автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Разработка динамического процессора мониторинга проектной деятельности в САПР

УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Сосшша Екатерина Петровна

РАЗРАБОТКА ДИНАМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССОРА МОНИТОРИНГА ПРОЕКТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В САПР

Специальность: 05.13.12 - Системы автоматизированного проектирования

На правах рукописи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

УЛЬЯНОВСК -1997

Работа выполнена на кафедре «Системы автоматизированного

проектирования» Ульяновского государственного технического университета

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент - А.Ф.Похилько

Официальные оппоненты:

-д.т.н., профессор УГУ К.В.Ку.мунжиев

- к.т.н. А.Б.Калабановекнй

Ведущая организация:

- Научно-производственное объединение «МАРС», г.Ульяновск

Защита состоится «24» декабря 1997 г. в 14.30 часов на заседании диссертационного Совета Д 064.21.01 в Ульяновском государственном техническом университете по адресу: 432027, г.Ульяновск, Северный Венец, 32.

Отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим выедать но адресу: 432027, г.Ульяновск, Северный Венец, 32. Ученый Совет, ученому секретарю Совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ульяновского государственного технического университета.

Автореферат разослан «24» ноября 1997г.

Ученый секретарь Совета доктор технических наук

П.И.Соснпн

Общая характеристика работы Область исследований и их актуальность

Специфику современного этапа автоматизации проектирования (АП) и развития САПР определяет переход к автоматизации интеллектуальных действий проектировщика и активное использование для этих целей методов .и средств искусственного интеллекта. Исследования по возможностям автоматизации интеллектуальных действий в актах принятия проектных решений (ППР) актуальны. . .

Наиболее распространенный подход к интеллектуализации процесса решения . заключается в автоматизации такой работы по образцу ЭС, что правомерно и эффективно для типовых проектных решений и проблематично для проектных решений, которые приходится принимать на этапе концептуального проектирования (определение требований к проектируемому объекту и формулирование технического задания, создание технического предложения и эскизное проектирование). Для проектных решений концептуального этапа характерны их «новизна» при отсутствии подходящих образцов и аналогов, а также Переход новых проектных решений в класс «типовых», подготовлеиных для применений в других проектах. .

Для традиционных построений и применений ЭС принципиально использование вопросно-ответных действий (ОА-действий) - интервьюирование экспертов для построения решений и классификационный расспрос для доступа к решениям из Базы экспертных знаний. Опыт ОА-действий по информационному обеспечению и оперативному управлению (мониторингу) процессами принятия решений в ЭС логично заимствовать для его приложения в САПР, особенно для приложений к автоматизации процесса концептуального проектирования. ' • ' Анализ опыта создания и использования ЭС показывает, что теория и практика ЭС сталкивается с теми же проблемами, что и автоматизация концептуального проектирования, вопросно-ответные процессы ((¡>Л-процессы). которого подобны С!А-процессам. этапа извлечения и компьютерного представления знаний экспертов. Исследования рА-процессов как составляющих ППР, оказывающих существенное информационное и управляющее воздействие на результативность и характеристики Г1ПР, актуальны.

Задачи поиска, построения и использования вопросно-ответных методик (QA-методик) в динамике принятия проектных решений с созданием образцов для типовых решений определяют область исследований, к которой относится диссертационная работа. '

Объект и направление исследований' . . ■'

Роль объекта исследований в работе выполняет система динамических характеристик QA-процессов, анализ и управление которыми способно повысить . эффективность ППР в AIL Направление исследований связано с формализацией динамики QA-процессов, учитывающей, в первую очередь, деятельностную природу ' вопросов и ответов, которая должна находить свое адекватное. представление в их кодах, используемых для управления ППР.

Предмет исследований

Деятелыюстная интерпретация QA-процессов предполагает оперативный Переход к их кодировке, функции которого способно выполнить протоколирование QA-лействий. что и определяет предмет исследований как методы и средства формирования вопросно:ответных протоколов (QA-протоколов), их обработки как первичной экспериментальной информации о QA-процессах и использования для оперативного управления ДПР и их информационного обеспечения.

Основные цели

Исследовать динамику . вопросно-ответного протоколирования (QA- • протоколирования) в ППР, . исходя из интерпретации ППР как «научного эксперимента», проведение которого документируется в форме QA-'протокола.

