автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Оптимизация системы команд диалоговой САПР технологических процессов в машиностроении

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ Р» ПО ДЕЛАМ НАУКИ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАШШ СТАШОШСТРУЫЕНГАЛЫШ ИНСТИТУТ .

На правах рукописи У2К 658.512:681.3.015(043.3)

ГГШКИНА НАРИНА АЛЕКСАНДРОВНА

ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТИИ НСШЩ ДИАЛОГОВОЙ САПР ТЕЗНОЛОПШСКИХ ПРОЦЕССОВ В ШШНОСТРОШШ

Сгадаалъность 05.13.12. - Систека автоматизации

проектирования

АВТОРЕФЕРАТ дассортадаи вв ооаскашэ ученой степэяа кандидата технически иаук

МОСКВА 1992

Работа шпоявэна в Уосковскои ордена Трудового Красног Знамени станвоинструментадьноы институте.

Научный руководитель:

Научный консультант:

чдвн-коррвспондент РАН, профессор Соломвнцвв D.U. доцент,кандидат технических наук Бескн А.Ы.

0$йцньшше огшошкти:

профессор, доктор теишческях наук Кузьшгн В.В доцзк? в кандидат технических наук Новиков О.А

Ведущая оргашзацая: Центральный научно ксс-кадовательскнй технологический институт (ЦНИТИ)

Зааата состоится 1992 г. в

на засодшшк спвтшшироаанного совета Л 063.42.02 ! Московском стшткошсгруионтальвом ¡шституте по адресу: 101472 ГСП, Ыосквв, К-55( Вадковский пер., За

С дасвртацией можно ознакомиться в библиотеке Московской станкоинструмвнтального института за один месяц до защиты.

Автореферат разослан " ^" 1992 г.

Ученый секретарь

спбаиализировашюго совета /', -

ЯШ.«.02 к.т.н. Волкова Г.Л

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ. Одной из важнейших задач современного этапа i вития нашего общества является ускоренное развитие всех }аолвЯ прошялекности в особенности машиностроения. Решение )fl задача швозиогно без дальнейавго применения средств шслительной техники в проектировании я изготовлении изделий шюстроення. Системы автоматизированного проектирования отологических процессов (САПР ТП) призваны увеличить эизводитедьность работы прсюктяровщжов-твхнологов, повысить дество проектных решений.

В основном существующие сейчас САПР ТП - вто системы 3 колония. Особенность систем 3 поколения в тон, что приоритет дается диалоговому общению технологе и ЭВМ.

Опыт применения диалоговых систем различного назначения к стоящему ыоиеяту показывает высокую эффективность и рсшктивность использования данной формы организации числительного процесса, Шесте с тем выявились н недостатки ис.1> :

1) Увеличение стоимости проектирования за очэт ползштелькых дегошя. затрат на создание математического, формацконного и лрограмжого обеспечения диалога;

2) Сннзэнне производительности труда технологов за счет эличення времени проектирования в диалоге н трудностей ■реализованного общения.

Поэтому возникает необходимость оптимизации диалога а лях гуманизации процессе общения человека и ЭВУ и повышения юизводателькости ра<5оты пользователей-технологов в САПР ТП.

Адаптация к потребностям пользователей - одно вз основных ¡правлений оптимизация диалога, повыкеная ях

Структура задач, решаемых при проектировании диалоговых САПР ТП 4 поколения

САПР ТП 3 по* гения

Недостатки

ДИАЛОГ

Увеличение стоимости

Прйаи_вм-_ ____

проектирования

Создание математического обеспечения диалога

Соэяание информационного обеспечения диалога

Т1"

Создание программного обеспечения диалога

Снижение производительности труда

Увеличение

времени

проектирования

Ж

Трудности

формализованного

общения

!

Пути решения

Формализация творческих функций человека

ОПТИМИЗАЦИЯ ДИАЛОГА

1—

3

Использование макрокоманд

Формирование оптимального комплекта макрокоманд

Использование установок по умолчанию

Переопределение имен команд, используя сокращения и замены

САПР ТП 4 поколения

довлетворвнности диалогом и выполняемой деятельностью в злом.

Под диалогом понимается процесс оперативного обмена эобщекиями между человеком ЭВМ, направленный на решение энкретной прикладной задачи. Эф$ективность диалогового Зщения > в частности, зависит от используемого эрлализовшшого язика. Поэтому в качестве объекта оптимизации диссертации выбран язык диалога командного типа - система ззовых команд диалоговой САПР ГП.

