автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Технологические принципы создания диалоговых систем сценарного типа с использованием концепции программных трансформаций

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ГЕОРГИЕВ Виктор Олегович

УЖ 681.3. Об

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ ДИАЛОГОВЫХ СИСТЕМ СЦЕНАРНОГО ТИПА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ .КОНЦЕПЦИИ ПРОГРАММНЫХ ТРАНСФОРМАЦИЙ.

Специальность 05.13.11 - математическое ¡1 программное обеспечение вычислительных маши, - комплексов, систем и сетей.

диссертации на срксклние ученой степени кандидата технических на/к.

АВТОРЕФЕРАТ

Санкт-Петербург 1932 .

- г -

Работа выполнена в Казанском ордена Ленина и ордена Трудовог Красного Знамени Государственном Университете им. ЕИ. Улц

янова - Ленина

Научный руководитель: кандидат физико-математических нау*

доцент, Еникеев А. И.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических нау}

профессор Игорь Леонидович Братчикс

кандидат технических наук, доцент Юрий Петрович Рышков

Ведущая организация : Институт Кибернетики АН Украины

Защита состоится " 9 "ц^н^ 1992 г, на заседании специалиа! рованного совета К 063.57.48 по присуждению ученой степе) кандидата технических наук в Санкт-Петербургском Государе; венном Университете по адресу :

198904, Санкт-Петербург, Старый Петергоф, Библиотечш . пл. д. 2, факультет 1Ш ПУ

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Санкт-Петербу] гского Государственного Университета

Автореферат, разослан " " 199 г.

Ученый секретарь 1

специализированного совета /?■/

к. т. н., доцент Си, А. А. Черныдав

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность. Современный этап развития программных средств характеризуется широким распространением диалоговых систем (ДС), обеспечивающих решение различных классов задач на основе оптимального разделения функций между пользователем и вычислительной машиной. Данный этап делает все более актуальным определение направлений фундаментальных исследований и координацию работ по разработке и освоению широкого спектра диалоговых систем, а также систематизацию накопленного опыта разработки диалоговых систем и необходимость создания адекватных технологий, автоматизирующих процесс разработки ДС, повышающих их эффективность и качество. -

Для решения этих задач при Президиуме АН СССР создана комиссия по диалоговым системам Совета по автоматизации научных исследований. Одним из основополагающих _ выводов этой комиссии, обосновывающим актуальность темы представленной диссертационной работы, является заключение о том, что- непосредственно задача разработки ДС является многоаспектной и вбирает в себя практически все основные проблемы в области программирования, она вызывает необходимость в теоретическом аппарате и инструментальных средствах, которые представляют собой технологическую основу создания современных, эффектив-• ных диалоговых систем.

Цель работы. Разработка инструментальных средств для поддержи технологии автоматизированного создания диалоговых систем сценарного типа с использованием в ней концепции программных трансформаций.

Методы исследования. Основу исследований, выполненных в диссертационной работе, составляют аппарат функционального программирования, элементы теории логического программировав

- ' - 4 -

ния,' методы и средства трансформационного программирования------

При разработке и реализации программных систем использованы концепции структурного программирования.

Научная новизна. :

Предлагается подход разработки диалоговых систем, сочетающей преимущества встроенного диалога и диалога сценарного -типа. Суть подхода заключается в возможности автоматизированного преобразования диалоговой системы сценарного типа в соответствующую систему со встроенным диалогом на основе трансформационных правил (взятие проекции по фиксированному сценарию диалога). Цель преобразования - получение эффективно функционирующих диалоговых . подсистем с определенной проблемной ориентацией.

Новыми в данной работе являются: разработка технологических принципов создания ДС сценарного типа с использованием концепции программных трансформаций, применяемой в системах с синтезом программ;

- реализация диалоговой инструментальной. системы РАДИО для автоматизированного создания ДС на основе разработанных \ > ■ технологических принципов.

Практическая ценность. Предложенный подход позволяет уп- • "ростить разработку интерактивных систем различного назначения и, в частности, специализированных диалоговых систем для автоматизации проектирования РЭА. ДС РАДИО реализована в виде комплекса программ, работающих в среде операционной системы ОС ЕС ЭВМ в режимах с переменным числом задач (в режимах МУТ " и'5УЗ), а так»» в режиме разделения времени, в среде СВМ.