Разработать систему -методов и средств вопросно-ответных действий проектировщика и их эффективного включения в технологию принятия проектных решений в среде САПР. •

Разработать специализированный процессор, обслуживающий ' вопросно-ответное управление (QA-управлёние) процессами ППР за счет изменений проектировщиком состояния процессора как динамической системы с памятью (динамического процессора). • '

Задача исследований

Решаемая в диссертационной работе задача связана с исследованием динамики QA-процессов с целью определения тех составляющих и характеристик динамики, на основе которых можно построить специализированный динамический

о

процессор для эффективного управления (мониторинга) проектной деятельностью в САПР. Исследуются и решаются задачи разработки математической модели Сопроцесса, методики и компьютерного инструментарии, применение' которых пользователем-проектировщиком позволяют ему повысить эффективность своей работы.

На используемое в диссертационной работе представление С?А-процессов, понимание их сущности и роли в ПГ1Р существенное влияние оказали работы таких Отечественных ученых как Поспелов Д.А., Александров Е.А., Вагин В.Н., Вермишев Ю.Х., Войшвилло Е.К., Норенков И.П., Попов Э.В., Рузавин Г.Й., Соснин П.И. и таких зарубежных ученых как Белнап Н., Стил Т., Дж.К.Джопс, Т.А. Ван Дейк, Дж.Клир, Н.Нильсон, Дж.Питерсон, Д.Пойа.

Основания исследований

Исследования проводились в соответствии с планом госбюджетных НИР' Ульяновского государственного Технического университета, в том числе по теме ' «Разработка и исследование интеллектуального интерфейса в чеЛовеко-компьютерных средах», финансируемой из федерального бюджета по единому заказ-наряду Министерства общего и профессионального образования РФ.

Метод исследований

Сущность метода исследований определяла управляемая комбинаторика системного, деятельностного и эволюционного подходов, проводимая в рамках пошаговой детализации работ с задачей исследования и .опирающаяся на адекватные и практически полезные аналоги.

Научная новизна . . ■

Предложена и исследована математическая модель (1(1) вопросно-ответного процесса в составе ПНР, адекватность которой обеспечивают построения^), сохраняющие первичную информации о рА-процессе, зарегистрированную в 0>А-протоколах, и вводящие в такую .базу практически полезные средства для деятельностной, событийной, лингвистической и логической интерпретаций,-

Предложена, исследована и испытана методика построения и использования прикладных моделей что повышает качество и результативность

информационного обеспечения ППР и вводит в процесс решения дополнительные эффективные средства управления.

ь

Достоверность

Достоверность полученных результатов подтверждается формулировкой-основных положений диссертации на основе достоверных знаний из прикладной ■ информатики (системы автоматизации проектирования, системы искусственного интеллекта и экспертные системы), прикладной лингвистики, практической и формальных логик.

Экспериментальные подтверждения достоверности получены при разработке' и испытаниях системы инструментальных .средств, обеспечивающих реализацию ' вопросно-ответных действий проектировщика в ППР.

Практическая ценность

В состав практических результатов входят методика построения прикладных моделей и динамический процессор как система инструментальных средств,-введение которых в технологию АП повышают эффективность ППР за счет включения в процесс решения средств оперативного протоколирования н динамического управления (2А-процсссами, а также за счет повышения ценности используемой информации и качества её документирования.

Реализация и внедрения

Методика вопросно-ответного протоколирования использовалась в ГП НПО «МАРС» (г.Ульяновск) при разработке технического предложения и эскизного, проекта комплекса средств автоматизации изделия «Сигма».

Математическая модель вопросно-ответного процесса, ' обоснования её построений и применений внедрены в учебный процесс Ульяновского ■ государственного технического университета (в курс лекций по дисциплине • «Проблемно-ориентированные диалоговые среды»).

На защиту выносятся

Математическая модель ц(1) вопросно-ответного процесса, кодирующая в виде графа в естественную структуризацию ОЛ-процгсса и его- содержание, зарегистрированные в С>А-протоколе, к которому добавлены формальная ' грамматика структуры С?Атпротокола, прикладные логики (каузальная, временная, вопросов и ответов) и преобразования О в сеть Петри.и сетевой график, что повышает степень адекватности цф функциям С^А-процессов в задачах управления ППР. ' '

Методика оперативного • построения и применения проектировщиком прикладных моделей ц^), интерактивное включение которой в технологию принятия проектных решений в среде САПР приводит к совокупности практически Полезных эффектов, в состав которой входят: сокращение сроков проектирования, повышение качества проектных решений н проектной документации, повышение квалификации проектировщика(ов) и др.