Одно из основных направлений оптимизации системы базовых >ыанд - это использование макрокоманд в диалоге.

Основными достоинствами' использования макрокоманд 1ЛЯЮТСЯ.*

1) Сокращение времени диалога;

2) Бозмошость модификации деЯствуюцэй системы без репрограммирования;

3) Адаптация к потребностям каядого конкретного льзователя, что снижает трудности формализованного общения.

Однако, в современной науке на раке на проблема рмировэния макрокоманд. Во всех рассмотренных работах рмяроваше макрокоманд до сих пор - возлагается на льзователеЯ САПР ТП. В результате использование макрокоманд

/щйствляется не в полную силу.

•

Предметом исследование диссертации являются процесс 18 кия человека и ЭВМ, критерии адаптации диалога к 1ьзователю, критерии оптимальности формируемых макрокоманд, (имущества и недостатки использования макрокоманд.

ЦелЕ рабощ - повышение производительности труда

пользователей САПР технологичеких процессов за счет разрабоп метода оптимизации системы команд САПР ТП на эта функционирования системы.

Для достижения поставленной цели в работе поставлена решена научная задача выявления закономерностей формирован макрокоманд, позволяющих перейти к оптимальной системе базой команд и макрокоманд на основе:

1.Выявления условий существования системы базовых, кома и макрокоманд;

2. Оценки влияния использования макрокоманд на вре ответа системы в диалоге командного типа;

3.Формализации критериев оптимальности формируем макро" «анд;

4.Математической модели и методики формирован оптимального комплекта макрокоманд.

Методы исследования. Дня теоретических исследований

практической реализации применялись метода статистическс

анализа, теории массового обслуживания, статистическс

моделирования, системного программирования и технолоз программирования.

Научная новизна диссертационной работы заключается следующем:

1.Установлены закономерности формирования макрокоманд основа временного и частотного критериев;

2.Установлена взаимосвязь между оптимальное Фордируемого комплекта макрокоманд и удельным весом, а та; количеством получаемых макрокоманд;

3.Разработаны методика и ,алгоритм формирова

шального комплекта макрокоманд.

Практическая парность. Практическим результатом работы штся создание . пакета прикладных: программ (ППП) гпмазатор", который является инвариантным по отношению к згртапкщ обеспечения (ПО) САПР ТП. Использование данного I увеличивает удобство работы в диалоговых САПР ТП, зньпает время проектирования в диалоге командного типа, эдствиз» чего является сокращение сроков и снзканне удоошгастя автоматизированного проектирования.

еШШМ а iroOKrawqroOQth. в настоящее врвия реализована швдрвкн все компоненты ППП на ПО "Широкая завод".

ROiMJU Осковгае результат!; робота «ладывгшкзь па кон-Ейрбшшпх:

1„ Городская научпо-лректичосная тсонфаршщил "Лучшие 1!5<ш.» огудуитоп - ЯАрСЩШУ scshxcotj' г. посгсш". СЭ1ШИЯ funmoctpooBiiö*, IG ,же,Оря IS8? г., г.Глсмга.

-iQ-zn сютовчоская нсучво-тошшскоя коп$эрэнцня jcctbkkkrü, isbs г,

3. л"3*яилял/'5к?дая К hbtc*siljs33ibw яроцэссоп подготовке! ilOCtäro.Müi ИЗ ПрШ30ОДС?й0 №Ш ИЗ'ГЭ-ЧЙГ's 27-29 сентября г.» г'-Сапасклюль.

3 полют; ооъэиэ работа докладывалась к обсуадшгась: I.IX мэг^упародкая хокйэрэнцкя CCrIFC0KTR0b'89, ratiolava, 31/1989.

2. XII научная коррекция болгорикк аспирантов в СССР с задународинм участием. Москва, 14-15 ишя 1990г.

3. Конференция "Автоматизация техколопооского

проектирования", г.Пенза, 1991г.

Цтбликаши. По теме диссертационной работы опубликовано печатных работы, список которых приведен к конца настояще1 реферата.