Основные результаты диссертационной работы внедрены в ' Казанском ЯЖ радиоэлектроники в разработках по темам, выполняемым тв соответствии о отраслевой научно-технической прог-.

раммой Министерства радиопромышленности (МРП) "Проектирование радиоаппаратуры автоматизированными методами":

- в качестве диалоговых управляющих частей программного обеспечения ОКР СЭС-19 (САПР схем электрических соединений, N гос. per. У2055В), ЮР "СИКОРА-АНАЛИЗ" (Исследование метода конечных элементов в приложении к анализу прочности конструкций РЭА, с разработкой пакета прикладных программ, N гос. per. У05726), ОКР ПРАМ 7 (САПР проектирования конструкций изделий РЭА, N гос. per. Г/4481); .

- б качестве методологической основы для разработки систем диалогового взаимодействия МПТО "Хирург" и ППП "Диалог" (разработки по тематике Казанского НИИ радиоэлектроники);

- в качестве систем организации диалогового взаимодействия в разработках специального назначения.

Экономический эффект от внедрения, согласно представленным актам, составил 57 тыс. рублей.

Апробация работы. Результаты работы были представлены

на:

- Всесоюзной конференции "Диалог "Человек-ЭВМ" (г. Свердловск, 4-8 сентября 1989 г.);

- Международном симпозиуме "ИШОРМАГМКА-89" (Разработка и использование персональных ЭВМ), Минск 10-13 окт. 1989 г.;.

- Республиканской научно-практической конференции "Повышение эффективности использования вычислительной техники в новых условиях хозяйствования" (г. Казань, 29 ноября 1989 г);

-Всесоюзной конференции "Смешанные вычисления и преобразование программ (СВПП-90)" (г. Новосибирск, ноябрь 1990 г.);

- 9 Симпозиуме "Эффективность, качество и надежность систем "человек-техника" (г. Воронеж, 28-30 ноября, 1990 г.);

- Научно-техническом семинаре "Системы управления поль-

- 6 - ...... ..

зовательским интерфейсом: состояние и перспективы развития" (г. Орел, апрель 1991 г.);

- Международном симпозиуме "Визуальный анализ и интерфейс (ВАИ'91)" (г. Новосибирск, 1-4 августа 1991 г.);

- на итоговых научных конференциях Казанского Университета за 1988, 1989, 1990 годы.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 42 печатных работах.

Структура и обьем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения и приложений. Основная часть содержит ЛОф страниц текста, 23 рисунка, список литературы из наименований. Обьем приложений "Н страницы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность проводимых исследований, определены цели работы, новизна и практическая ценность работы, кратко изложено содержание всех разделов диссертационной работа "

Первая глава "Общие вопросы создания диалоговых систем" посвящена . исследованию методологических вопросов создания диалоговых систем. Технология проектирования и реализации ДО требует изучения ряда основных вопросов, связанных с их исследованием, обобщением опыта их создания и функционирования. К таким вопросам относятся: выделение основных этапов проектирования и реализации ДС; конкретизация основных требований,, предъявляемое к ДС; конкретизация основных требований к языку диалога;; систематизация теоретических и инструментальных средств создания ДО; вопросы унификации представлений о ДС. .'.'--. В разделе 1.1. "Этапы проектирования и.реализации Дб"

рассматриваются основные этапы технологической цепочки создания диалоговых систем, раскрывается сущность каждого этапа, порядок действий на каждом из них.

В разделе 1.2. "Общие требования к ДС" с максимально возможным уровнем детализации рассматриваются основные факторы, определяющие систему диалогового взаимодействия: доступность; надежность; ясность; гибкость; оперативность; простота использования (качество и удобство работы); простота обучения работы с системой.

В разделе 1. 3. "Требования к языку диалога" конкретизируются основные требования к языку, посредством которого происходит общение человека с ЭВМ, и от качества которого в значительной мере зависит продуктивность общения, эффективность процесса решения задач проблемной облает

В разделе 1. 4. "Теоретические и инструментальные средства создания ДС" систематизируются основные методы и средства, используемые в процессе проектирования и создания диалоговых систем. Выделяются основные их достоинства и недостатки.