Реализация динамической системы, обеспечивающей ОА-управление проектной деятельностью, в виде динамического процессора, в состав которого входят интерпретатор вопросно-ответпых команд (<ЗА-команд), системная и оперативная память, системы прерываний и интерфейса, что открывает доступ к опыту разработок управляющих процессоров и указывает направления развития динамических (}А-процсссоров: Апробация работы

Содержание работы докладывалось и обсуждалось ' на следующих конференциях международного, российского и областного уровней: .междунар . научно-тех. конференции «Новые информационные технологии и системы» (Пенза,. 1994); 1 -й и 2-й междунар. научно-тех. конференции «Интерактивные системы: проблемы чёловеко-компьютерного взаимодействия». (Ульяновск, 1995, 1997); междунар. научно-практич. конференции «Языки мозга и тела человека: проблемы и . практическое использование в деятельности органов внутренних дел» (Орел, 1996.); междунар. научно-техн. конференции «Нечеткая логика, интеллектуальные системы и технологии» (Владимир, 1997); ежегодных научно-тех. конференциях проф.-препод, состава УлГТУ (Ульяновск 1995, 1996, 1997)

Основные положения диссертации опубликованы в межвузовском сборнике научных трудов «Информационные системы и технологии» (г.Ульяновск,. 1997 г.) и . в сборнике научных трудов «Модели и технологии принятия решений». (г.Ульяновск, 1996г.). '

Инструментальные средства представлялись на выставке интеллектуальных систем в Ульяновске (Сентябрь'1997 г.) в рамках 2-й Международной научно-технической конференции «Интерактивные системы: Проблемы .чсловско-компьютерного взаимодействия». ' '

Структура и объем работы

Введение содержит обоснование актуальности и практической значимости задачи исследования, а также краткий обзор содержания диссертационной работы по главам. .. ■ '

В первой главе проводится анализ динамики АП, выявляющий состав и специфику основных динамических изменений в среде САПР, фокусируется внимание на-процессах принятия проектных решений и функциях С?А-процессов, определяющих сущность динамики ППР. Обосновывается рациональность регистрации <ЗА-процесса в виде (¿А-протокола, документирующего ППР, подобно тому, как протоколируется проведение научного эксперимента. Определяются область, объект, направление и предмет исследования. Формулируется задача исследований и производится выбор подхода к её решению и метода решения.

Анализ динамики АП проводится для его обобщенной схемы, включающей проектировщика как субъекта деятельности деятельностного процесса 1)л"(<) и проекта П(0 как результата Оап(Х}. в построениях которого используется ■ инструментарий САШ'^). В результате анализа уточняется и обосновывается . представление динамики и содержания 1>и|(0 в виде системы ПР^)}) проектных решений ПР}(1).

Констатируется существование в составе любого ПР|(!) вопросно-ответной . составляющей управляющей процессом ПР^) и обеспечивающей его

информационно. Наиболее явно такая составляющая используется в экспертных системах, причем не только на этапах извлечения знаний экспертов (интервьюирование экспертов) и погружения таких знаний в компьютерную память, но и в применениях модели экспертных знаний (классификационный вопросно-ответный расспрос с целью поиска подходящего типового решения).

В результате анализа научной литературы указывается, что знаний о процессах типа С>А(1:) в ППР мало, исследования процессов ОА^) в составе ППР актуальны, их множество образует перспективную область исследований, а динамика РАДО является важным объектом исследований. Исходя из того, что процессы 0А|(1) - это, в первую очередь, деятельностные объекты, но, в тоже время, приводят к знаковым конструктам, обосновывается целесообразность их

У

исследований с позиций вопросно-ответной логики, а также псевдофизических логик (логики времени и каузальной логики).

Предлагается считать процесс принятия решения определенного рода экспериментом. Ход эксперимента принято протоколировать. Если такой протокол кодировать в вопросно-ответной форме, регистрируя, тем самым, . первичную измерительную информацию о С)А-процессе , а значит о динамике управления ППР, то встает вопрос о методах и средствах динамического формирования <ЗА-протоколов, их обработки как первичной экспериментальной информации о <ЗА-процессах и использования такой информации для оперативного управления ППР / и их информационного обеспечения.