Объем ¡5 структура р^ботц. Диссертационная работа излохев на 180 страницах машинописного текста и состоит из введения четырех глав, заключения, библиографии (90 наименований) и I приложений на 28 страницах, содержит 30 рисунков, 7 таблиц Общий объем работы - 209 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Ё2 ввеленр обосновывается актуальность и дается обща, характеристика работы.

В норвор„ главе осуществляется анализ современной состояния вопроса, определяется нель и задачи исследовения.

Прк создании САПР ГП разработчики столкнулись с рядо* проблей: сложность и невозможность формализации проект« решений, преобладание эвристических методов в проектировании, различие практических способов принятия проектных решений. Поэтому такие свойства технолога, как умение легкс ориентироваться б условиях неполной определенности постановку задачи,, кажущейся шогозначкосга ее решений и практической их несопоставимости, оказались весьма ценными и необходимыми и послужялй базой для использования диалоговых режимов. Тесное взаимодействие технолога и ЭВМ в процессе проектирования -один из принципов построения и эксплуатации САПР ТП 3 поколения.

Опыт применения диалоговых систем (ДС) различного назначения показал высокую эффективность и перспективность использования данной формы организации вычислительного процесса- Б то те время использование режима диалога влечет за

5oft необходимость создания математического и программного юпвчотя организации диалога, решения ряда эргономических 184 для определения оптимальных форм общения человека с ЭВМ, гамза более высокую стоимость и трудоемкость проектирования, звякает задача оптимизации диалога.

Центральной проблемой в создании диалоговых систем ляэтся проблема общения пользователя с ЭВМ. Эффективность алогового общения, в частности, зависит от применяемого sata общения (рис.2), т.к. от качества языковой реализации бисмят, будет ли ЭВМ использоваться в полную силу или нет. пая лучшая из когда- либо разработанных систем окавотся сполезноЯ, если ее не применять должным образом. Поэтому ики систем в основном определяют "лицо" САПР, степень обства в обращении с данной програшной системой и, в нечном счете, отношение в ней пользователей.

Возникает проблема совершенствования и находцення тамальноЯ форды языка обдения. В литературе отмечается два даода к оптимизации языка общения - это использование в честно языка общения естественного языка к осуществление ¡впгвции исшльзуегюго языка общэняя к конкретному льзователн. ,Кроме того, отмечается, что общение на :тастввш10М ягико - дело отдаленного будущего и делается [вод о необходимости адаптации языка общения к различным шьзоввтелям в процесса функционирования системы.

В качестве объекта оптимизации в диссертации выбран язык ¡алога командного типа - система базовых команд САПР ТП. зуществление адаптации командного языка к пользователи тачает управление структурой системы команд в согласии с цивидуальными характеристиками пользователя системы. В , «ьнейяем такое управление будет навиваться оптшыъньи, а

Модель диалогового общения

1 - Модель пользователя как участника

общение;

2 - Модель языка общения;

3 — Модель предметной области;

участники общения;

посредник в общении человека и ЭВМ.

Рис.2

процесс управления - отаттэатеи систем нолонО.

Одно из основных направлений оптимизации системы команд ->то использование макрокоманд в диалоге.

Макрокоманда представляет собой последовательность 1азовых команд, выполняемых в автоматическом рекиме без иравляпдего воздействия человека и предназначена для замены [вето используемых последовательностей базовых команд.

Однако в современной наунэ на решена проблема формирования макрокоманд. Во всех рассмотренных работах формирование макрокоманд до сих пор возлагается на гользователя САПР ТП. В результате использование макрокоманд )суцестшшэтся не в полную силу.

Кроме того, не дана оценка влияния использования дзкрокоманд на такой критерий производительность: работа тользозотеля, кал время ответ я спстост. Установлено, что вр-з-.п этвета не дотаю быть значительно больше или меньше эпределапного значения. В лтсаратуро наиОолеэ вф&жтиадигм значопивм врэиэш! ответа систл* определяется значение в 3 закутан.

Данная работа поовяжена гду-:о:гдс п разработке пвучпого подходе к процессу «|ор«яроввтй макрокоманд к опрэделониэ влшшая тяюльоозввш каирокошял на щтш отвага система.

За основу адаптации система команд щшят принцип адаптерущэгсся диалога, коториЯ заключается в следувдам. Адаптируемая система в процессе работы собирает определенные показатели диалога - некоторую информации, которая используется блоком опттагаацин для формирования макрокоманд. Определении необходимой информации и принципов фориароввкая кокрокоманд посвяцеш слэдуищге главы.