Проведенный анализ теоретических и инструментальных средств создания позволяет сделать вывод о том, что в настоящее время еще не выделены средства и методы построения ДС, позволяющие полностью отобразить с единых позиций структурные, функциональные и информационные аспекты диалогового взаимодействия.

В разделе 1. 5. "Сценарный подход в создании ДС" представляется один из подходов, позволяющий выработать единое пред-зтавление процесса создания для достаточно большого числа ДС.

3 разделе раскрываются принципы постороения диалоговых зистем по спецификациям сценарного типа. Суть этого подхода заключается в следующем.

Существующие ДС можно подразделить на следующие два типа:

1) Специализированные диалоговые системы - системы < жестко запрограммированным (встроенным) диалогом, с ориентацией на решение задач из определенной узко специализированно; проблемной области;

. 2) Унифицированные (в той или иной степени) ДС - диалоговые системы, настраиваемые на различные классы задач н< основе соответствующих описаний предметной области, или, та] называемых спецификаций сценарного типа.

В отличие от ДС с жестким диалогом, ограниченных, ка! правило, определенной предметной областью, ДС второго тип; предоставляют пользователю более широкие возможности, поскольку изменение предметной области диалога не требует полно: перегенерации Сперетрансляции) системы. Модификация систем! обеспечивается путем, ввода нового сценария, определяющей схему диалогового взаимодействия (структуру и содержание диалога) , состояние диалога и соответствующие, запускаемые в диалоге процедуры (функции).

Сценарий диалога представим в виде списка 3=(б1,з2,.. ,31 где (i-l.ii) - элементы сценария. Каждый элемент сценари имеет в свою очередь следующее представление 5=(М,Р,М,Т,1?,5'; где М- - описание^сообщения системы, выдаваемого на определе: ном шаге диалога; Р - (р1,р2,.,. ,р11) - альтернативный спис< процедур'(функций). р1 (1=1,11) из которых в зависимости от с •"общения пользователя выбирается одна для, выполнения; N (п1,п2... ,пт) - список целых положительных чисел т (1-1,ш определяющий нумерацию последующих шагов диалога, выбираемых ■зависимости от сообщения пользователя х (выбор пути, соотЕе1 ствующего п1-0 будет означать завершение диалога, все остал

ные ni>0, i-l,m); T - (№г,В) - задает схему (алгоритм) выбора номеров последующих шагов диалога, где !!т - номер соответствующей схемы, а В - логические условия, ее определяющие. Схемами интерпретации сценария являются:

0) Nt-О. Финальная конструкция "STOP" (завершение диалога).

1) Nt=1. Схема выбора "к .—> к + 1" ("следующий").

2) Nt-2. Последовательная интерпретация элементов.

3) №г=3. Схема типа "if - then - else". .

4) Nt=4. Схема типа "case", предусматривающая выбор альтернативных .шагов диалога, в зависимости от списка условий В.

5) Nt=5. Схема типа "while - do".

.6) Nt=6. Схема типа "repeat - until".

7) №г=7. Схема типа "CALL". *

R - область определения ввода, определяющая диапазон возможных вариантов ответа пользователя;

компонента S' определяет вызов вложенного сценария.

Диалоговая система сценарного типа представляется в виде пары DS4JI.S), где J2 - набор программных модулей (программная часть), а 3 - сценарий диалога, являющийся входным параметром для программной части Л . Функционирование диалоговой системы в этом случае сводится к интерпретации задаваемого сценария.

Дальше в разделе дается описание алгоритмов функционирования ДС сценарного типа с использованием формализации основ-, ных (базовых) конструкций, используемых при определении таких алгоритмов и формализации понятая взаимодействия (взаимодействия между пользователем и системой). Для этих целей использован формализм Хоора и нотации функционального программирования. Используя формализмы Хоора диалоговые процессы рассматриваются как частный случай взаимодействующих процессов, имея в виду два процесса: процесс функционирования системы и

действия пользователя,. Согласно рассматриваемому формализму -взаимодействие процессов осуществляется через каналы передачи сообщений и никаких других общих областей (переменных) процессы не имеют. Вводятся понятия команд передачи сообщений через каналы: с!m - вывод сообщения m в канал с, d?x - прием . сообщения из канала d в переменную х.