Отмечается, что одним из наиболее важных и ценных результатов обработки <ЗА-протоколов являются сценарии типовых проектных решений, которые принято собирать в библиотеки типовых проектных решений, в том числе в форме базы -экспертных знаний, открывающей возможность использовать её по образцу Эр,

Обосновывается и формулируется задача исследования. В обоснованиях проводятся следующие рассуждения: Если для процесса РА(0 разработать модель р©, динамику которой определяет динамика регистрации конкретных вопросов'и ответов как вопросно-ответных единиц (<2Л-сдиниц) в <ЗА-гтротоколе, а содержательная составляющая ¡т(1) включает содержание <ЗА-протокола и формируется. проектировщикам, то открывается возможность построения прикладных моделей иД) в процессе конкретного ППР и для конкретного ППР ( или определенной системы ППР). Если такого рода построения' приводят к практически полезным эффектам, то есть повышают эффективность проектирования, то следует разработать методику т построений и применений ц(1), а, но сути дела, методику вопросно-ответного взаимодействия проектировщика с ППР. Такую методику целесообразно автоматизировать и включить (вместе с инструментарием, автоматизирующим ее реализацию) в технологию АП..

В обоснованиях выбранной и сформулированной задачи исследований проведен учет и анализ эффектов от включения <ЗА-протоколирования в технологию АП. Во взаимосвязанную совокупность эффектов, включены: объективация оперативного мышления проектировщика(ов), возможность, обучения, оперативный контроль практических рассуждений, квалификационное

тестирования, персонификация .вклада и ответственность каждого из участников группы проектировщиков в работу, настройка на фрагмент -рассуждений, возможность исследования фрагмента рассуждений прерванной работы, интервьюирование и самоинтервьюирование экспертов, повышение качества проектной документации, и ряд других эффектов, связанных с преобразованиями протоколов в событийные сети, сети Петри и сетевые графики.' Отмеченные эффекты не только представляют ценность для проектирования сами по себе, но и приводят к сокращению сроков проектирования, повышению качества проектных решений, повышению квалификации проектировщиков И все же основным эффектом следует считать эффект <ЗА-управления процессом ППР.

Проводится анализ текста постановки задачи исследований, в результате которого формулируется исходная совокупность вопросов, указывающих, .во-первых, на последовательность действий в исследованиях, а, во-вторых, на' структуру диссертационной работы.

Во второй главе проводятся построения математической модели цН) вопросно-ответного процесса, в основу которых положена базовая структуризация модели цф в виде графа С. Выбор основы согласован со структурой и содержанием <ЗА-протокола и рассчитан на использование при кодировании ВА.П(Ч) деятельностных единиц типа «проектное решение» ПРО). Определяется и обосновывается развитие основы й за счет включения в состав ц(1) средств, открывающих возможность событийной, лингвистической, логической и деятельностной интерпретаций ц^) и их использования.

Базовая структуризация ц(() определяется композицией структур

(1)

с = с*(г,\У1) и с£А (г, У, \\2> и С'Чолуз) и I-

где:

- ориентированный граф, определенный на множестве вершин Ъ = {21}, каждая из которых указывает на задачу или подзадачу, й множестве ребер \У1 = {(21, 2])}, вершины которых связаны отношением подчинения подзадачи Zj задаче 7л\ ■■

(Ъ, У,W2) - ориентированный двудольный граф, связывающий (через пары из АУ2) элементы множества 7, с элементами множества У = 01 и А1, А1 = Е и Н, в котором Е = (Е)} - вершины, указывающие на «решение» задач из множества '{21}, Н = {№} - на «идеи-гипотезы» решения задач, = {01] - вопросы, породившие подзадачи из Ъ\ ' ■ -

- ориешированный граф, вершины которого 0 = (О)} представляют вопросы всех типов, в том числе и из множеств (}1и 7, и связаны ребрами из множества \УЗ= {(С^ ,0]} , моделирующими отношения подчинения подвопроса вопросу и вопроса задаче;

О.РА((3,А2,№4) - двудольный граф, связывающий ребрами из вершины из множества О с вершинами множества Л2 = Б и Р, где в = {Бе} - ответы (текстом) на соответствующие вопросы, а Р = {Рт} - ответы на вопросы действием (через указание на соответствующие процедуры этих действий).

Определение базы (1) дополнено правилом её динамического формирования. Граф О является динамическим образованием, состав вершин и ребер которого изменяется шаг за шагом но ходу ППР за счет присоединения к в очередной порождаемой вершины любого типа:

С(^,) = С0,)иВ),В]е В,В={В^ = О иА1иА2 ■ (2)

Исходя из того, что ценность (^А-протокола как результата регистрации первичной измерительной информации о ПР(1) может быть повышена, если С>А-протокол эффективным образом представить или обработать, производится выбор ряда его интерпретаций.