Во второй улане . рассматривается пообходкшо типовые

требования к существованию систему базовых команд макрокоманд в эффективность работы с макрокомандами. результате анализа существующих текстовых редакторов Оыл выявлены две группы команд:

1. Команды, выполняете за один ваг;

2. Команды, гребущие газвагового наполнения с участие человека.

В результате того до анализа <5ша выявлены две форм выполнения пошаговых коквдд: прв^вхсиая а экранная. В случа использования префиксной формы текстовые редакторы требую наягак специально® префиксной зоны на экране дисплея дл занесения информацией упревлявдей ходом выполнения команды, случае 'соользовання экранной формы эта информация задается помощью курсора и специальных клавиш.

Очевидно, что подобные пошаговые команда не смогу выполняться в автоматической режиме, а, значит, использоваться в макрокомандах.

Поэтому была разработана "удаленная" форма выполнена базовых команд, которая предполагает передачу информации необходимой для выполнения команды, через параметры это команды.

Поэтому, объединяя базовые команды в макрокоманду необходимо осуществить передачу параметров этим командам. ; процессе выполнения макрокоманды могут возникать ситуации когда пользователь хочет приостановить или вообще прервать е< выполнение. Поэтому необходимо предусмотреть специальную точк; диалога внутри макрокоманды.

Для того, чтобы неоднократно использовать макрокоманду, также для наличия большого числа разных макрокоманд необходим иметь возможность идентификации каждой отдельной макрокоманды

например, с помощью уникального имени.

Для того, чтобы с каждой макрокомандой была связана определенная цепочка команд, необходимо имени макрокоманды поставить в соответствие ее макрорасширение„ то есть перечень необходимых команд. Синтаксис записи макрорасширений должен предусматривать разделение составляющих команд специальным знаком, а также указание параметров номерным знаком (рис.3).

Для такого метода использования макрокоманд необходима возмошость записи, хранения и модификации макрорасширений.

Очевидно, что использование макрокоманд уменьшит время выполнения отдельной цепочки макрокоманд, вместе с тем время ответа системы долнно увеличиться. Время ответа систеиы будет зависеть от объема выполняемой макрокоманды. Поэтому необходимо определить оптимальные объемы гдыкрокомавд, максимально сокращающие время диалога и минимально увеличивающие время ответа системы.

На основа анализа процесса выполнения макрокоманды было выявлено, что математической моделью его моют быть система массового обслуживания (С?,ГО) смвязтюга типа.

Так, заявками в атом случае являются команда, задаваемые пользователем в случайныэ моменты времеш!, а линией -ггрограиетое обеспечение САПР ТП. Заявгаг (команда) образуют поток -последовательность заявок со специальным чередованием моментов га появления во времени.

Б САПР ТП линия мэкот находиться в одном из двух состояний: линия выполняет очереднув заявку пользователя (занята), линия здет от пользователя заявки (свободна).

В результате использования макрокоманд наряду о Оазовьаи командами, а также наличия буфера для поступающих команд, время прерывания заявок в системе г отлично от нуля, но не

Структура макрокоманды

Имя макрокоманды

2 параметр

%)В|{3,|| КОЛЕСО

1 параметр

Макрокоманда

Макрорасширение

Точка диалога

= "в [&Т| ШЗД ?и ГН1(|1|шаО|$] сохр'1

V --- -'•-[— ----ч

Разделители команд

Выполняемые команды

1. В 3.КОЛЕСО

2. ?И 3

3. Просмотр рейультатов

4. СОХР

Рис.3

бесконечно „ Поэтому была выбрана модель СМО смешанного типа.

Для СМО смешанного типа показателем качества обслукивания ояет быть среднее значеше времени занятости т3 линии, аявка, принятая к обслуживанию, занимает линию на время %3. о истечении этого времени линия освобождается и оказывается пособной приступить к обслуживанию новой заявки.

Время ответа системы для диалога командного типа будет оответствовать времени, которое ждала заявка с момента рихода до начала своего обслуживания - 5?п состоит из ремени выполнения предыдущей группы заявок (объем группы аявок «I, если выполнялась базовая команда, или равнялся п, ели выполнялась макрокоманда из п базовых команд) и времени гадания обслуживания этой группой заявок. Время писывается уравнением

пп-тах(0,ЯпИ + - (I)

це яп-1 ~ ВР0МЯ окидшшя обслуживания п-1-ой партией заявок:

йп_1 ~ время обслуЕивания п-1-ой партии заявок; ~ время поступления п-1 партии заявок.