С учетом введенных формализмов алгоритмы описывающие ДС

сценарного типа будут выглядеть следующем образом. Пусть

s - (M,P,N,T,R,S') - список составляющих элемент сценария.

Определим функции :

element (L,k) ~ df 1£ к~1 then head (L)

else element (tail(L), k-1) ,

. где L - некоторый список, head - функция выделения первого (головного) элемента списка, tail - результат удаления головного элемента списка.

messaso (S,k) - df eîement(elemnt(S,k),l) proc (S.k) = df eloKont(eleir.ont(S,k),2) numb (SMk) - df element(element(S,k),3) typo (S.k) - df element(element(S,k),4) typent (S.k) ~ df head (type(S.k)) typeb (S.k) ~df head (tail(type(S,k))) -range (S,k) ** df elenz}nt(element(S,k),5) macro (S,k) - df elewent(eleœnt(S.k).6)

то есть, каждая из функций "message", "proc'Y "numb", "type", "range", "macro" конкретизирует M, P, N, T, R и S' на соответствующем шаге диалога (message(S.k) - M, proc(S.k) « P, . numb(S,k)- N, type(S.k)- T, rangeCS,k)- R, macro (S.k) - S'), причем функция "macro" задействована только на этапе вызова вложенного сценария.

Введем вспомогательные конструкции, используемые в после дующем при определении функции "internext".

serfF.S.N.x)- df F(S. tead(N).x); seq(F,S.tail(N).x) . где F - некоторая функция, применяемая к одному из эле^

- и -

ментов сценария.

whiloscq(F,S,!l,b,x) => elf vhilo b do soq(FrS,l!,x) re oca t.'xoX /•', Я ¡I, b, к) « c'f ropoñt r.cc¿(b',SJI„x) unt. i 1 b corxl(F,S,U,I!,x) =» ¿I* if Bf nil than

i f hosdUi) than F{SJio<id(U) ,x) else cond(F,S, tailCU), t.nil(lS),y.) clso SKIP

Тогда алгоритм функционирования ДС сценарного типа ыемю представить функцией inter(S,к,х) (здесь S -сценарий диалога, к - фиксированный номер элемента сценария, определяющего стартовый шаг ДС, х - переменная, используемая для приема сообщений пользователя). Тогда:

intcr(S,k,x)~ df i£ k/O then (с!iva.';s;¡¡re(S, k); inter 1(5. k,x)) intcrí(S,k,x)~ df á?(x, r;mso(5,k)); tntcr2(S, k,x) intor2(S,k,x)=* dC rúa (proc(SJ:),x); intornox!.(S,k,x)

Здесь: message(S,k) - функция выделения текста сообщения ДС (М), определяемого к-м элементом сценария S; с! rr¡essacre(S,k) описывает вывод сообщения ДС; d?(x,ranfre(S,к)) описывает прием сообщения пользователя в переменную ;с, в соответствии с диапазоном возможных вариантов ответа, определяем¡им к-м элементок сценария S; run(proc(S,k) ,х) - описывает процесс запуска Функции р из Р, определяемого к-и элементом сценария.

Функция internextCS,к,х) определяет последующий путь продолжения диалога, определяемый сообщением пользователя и задаваемой схемой выбора. В соответствии с введенными схемами выбора (случай 0-7) конструкция int.ernext(S,k,x) определяется следующим образом:

0) Случай typent(S,k) - 0 (конструкция "STOP"). Конструкция "internext" в этом случае определяет завершение диалога: intornoxt(S, k, х) - SKIP

1) Случай typent(S,к) - 1 (Схема выбора "следующий"). В этом случае последующе шаги диалога определяются, как :

inter(S,k+l,x); inter(S,k+2, :<); ...; где M-rill, B-ntl.