В событийной интерпретации каждая ОА-едшшца протокола рассматривается как событие, без которого решение может (могло) не состояться или.будет ( было бы) другим. Такая интерпретация требует запомнить под определенным именем N ■ содержание события Т, его временные характеристики ^В,) и лицо (персону) которое участвовало в событии. Для того, чтобы событийная интерпретация стала. возможной к основе в модели ц(0 достаточно присоединить каждую вершину В графа С в виде

В (имя N1, содержание Т„ время КВ,), субъект р(В,)) (3)

Такая добавка в граф О приводит к новой версии графовой структуры - к сети событий в0, представляющей (^А-процесс с событийной точки зрения.

Необходимость присваивания и использования множества имен О А- . единиц в связной их совокупности О С подсказывает целесообразность разработки специальной грамматики РС, позволяющей описывать проектировщику образования типа или их фрагменты и оперативно использовать такие описания', что привело к включению в состав ц(1) формальной грамматики и соответствующей ей лингвистической интерпретации графа О*--.

Введение в состав модели цф грамматики РО и совокупности текстов {Т,} на естественно-профессиональном языке Ъ области проектирования подсказывает целесообразность включения в р.(1) средств логической интерпретации. что требует определиться с выбором практически полезных логик

В первую очередь, каждый текстдолжен представлять правильный вопрос <2, или ответ А} , что входит в сферу интересов логики вопросов и ответов (С>А-логики, интеррогативнон логики). Проведен анализ и подтверждена применимость для оценок и контроля правильности ( в том числе завершенности работ 9 и А ) интеррогативнон логики Белнапа и Стилла., предполагающей описание семантики вопросов и ответов на прикладном первопорядковом языке Ь*. Такого языка достаточно, чтобы определить индикаторы основных типов вопросов (какой?-СЬ ли?-<3 , что?-С> , почему?-<3 и др.), с которыми приходится работать проектировщику, и обосновать формы правильных (в том числе, полных)' ответов.

Регистрация временных характеристик связной совокупности рА-единиц на абсолютной шкале времени и, в тоже время, наличие субъективности в переходе к очередной вершине графа С , приводит к необходимости использования системы правил для учета и работы с множеством {^(В^}. Проведен анализ возможностей применения доя работы со временем логики времени, адаптированной к действиям с С>А-протоколами. Адаптация осуществлена через присоединение к базовому набору дополнительных аксиом.. Предложены две версии адаптации, одна из которых описывает временные отношения между <2А-единицами на этапе построения прикладной модели а другая- для этапа применения типовых проектных

методик.

Наличие системы причинно-следственных отношений между ОА-единицами деятельностиой природы используется как подсказка о введение в состав модели средств и интерпретации в терминах каузальной логики. И в-этом случае базовый набор аксиом дополняется аксиомами, отражающими специфику ОА-процессов как систем причинно-следственных отношений, что приводит к прикладной каузальной логике и её задачам, аналоги которых присутствуют в задачах С^А-управления проектной деятельностью. В состав таких задач входят задачи построения и использования сценариев типовых проектных решений.

В состав модели рО) включены два преобразования графа - в сеть Петри С1 и в сетевой график С"1", что согласовано с деятельностиой сущностью и А, • и открывает возможность использовать не только формальные средства 'этих двух представлений, но и их основные приложения и функции.

Сеть Пегри С1 , моделирующая пошаговый («тактовый») характер построений и применений ¡т(1), определена описанием:

О = С>2, ...., Оп} - конечное (но открытое для включения новых'

элементов) множество позиций-вопросов;

А = {А1, А2,...., Ат} - конечное (но открытое) множество переходов-ответов;

I: (}-» А - функция входа; О: А—> 0 - функция выхода;

М: О —> и - маркировка сети Петри, где п - множество натуральных чисел,

В = (2иА={Ш, К2, ИЗ, Н4, Н5 ] {В1} } - представление вершины сети, где элементы множеств 0 и А . связаны отношениями Ш- 115, определяющими преобразования типовых- фрагментов сети ос в соответствующие им фрагменты сети Петри С1.