Для реаошя уравнения (I) было осуществлено ?атистпчэскоэ модэлароввкнв диалога командного юта. Сущность гатистнчэокого моделирования ■ состоит • в едэдувздм. фабй'ЙЙэотся спедааяьнм реализация потоков однородных >быткй: моделируются процесса функционирования обслукаващах ютем; информация о процессе подверагается статистической ргботке с целью оценки показателей качества обслуживания.

В качестве моделирущего алгоритма был выбран алгоритм шенмя уравнения (I). В результате кодэлирования процесса слугяввшя заявок было получено N значений а среднее -эмя ответа системы равно :

Н

¿Л V •

Для генерации потоков поступающих команд были выявлены законы распределения случайных величин: временного интервала т® между поступлениями 2 последовательных команд и времени выполнения команды т®.

Для моделирования объемов поступающих заявок V® были реализованы различные режимы использования макрокоманд: соотношение используемых базовых команд и макрокоманд менялось от I до 10; объемы используемых макрокоманд изменялись от 2 до 10 базовых команд. Обслуживание осуществлялось только для одной команда, то есть

По результатам моделирования был сделан вывод: использование часто повторяющихся макрокоманд объемом от 2 до 5„ к редко используемых макрокоманд объемом свыше б базовых команд не ухудшает качественные характеристики диалога.

В третьей главе разрабатывается математическая модель формирования макрокоманд в диалоговых САПР ТП.

Ака тез работы пользователей в САПР ТП в диалоге командного типа показал, что ее моею изобразить в виде последовательности поступашнх от пользователя команд и розделявдих их времен:

13 2 13 1+1 п 3 - А, - ... — А, - ... — Ап, (3)

Л

где А^ - команда диалоговой САПР ТО;

1 - 1,..,п;

п - количество команд б последовательности;

3 [I,к];

к - количество команд диалоговой САПР ТП; ^ - интервал, в^имени между поступлениями 2-х следоватвльных команд А1 и А^;

причем последовательность А1 - упорядочена по возрастанию :ачений 1, по значениям ^ - неупорядочена.

Такую последовательность команд будем называть' иахоОной 1П). Возникает задача определения макрокоманд в этой 'следовательности. Для этого необходимо определить все 1Вторяпциеся фрагменты исходной последовательности. Такие >агменты будем называть претндеташ* Макрокоманда Юираются из претендентов, имеющих определеную частоту 1Вторения.

Нахождение макрокоманд в исходной последовательности «но было бы выполнить с помощью комбинаторного анализа, но ¡я этого необходимо осуществить перебор' И размещений о даторениямн и выполнить й*п сравнений

\

£ 1

п» И = п» 2 К , (4)

1=2

10 К - количество различных базовых команд,

п - количество команд в исходной последовательности. Такая операция практически невыполнима из-за большого земени вычислений. Поэтому были разработаны критерии, ?раничивавдие этот перебор.

Кок отмечается в литературе, структура диалога повторяет рруктуру решения задачи, а диалог разбивается на подзадачи, эответствуадив позадачам 'процесса проектирования. Анализ зботы пользователей показал, что величина вреиониых згервалов на границе мекду двумя последовательностями команд, гаосяиихея к различным подзадачам проектирования, больше, чем ¡утри этих последовательностей.

Поэтому поиск макрокоманд должен осуществляться I соответствии с указанным свойством. -На основании этого был сформулирован основной принцип выделения макрокоманд на основе временного критерия % и частотного критерия X :

1.Необходимо разбить исходную последовательность в местах, где

2. Для полученных в результате претендентов необходимо

вычислить частоту их повторения Х^ :

т.

^.-¡1. (5,

где т1 - количество повторений 1-го претендента, N - общее количество претендентов;

3.Выбрать макрокоманда из претендентов, имеющих Х^, где К - частотный критерий.

Процесс формирования макрокоманд должен быть направлен на

достижение максимальной производительности работы

пользователя, которую мокно достигнуть с помощью использования

макрокоманд, т.е. как могно больше подзадач проектирования

должно выполняться в автоматическом рекимэ.