' - 12 -

Отсюда : internext(S,k,x) - df ir)tcr(5,kM,x)

2)Случай typent(S,k)=2 (последовательная схема выполнения В этом случае последующие шаги диалога определяются, как :

inter(S,nl,x); lnter(S,n2,x);... ; inter(S,nm,x) где N = (nl,n2,... ,nm), список условий В в данном случае не используется;

Отсюда: internext(S,k,x) =-- df seq(inter, S, ли/nbf S, k),x.

3) Случай typent(S.k) = 3 (условная схема выбора).

В этом случае последующие шаги диалога определяются, как :

i£ b then inter(S,nl,x) else inter(S,n2,x) , где

N=(nl,n2), B=b - одно условие.

Отсюда : internext(S,k,x) = df if typeb(S,k) tjhon

inter (S, head(numbfS, k)),x) else inter(S,head(ta.il(numb(S,k)),x)

4) Случай typent(S.k) = 4 (схема выбора типа "case"). В этом случае последующие шаги диалога определяются, как :

do case

case bl ----> inter(S,nl,x)

. case b2 ----> inter(S,n2,x)

case bm----> inter(S,nm,x)

end case

где N -Tnl.nS,... ,nm), В » (bl,b2,... ,bm). Отсюда:

internoxt(S,k,x) = df cond(inter,S,numb(S,k),typeb(S,k),

5) Случай typent(S.k) - 5 (схема выбора типа "while-do"), В атом случае последующие шаги диалога определяются, как :

while b do (inter(S,nl,x); inter(S,n2,x);...; inter(S.nm.x) где N - (nl,n2,... ,nm), В = b - одно условие. Отсюда :

lnternext(S, к, x)=df whl 1 escq(inter,S.numb(S,k), typeb(S,k\

6) Случай typent(S,k)<=6 (схема выбора типа "repeat-until

В этом случае последующие шаги диалога определяются, как :

repeat (inter(S.nl.x); inter(S,n2,x);...; inter(S, nrn.x})

until

-где N ■» (nl,n2.....nm), В = b - одно условие.

Отсюда :

internext(S,k,x)=df rapeatseq(intcr,S,ramb(S,k), typcb(S,k),x)

7) Случай typentCS,к) - 7 (схема типа "CALL"). В этом случае последующе шаги диалога определяются, как : inter(S,k,x); inter(S' ,1,х); inter(S,k+l, х); ...;

Отсюда :

internext(S,к,x)*=inter(macro(S,к),1,х); intcr(S,кЧ.х)

Отличительной особенностью представленного подхода является использование специальных оредств управления процессом диалога, обеспечивающих динамическое изменение схемы диалогового взаимодействия непосредственно во в^емя функционирования системы. Упомянутые средства являются вааашмп в тех случаях, когда диалоговое решение задач приводит к необходимости выполнения действий, не предусмотренных соответствующим сценарием диалога. Последнее оказывается типичным для большинства задач • с трудноформализуемыми алгоритмами, их решения, когда невозможно заранее полностью определить сценарий диалога.

В разделе рассматриваются средства управления, обеспечивающие возможность прерывания и восстановления предыдущих состояний диалогового процесса, а также переключения с одного сценария на другой с последующим восстановлением исходного состояния. Упомянутые средства представлены функциями:

1) stop - для завершения ДС на любом шаге ее функционирования;

2) back - для восстановления состояния, соответствующего предыдущему шагу выполнения ДС;

3) функции пере ¡сличатели off и on для прямого и обратного переключения ДС с одного сценария на другой.

С учетом введенных нотаций алгоритмы этих функций будут выглядеть следующим образом.