К специфике представления сети событий О1" с помощью сети С1 ■ относится. открытость множеств и А, что требует различать представления Оп для • различных состояний но не метает использовать формализмы сетей Петри для конкретного состояния . В описании О11 используется маркировка,

приписывающая вершинам-позициям числовые значения, кодирующие типовые состояния в параллельно (или псевдопараллельно) исполняемой совокупности работ - «активна», «ожидание», «завершена» и «тупик», что позволяет проектировщику получить полное представление о «фронте работ».. Разработана

методика преобразования Сс в С1 , в основе которой лежит разбиение графа ос на подграфы с типовой структурой., замена • каждого из подграфов на подграф сети Оп по образцам Я1 -И5 и объединение таких, подграфов.

Преобразование сс в сетевой график Осг исходит из интерпретации совокупности <ЗА-единиц как связной совокупности работ, допускающей её распараллеливание во времени. К специфике преобразования 0е^ относится' построение такого представления для ППР, работа по построениям которого еще не завершена, а плана завершения работ нет. Преобразование 0е в Осг проводится по методике; подобной преобразованию в Оп, по используется другой набор типовых отношений.

В третьей гласе предлагается и обосновывается методика П1 вопросно-

ответного взаимодействия проектировщика с процессами ППР, а значит и с проектной деятельностью ПАП(Ч). Реализация методики исходит из построения и оперативного применения проектировщиком прикладной модели р((0 в контексте процесса ППР, в том числе и при реализации проектного решения-по типовой методике. • ,'.■■'

Сущность методики Ш определяет управляемое ситуациями процесса решения исполнение (¿А-команд и их совокупностей (в том числе типовых командных комплексов) интерпретатором динамического процессора. Ситуации обнаруживаются и /или воспринимаются, анализируются и переводятся в конкретные прерывания и команды, на которые реагирует процессор, проектировщиком.

Определение базиса вопросно-ответных действий {(1^(1)}, который должен получить свое воплощение в системе С?А-хоманд процессора, производится- с позиций объектно-ориентированного программирования. Такой подход требует разработать систему классов 'в ({К,)), реализующих модель и согласованную с классами систему операций 5({0,Д). Каждый класс К; системы Б{( К^)} -' это. «шаблон», ко которому создаются экземпляры класса К}, входящие в прикладную модель ■ р(Х). Каждая из операций системы 8({0у}) обеспечивает реализацию вопросно-ответного действия 9^(1).

. Формирование объектно-ориентированной структуры . проводится «сверху-вниз», исходя из набора интерпретаций 0А(1). Для каждой интерпретации структуры р(Х) определены: совокупность базовых операций, ориентируясь на адекватный аналог; форма' их реализации и предъявления проектировщику, с учетом «внзуализируемости» на экране дисплея, интерактивиосгн по доступу и включению в процесс проектирования. , ■ !

В объектно-ориентированную структуру; рО) включены объекты «проект» (каталогизация проектов и система файловых операций , традиционная для оболочек операционных систем и интегрированных сред), «задача».( операции представления, детализаци и навигации: '> на уровне задач и подзадач), «<ЗА- . структура» (операции порождения новых ОА-единиц, их представления, • детализации и навигации, ограничиваясь рамками проектного решения), «видео» (операции , обеспечивающие визуализацию ОА-единиц и их групп, а также управление запросами на визуализацию), «сеть Петри» (операции пошагового развертывания <ЗА-протокола и анализа''состояния работ), «сетевой график»-(с традиционным набором операции над сетевыми графиками и их фрагментами).

Практика ОА-лействий приводит к накоплению их опыта . в виде типовых комплексов таких действий, причем каждый типовой комплекс подобен подпрограмме, которая вызывается в рамках реализации определенной методики ППР и исполняется динамическим процессором. • • '

Проведен анализ схем комплексирования, обеспечивающих реализацию пошаговый детализации в ППР в формах содержательно-эволюционного подхода. В основе подхода лежит ОА-протоколирозание. Он требует, чтобы процесс его реализации начинался со специального анализа текста технического задания (ТЗ) на проектные работы. Такой анализ проводится не только для ТЗ, но и для каждой текстовой единицы С>А-протокола. Для анализа, относящегося к категории типовых работ в составе ППР, разработана типовая схема ОА-действий. К числу типовых ' схем действий также относится схема навигации, обеспечивающая, в частности, доступ к элементам множества текстов {Т;}, элементы которого описывают содержание вершин графа О*-. Реализация типовых схем анализа и навигации основана на распределении работы между проектировщиком и динамическим. процессором.-

Еще одной формой сборки является автоматическое комплексирование действий. К такой категории сборок относятся запросы на анализ состояний QA-протоколов, их преобразований и визуализацию.