Время диалога командного типа находится в прямой

зависимости от количества вводима команд, поэтому необходимо

уменьшать количество таких команд и, следовательно,

увеличивать объем действий, выполнявшх каадой макрокомандой.

Разбиение исходной последовательности иа максимально

длинные претенденты соответствует использовании временного

критерия 1да2. Для того, чтобы определить, будет ли

являться данный претендент макрокомандой, необходимо, чтобы он

повторился в ИП хотя бы еще I раз. Поэтому минимальное

значение частотного критерия А равно

2

\ = -. (6)

Л

где R - обшео количество претендентов. Разбиение ИП при r=t1 должно стать исходной точкой в процессе формирования макрокоманд, далее необходимо продолжить анализ Ш для другого значения t. Анализ ИП должен осуществляться до тех гор, пока т > t^, nin. На каждом шаге анализа разбиению подвергается вся ' исходная последовательность. Таким образом могут быть йолученн самые крупные из существующих макрокоманд и в то же время не будут упущены более мелкие, а также будет учитываться возможное разбиение длинных макрокоманд на более короткие.

В результате данного анализа будет получен полный таречень объективно существувдих макрокоманд. Однако, в эезультатэ анализа ИП должен получаться не полный перечень зсех существующих макрокоманд, а лишь таких, макрокоманд, соторые составляют оптимальный в смысле макисимальной Производительности работы пользователя комплекта.

Для получения оптимального комплекта макрокоманд (ОКМК) геобходимо также провести серию анализов ИП (рис.4) для 183ЛИЧШХ значений временного критерия л. Причем казвдцй юследукин® иаг анализа долиея проводиться для ИП без щученных на птадыг/гаем шаге макрокоманд. Сохраняя на каждом are анализа макрокоманды, получим некоторый набор акрокомавд. Объем полученных макрокоманд в сумме будет тремиться к объему ИП, среди макрокоманд будут присутствовать аксимально длинные, поэтому получаемый комплект макрокоманд удет оптимальным.

Определение закона изменения значений временного критерия - J(t)- для шагов анализа Ш было сделано экспериментально, ля этого было сделано:

I) Разработана математическая модель ИП на основе

Формирование оптимального комплекта макрокоманд

Полученный комплект макрокоманд :

- исходная последовательность, подвергаемая анализу:

Рис.4

статистических законов распределения' следующих случайных величин: временного интервала t. мевду командами и частоты

* п,

используемых команд . В соответствии с подученными законами построена теоретическая ИП - ТИП.

2) Разработан план перебора законов J(i). Для этого выделены 3 фактора, влияющие на получение макрокоманд - число различных значений х для каядой равновероятной области графика закона распределения величины ti. В качестве плана експеримента выбран полнофакторный анализ.

3) Количественно формализованы критерии, выражающие меру оптимальности получаемого комплекта макрокоманд:

1. Удельный вес макрокоманд в исходной последовательности

п

Е V ПЦ 1=1 г 1

и -- , (7)

N

где п - количество различных макрокоманде полученных в процессе всего анализа исходной последовательности; lj- длина 1-ой макрокоманда: п^-количество повторений i-oft макрокоманда; N -объем исходной последовательности.

Osier (8)

Чем больше будет значение й, тем оптимальнее полученный комплект макрокоманд, поэтому й+1.

2. Количество полученных макрокоманд

ff- I k<. О)

где n - количество аагов анализа исходной последовательности;

ltj - количество различных макрокоманд, полученных на 1-ом шаге анализе исходной последовательности.

КЕйЫ. (10)

где N - объем исходной последовательности.

Содержание эксперимента: в соответствии с планом эксперимента проводилось несколько анализов ТИП для различных законов изменения временного критерия т. Среди всех полученных комплектов макрокоманд в соответствии о критериями оптимальности определен оптимальный комплект макрокоманд, а соответствующий закон изменения Л(г) был выбран в качестве искомого.

Методика формирования ОКШ :

1.Принять в качестве тах;

2.Разбить исходную последовательность в местах, где ^ьт.,;

3.Для полученных в результате претендентов вычислить частоту их повторения по формула (6);

4.Определить Я по формуле (6); ' 6.Выбрать макрокоманды из протевдантав, имеющих Х^Х;

6.Удалить из исходной последовательности все повторявдаося преденденты, выбранные в качества макрокоманд;

7.Выбрать следующее значении г^;

8.Разбить исходную последовательность в мостах, гдо 1^«;.,;

9.Для полученных в результате протокдентов вычислить частоту их повторения Х1 по формуле (б);

10.Выбрать макрокоманда из претендентов, имэвдих Х^Х;

11.Уделить из исходной последовательности псе повторявши ся преденденты, выбранные в качестве макрокоманд;

12.Повторять ii.7-n.II до тех пор, пока е1п.

