических и инструментальных средств проектирования позволило сократить сроки и повысить качество проектирования ИО ППП. Анализ результатов проектирования ГОШ СИМ подтвердил сделанные в диссертации теоретические предположения и практические выводы.

основное содержание диссертации отражено в следующих печатных работах:

1. Алексеев O.A., Грибова И.А., Федоров E.G. МаделироЕание вычислительных сетей многоуровневыми сетями массового обслуживания// Вопросы проектирования и эксплуатации информационных и управляющих систем: Межвузовский тематический сборник научных трудов.- М., ЮТА, 1990. - С.60-66.

2. Алексеев O.A. Инструментальные средства управления данными для разработки пакетов программ// Актуальные проблемы информатики, управления, радиоэлектроники и лазерной техники:Тез. докл. Есесоюзн. научн.-техн. конф.- М.. 1989. - 4.1. - С.53.- д.с.п.

3. Алексеев С.А., Кистанова Г.В. Разработка средств объектно-ориентированного программирования для построения ППП САПР// Актуальные проблемы современного приборостроения:Тез. докл. Второй Всосоюн. научн.-техн. конф.- М., 1938. - С.39.-д.с.п.

4. Алексеев С.А., Кистанова Г.В. Технологические аспекты проектирования и изготовления пакетов прикладных программ //Актуальные проблемы информатики, управления и вычислительной техники: Тез. докл. Всесоюзн. научн.-техн. конф.- М., 1987. -4.1С.54. - д.с.п.

Г 5