Ко.мплексированию используется и при построениях типовых методик . принятия проектных решений, в виде сценариев, требующих от проектировщика . исполнять (в определенной причинно-следственной последовательности) «ответные ' действия» или, по крайней мере, исполнять их вместе с компьютером.

В четвертой главе представляется реализация разработанной системы инструментальных средств в виде динамического процессора, обеспечивающего эффективное QA - управление, и, тем самым, QA-взаимодействие проектировщика с ППР. Констатируются основные требования к системе, обосновываются основные архитектурные решения (в том числе решение строить динамический процессор как третью версию системы инструментальных средств WIQA - Working in Questions and Answers), описываются интегрированная среда, операционные обстановки , система • команд, комплексирование с другими инструментальными средствами АП и перспективы развития. ' :

Выбор способа реализации инструментария в виде специализированного процессора обусловлен следующими соображениями. Специфику вопросно-ответного управляющего воздействия на ППР определяет динамическое развитие прикладной модели pj(t), которая на очередном j-ом шаге переходит в состояние

Hi <V») = WIQA (ц(«, ), d<5\(t))( 4 ) . что позволяет рассматривать значение nj(tj) как состояние системы WIQA haj-ом шаге в момент времени tj , ' а вопросно-ответное действие dQAj,(t) считать причиной перехода системы WIQA в новое состояние pj (tj+i). Системы с'такого рода переходами от состояния к состоянию называют динамическими, что и послужило основанием отнести систему VVIQA к классу динамических систем с памятью.

Достаточно оснований для включения в структуру и спецификации динамической системы WIQA: подсистемы прерываний, обеспечивающей управление включением средств WIQA в процесс ППР; интерпретатора системы QA-команд; «системной памяти р.^)» и оперативной памяти; подсистемы интерфейса. Выбор формы реализации позволил квалифицировать систему WIQA • как специализированны управляющий процессор, сущность которого й в построениях и

в применениях определяют динамика структуры и содержимого системной памяти tii(tj). Именно по этой причине WIQA отнесена к классу динамических процессоров.

Динамический процессор WIQA, ориентирован на работу в операционной системе Windows'95 (процессор Intel 486 или.выше; 16 Мбайт системной памяти для компиляции проекта на Borland С++ 5.0 или 8 Мбайт для работы- с системой WIQA).

Интегрированная среда системы построена по образцу типовых Интегрированных сред. Экранные формы построены в виде операционных обстановок, которые согласованы с объектно-ориентированным подходом к работе проектировщика. Введены операционные обстановки для объектов «проект», «задача», «QA-структура», «видео» и «сетевой график».

Операционная обстановка для работы с объектами типа «видео» построена исходя из требований к моделированию динамики переходов в событийной сети и управляемой визуализации этого процесса. В систему WIQA встроена специальная подсистема сценарной визуализации^ она ' представляет собой . окно. «автопрокрутки», вызываемое из ■ главного меню системы WIQA.. ПаЯель визуализации отображает, текст текущей визуализируемой вопросно-ответной единицы, а также её индекс'в вопросно-ответном графе. Панель имеет линейки • прокрутки для навигации по визуализируемому тексту, а также всплывающее меню ■ позволяющее через буфер' обмена WINDOWS экспортировать необходимые проектировщику тексты.

Задача • автоматизации перевода вопросно-ответных структур в сетевые графики . и их визуализации ограничена рамками одной (выбранной проектировщиком ) задачи. Предоставлена возможность отмечать различные варианты маршрутов проектирования, что, в свою очередь, дает. возможность производить вычисления локальных характеристик сетевого графа в пределах отмеченного маршрута. ■ .„.'..

Проводится анализ перспектив развития динамического процессора.. , В заключении констатируется, что поставленная задача исследований, . предполагающая разработку динамического процессора мониторинга проектной деятельностью в среде САПР на основе математической модели QA-процесса и методики QA-взаимодействия, решена.

1. Предложена и исследована математическая модель- p(t) вопросно-ответного процесса в составе ППР, включающая структурную основу в виде графа G, сохраняющую естественную структуризацию QA-процесса и его содержание, к ' которой добавлены формальная грамматика QA-протоколов, прикладные логики (каузальная, временная, вопросов и ответов) и преобразования G в сеть Петри и сетевой график, что приводит к адекватному и результативному кодированию динамики ППР.