Четвертая глава посвящена ошсйнюз практической реализации полученных результатов. Для' осуществления адаптирующегося диалога САПР ТП должна собирать в процессе

работы определенные показатели диалога - исходные данные, которые будут использоваться для формирования макрокоманд. В 3 главе разработан метод формирования ОКМК, использующий в качестве исходных данных последовательность команд (3), элементами которой являются временные интервалы между командами пользователя н сами команды. Методы и алгоритмы получения этих данных до сих пор еще не обсувдались. Кроме того, описание диалога командного типа как системы массового обслуживания потребовало в свою очередь осуществить сбор значений временных интервалов между командами и значений времени выполнения команд.

Очевидно, что необходимо объединить процедуры по получению вышеперечисленных величия.

Таким образом, возникает задача организации сбора экспериментальных данных, для чего необходим измеритель и измерительный эксперимент. В данной диссертации был разработан программный измеритель, состоящий из команд, добавляемых, к программной системе. Любой программный измеритель использует ресурсы системы, поэтому его работа может мешать работе системы и оказывать звметное влияние на измеряемые величины. Поэтому необходимо разрабатывать измерители, отвечающие критериям: I) минимальности вносимых искажений по времени, 2) избирательности по отношению к обнаружению событий. Для чего, в свою очередь, необходимо правильно определить контрольные точки сбора информации в структуре ПО САПР ТП.

Анализ жизненного цикла команды (рис.5) позволил точно определить необходимые контрольные точки, количество которых сводилось к минимуму. Для определения временного интервала между командами выбрана одна контрольная точка, для времени выполнения команды - одна, для определения используемой

Жизненный цикл команды

О 1 2 3 4 5

0,...,б — номера переходов от предыдущего огапа к следующему;

[0,1].....[4.6] - временные отеши существования

гоиаидм;

[0,1] - Этап принятия решения о эмбора следующей команды;

[1.2] - Этап ввода команда с помощью клавиатуры;

[2.3] - Эзоп виполаеаля коиаыдо;

[3.4] - Этап выдачи результатов выполнения команды: [4,6] - Этап анализа результатов выполнения команды.

- начало цикла;

- завершение цикла.

Рис.5

соманды- одна. Кроме того, подробный анализ жизненого цикла соманды позволил минимизировать вносимые временные искажения.

Для придания свойства избирательности измерителю были )пределены статистические характеристики частоты использования 5азовых команд в ляалоге и частоты использования базовых сомвнд в макрокомандах. В результате была осуществлена слассификяция базовых команд и определены 'типы команд, гадлоиаци- Океании измерителем.

Для получения объективных результатов, применимых не ■олько к исследуемой САПР ТП (системе "ТЕМП"), были определены граничения по класоу рассматриваемых САПР. Для этого был роведен анализ структуры временного интервала между »мандами, который доказал» что временной интервал разделяется :а машинозависимые и зависимые от пользователя составные всти. Величина машинозависимых составных частей зеяясит'от собешюстей реализации ПО САПР ТП н используемой ЭВМ. Поэтому рактическая реализация результатов исследования справедливо ля САПР ТП, реализованных на ПК, совместимых с Ш РО.

Для практической реализации типовых требований к система азовых команд я макрокоманд была формализована связь между ими по параметрам i виде таблицы параметров и таблицы команд.

Программы, реализующие методику формирования ОКМК и татастическое моделирование образуют пакет прикладных рогрямм "Оптимизатор", яеляшлйся блоком адаптации САПР ТП. внный ППП является инвариантным по откоиенип к ПО САПР ТП, ээтому может быть использован для любой из рассматриваемого в ■эдной работе класса САПР TIL

Программы, реализующие измеритель исходных данных (каждой л'тролыгой точке соответствует прогрямма), но могут вставляться независимо от ПО исследуемой САПР ТП. Однако,

алгоритм сбора исходных данных, разработанный в данной главе, не ориентирован на ПО какой-либо конкретной ОАПР ТП, поэтому монет быть использован для написания программной измерителей любой САПР Ш

В ■ результате ППП "Оптимизатор" состоит из следующих программ%

- формирования оптимального комплекта макрокоманд;

- экспериментального определения закона изменения времонного критерия г;

- статистического моделирования диалога командного типа;

- генерации случайных величин.