Функция "STOP".

intors(S,k,x)-= df if k/O thonjc!(massagc(S,k) +"stop");

intersl(S,k,x))

1 Titersl(S, k, x)= df (d?(x,ranife(S,k)); intors2(S,k,x)) О

(stop?any; SKIP) inters2(S,k,x)= df run (proc(S,k),x); internoxts( S, k, x)

В отличие от конструкции "inter" здесь к сообщению системы на каждом шаге диалога добавляется имя функции "stop", выполнение которой завершает функционирование системы. Функция "BACK".

interb(S, к, х)~ df if к^О thon(cf(inessaec(S,k)h"back");

interbl(S,k,x); interb(S, k,x)) interbl(S, k, x)= df (d?(x, raj\gc(S, k)); intorbZ(S, к, x)) О

(back?any; SHIP) interb2(S,k,x)= dr run (proc(S,k),x); internextb(S,k,x)

Аналогично "STOP", но в отличие от функции "stop", выполнение функции "back" восстанавливает состояние предыдущего шага диалога.-

функция "OFF". •

Jnteroff(Sl,kl,S2,k2,x)- df it kl/O t/юл

(cf(message(Si,kl)+"off"); interoffl(Sl, kl,S2,k2,x)) interoffl(SI,kl,S2,k2,x)= df(d?(x, ranse(Sl.ki)); intoroff2(Sl, kl, S2, k2, х))П(off?any; interon(S2, k2, Sl.kl, x)) iriteroff2(Sl,kl, S2, k2,x)= df ruiiCproc(Sl,ki),x);

internextoff(SI,kl,S2,k2, x)

Аналогично предыдущим функциям, но в отличие от них функция off обеспечивает переключение диалогового процесса со сценария S1 на S2. Функция "ОМ".

Определение функции "ON" получается путем замены в приведенном выше описании всех вхождений слова -"off" на слово "on" (interon).B отличие от функции "off", функция "on" обеспечивает обратное переключение на ранее прерваный диалог.

В заключении раздела рассматривается конкретизация определения сценария для диалоговых систем с различными формами

диалога. Рассматривается меню-диалог, диалог на основе шаблонных форм и взаимодействие на профессиональном языке.

В разделе 1.6. приводятся основные выводы по представленной главе, обусловившие основную задачу диссертационной работц - разработку адекватных технологических средств и методов, позволяющих повысить эффективность, качество и сократить сроки разработки создаваемых диалоговых систем.

Глава 2. "Использование' концепций трансформационного подхода к синтезу программ в создании ДС" раскрывает суть технологии создания диалоговых - систем на основе концепции программных трансформаций, позволяющей автоматизированное преобразование программной части ДС по заданной системе правил с целью эффективного создания новыхг.ДС или их оптимизации.

Как уже отмечалось, актуальной задачей в создании ДС является применение адекватных технологических средств и методов, позволяющих повысить качество и сократить сроки разработки создаваемых диалоговых систем. Е технологии создания ДС все большее распространение получают методы и средства, используемые в системах с автоматическим синтезом программ. В представленной главе дается обзор методов и средств синтеза программ, раскрываются концептуальные основы использования программных трансформаций в технологии создания диалоговых систем.

В разделе 2.1. "Методы и средства синтеза программ" да: ется систематизация методов и средств синтеза программ (с их сравнительным анализом) по трем сложившимся (основным) подходам к синтезу: дедуктивному, индуктивному и трансформационному. Выделяются основные достоинства и недостатки упомянутых подходов, основные тенденции в их развитии.

Дается обоснование выбора трансформационного подхода с целью использования в технологии создания диалоговых систем.

'. - 16 -

• Раздел 2.2. "Концептуальные основы программных ' тран сформаций" дает детальное представление о трансформационном программировании.. Суть этого подхода сводится к возможности автоматизированного преобразования программ С или соответствующих спецификаций) по заданной системе правил с целью эффективного создания новых программ или их оптимизации.

Раздел 2, 3. "Применение трансформационного подхода в технологии производства диалоговых систем" обосновывает целесообразность использования концепций трансформационного подхода к синтезу программ в технологии создания ДС. Раскрывается суть предлагаемых технологических принципов, заключающаяся в использовании трансформационных средств, позволяющих автоматизированное преобразование ДС по заданно? системе_ трансформационных правил. Рассматривается практическое использование программных трансформаций с целью получения из универсализированных ДО сценарного типа подсистем, . ориентированных на решение конкретных проблем или раскрывающих определенные стороны заданной предметной области. Суть последнего сводится к применению аппарата "проекции' ■ программной части ДС Л на некоторый фиксированный сценари) Б ( Л, Б)— > Л б, построенного на основе принципов реализаци! функциональных программ и использования специальных трансформационных правил, сводящихся к операциям конкретизации, упрощения, разьединения, и устранения ненукного.