2. Предложена, исследована и испытана методика оперативного построения и применения проектировщиком прикладных моделей Hj4(t); интерактивное включение которой в технологию принятия проектных решений в среде САПР приводит к повышению, эффективности автоматизированного проектирования за счет введения в АП дополнительных автоматизированных . средств информационного обеспечения и управления ППР.

3. Разработан специализированный динамический процессор, обеспечивающий QA-улравление проектной деятельностью в среде WINDOWS'95. что подтверждает техническую исполнимость методики QA-взаимодействия проектировщика с процессами ППР и открывает возможность комплексирования динамического процессора (за счет механизмов OLE) с промышленными САПР, разработанными и используемыми в среде WINDOWS'95.

Ь приложениях ' .

Представлены основные результаты теоретических и экспериментальных исследований, проведенные автором в диссертационной работе, .приводятся., обоснования эффективности на основе мотивационно-целевой модели задачи. исследований-.

Публикации

1. Соснина Е.П. Соснин П.И. Содержательно-эволюционная теория развития САПР. И «Новые информационные технологии и системы»: тез: докл. междунар. научно-тех. конференции - Пенза, 1994. - с. 124.

2. Сосиина Е.П. Управление и моделирование проектной деятельности в . САПР. И тез. докл. 29-й. научно-тех. конференции проф.-препод. состава УлГТУ -, Ульяновск, 1995.-т. 1,с.10.

3. Sosnina Е.Р. Hypertext conceptual dictionary on computer technics. // «Интерахтивные системы»: проблемы человско-компьютерного взаимодействия: ■ тез. докл. междунар. научно-тех. конференции --Ульяновск, 1995. - т.2, с:26

4. Сосиина Е.Г1. Визуализация гипертекстовых структур// «Интерактивные системы»: проблемы человеко-компьютерного взаимодействия: тез. докл. междунар. научно-тех. конференции - Ульяновск, 1995. - т.2, с.27 ' ,

5. Соснина Е.П. Имитация «прошлого» мыслительной деятельности. // «Модели технических систем: непрерывно-логические и нейронные сети и модели»: тез. докл. междунар. научно-тех. конференции - Ульяновск, .1995. - т.З, с.24-25.

6. Соснина Е.П. Конструктивное использование логики времени в практике оперативного документирования// «Языки мозга и тела человека»: проблемы и практическое использование в деятельности органов внутренних дел: тез. докл. междунар. научно-практич. конференции - Орел, 1996. - с.318-319.

7. Соснина Е.П. Управление динамикой мониторинга процессов в САПР. // Модели и технологии принятия решений: Сб. научн. трудов (вып.1) - Ульяновск: УгТУ, 1996. -с.23-25.

8. Соснина Е.П. Моделирование в оперативной деятельности. II (ез. докл. 30-й научно-тех. конференции проф.-препод, состава УлГТУ - Ульяновск. 1996.

9. Соснина Е.П. Логика времени в управлении динамическими процессами в проектировании. // тез. докл. 31-й паучно-гех. конференции проф.-препод, состава УлГТУ- Ульяновск, 1997. - т. 1, с.63

10. Sosnina Е.Р., Verbichenko D.S. Visualizer of Question-Answer structures. H «Интерактивные системы»: проблемы человеко-комьютерного взаимодействия: тез. докл. 2-й междунар. научно-тех. конференции - Ульяновск, 1997. - т.1, с.57

11. Sosnina Е.Р., Semenov V.G. Interpreter of Question-Answer structures into PERT-graphics. // «Интерактивные системы»: проблемы человеко-комьютерного взаимодействия: тез. докл. 2-й междунар. научно-тех. конференции - Ульяновск, !997. - т. 1, с.58.

12. Вербиченко Д.С., Семенов В.Д., Соснина Е.П. Адаптация QA-формирователя «WIQA» к среде Windows'95. // «Интерактивные системы»): проблемы человеко-комьютерного взаимодействия: Материалы выставки 2-й междунар. научно-rex. конференции - Ульяновск, 1997. - т.1, с.59

13. Соснина Е.П., Соснин П.И. Вонросно-ответные процессы в актах принятия решений и сети Петри, (рукопись в изд.) // Методы и средства преобразования и обработки информации: Сб. научн. трудов - Ульяновск, 1997.

14. Соснина Е.П., Соснин П.И. Логика вопросно-ответных структур в актах принятия решении. // Информационные системы и технологии: Со научн. трудов. - Ульяновск, 1997.