Для определения экономической эффективности использования макрокоманд былк проведены вычисления по формулам:

1* - т

О" —^£5—1003 (II)

Г

4б.к

Ь+п

о (12)

Ь к и

где С,. - доля сокрацаоыого ородяш;

¿й - вроьш для шюшихвя подзадачи ароэтрэшшя

только с поглоаыо базовых команд; X. - - ' враки для вшкдашсиг то« та задач!; о шыхдо

6.5 V 1ч *

1*лвК^(01гС( [I [,

Ъ - количество базовых коаанд для ревония ото:; о адате; п - количество макрокоманд для решения этой задачи; п - объзм макрокоманды;

т" - временной интервал квкду командами (сродное

значение по данным экспериментального исследования); "с® - время выполнения команда (среднее значение). Были получены следующие результаты: От>ср=45Я.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ Проделанная работа сводится к следующим основным

положениями результатам:

1. Доказана необходимость оптимизации системы базовых команд в целях уменьшения времени проектирования в диалоге, осуществления адаптации к характеристикам пользователя я снижения стоимости проектирования;

2. Определено направление оптимизации системы базовых команд, заключающееся в управлении структурой системы команд в согласии с индивидуальными характеристиками пользователя с помощью применения макрокоманд;

3. Выявлены условия существования системы базовых команд и макрокоманд, предполагающие наличие "удаленной* фор« выполнения базовых команд, связи меаду макрокомандой и макрорасширением с помощью параметров, возможность записи, хранения и модификации макрорасширений;

4. Разработаны методологические основы оценки времени ответа системы для слу> эя использования макрокоманд в диалоге командного типа, для чего был обоснован выбор математической модели данного процесса в виде системы массового обслуживания сметанного типа и с помощью статистического моделирования определены оптимальные объемы макрокоманд, максимально сокращающие время диалога и минимально увеличивающие время ответа системы;

5. ОХормулирован основной принцип выделения макрокоманд на основе временного крит-:тия 1 и частотного критерия К, который предполагает разбиетае исходной последовательности в

соответствии с времешшм критерием х на претенденте и определение среди них макрокоманд с помощью частотного критерия к\

6 „ Критерием оптимальности получаемого комплекта макрокоманд является максимальный удельный вес макрокоманд в исходной последовательности при минимальном количество получаемых макрокоманд;

7. Разработана методика формирования оптимального комплекта макрокоманд, которая предполагает проведение серим анализов исходной последовательности по основному принципу выделения макрокоманд в соответствии о критериями оптимальности;

8. Определены принципы сбора исходных данных, необходимых для самоадаптеции САПР ТП, обеспечивающие адекватность реальным процессам, и минимальность вносимых временных искшговий;

9. Практическая реализация теоретических результатов работы осуществлена щш разработке и внедрении блока оптимизации САПР ТП "ТЕШ";

10. Пршэнэниэ ПИЛ "Оптимизатор" увеличивает удобство работы в диалоговых САПР ТП, укеиьшаэт время общего цикла проектирования, следствием чего является пошиэшю производительности работы технологов-пользователей.

Основные положения диссертации опублнковани в следу кдзх работах:

- Пчелгоша Ы.А.,Басш А.Ы. а др. Интегрированный программно- методический комплекс автоматизированной свстены технологической подготовки производства (ПИК "гаШ")//Тезиса 9 международной конференции CCMPCONTROX'89, Bratislava, 31/1909, с.65-66.

- Пчэлкина М.А.,Басин A.M., Балаболин В.Н. Разработка

тоневт САПР автоматизированного мехаио-сборочного эизводства/Лазнсы . XII научной конференции болгарских шрантов в СССР с международным участием, Москва, 14-1Б игая Юг., с.64.

- Пчелкяна М.А., Яавнов С.И. Применение интегрированной до конструкторско-техяологического проектирования для здания модели технических обьек?ов//АвтомчтиэйЦия ¡отологического проектирования : Тезисы докладов, г.Пенза, 91г., с.13-14.