В разделе 2. 4, приводятся основные выводы и полученные результаты.

В главе 3. "Инструментальная система создания ДС сценарного типа" подробно излагаются состав и структура программно- реализованной инструментальной системы РАДИО (см. рис.1, рис. 2.), которую можно использовать как для разработки новых диалоговых, программ - компонентов прикладных систем, так и

СРЕДСТВА поддержи информационного обеспечения

БИБЛИОТЕКА ГОТОВЫХ СЦЕНАРИЕВ

Каталог тем диалога

Каталог сценариев

Кадры экранов (макеты экр.)

Сценарии ■диалога

Средства установки операционной и аппретурной среды (ОС, тип дисплея и т. п.)

-V-

нвд

[интерпретатор сценариев

МОНИТОР управления

V

средства сем. и син контроля

Средства инт-ерпрет-

Функций управления ходом диалога

Средства отображения на зкран дисплея

драйверы терминалов и методов доступа

протокол диалога |

Прикладные пользовательские программы

и________

<

<

Средства отображения результатов

Рис. 1. ДС РАДИС,.реализация структурно-функциональной схемы. Часть 1.

- и -

БАЗА ДАННЫХ ля формирования ценариев

FN.FZ.FV

Средства бслужива-ия БД ФС

Язык описания диалога (меню, таблицы, диаграммы работы, формы макетов экрана)

Средства установки операционной и апп-ратурной среды (ОС, тип дисплея и т. п.)

Средства формиро-■рования макетов экрана

I

средства формирования графов-сценариев

П$С

ГЕНЕРАТОР сценариев

Средства интерпретации функций управления ГС

Средства отображения на экран дисплея

драйверы терминалов и методов доступа

СРЕДСТВА обслуживания БГС и поддержки ИО

БИБЛИОТЕКА ГОТОВЫХ СЦЕНАРИЕВ

Каталог тем диалога

Каталог сценариев

Кадры экранов (макеты экр.)

Сценарии диалога

Рис, 2. ДС РАДИС, реализация структурно-функциональной схемы. Часть 2.

для составления диалоговых управляющих программ* для уже существующих (или разрабатываемых) программных изделий.

В разделе 3.1. "Расширяемая диалоговая система РАДИО (основные сведения)" даются основные сведения и особенности о РАсширяемой диалоговой Системе (РАДИО являющейся системой, основанной на спецификациях сценарного типа, работающей в широком диапазоне задач заданной проблемной области (ПО). Основная проблемная область ДС РАДКС - решение задач класса проектирования РЭА.

Выделяются следующие особенности ДС РАДИО:

- проведение диалога на профессиональном языке пользователя заданной ПО, причем, диалога • сложней структуры, имеющего древовидный или сетевой характер и обладающего возможностью вложения интерактивных процессов друг в друга;

- диалог ведется с различными категориями'пользователей, но превалирует общение с пользователем-непрограммистом;

- содержание' и структура диалога изменяемы: пользователю предоставляется возможность формирования необходимого сценария диалогового взаимодействия (ДВ) как из набора сценариев, сформированных ранее, так и создания нового (своего) сценария диалога; _

- развитое интерактивное взаимодействие, достигаемое использованием специальных средств управления диалоговым процессом: создание контрольных точек, рестарта, переключение с одного сценария на другой, возможность возврата на предыдущий шаг и т.п.;

- при организации эффективного диалога используется весь арсенал технических средств, предоставляемых символьными и графическими терминалами (многооконный режим, функциональная клавиатура и т. п.);

- формирование в ходе ДВ алгоритма решения из заданной со-

вокупносЛ! программных модулей (прикладных пользовательских -программ), генерация и выполнение созданного программного продукта, выдача результата;

- определенная степень мобильности и расширяемости ДО РАДИС: возможность динамического преобразования ДС (на основе концепции программных трансформаций).

Б разделе 3.2. "Профессиональный язык ДС РАДИС" посредством профессионального языка показана направленность ДС РАДИС на решение задач класса САПР РЗА. Подробно, с иллюстрацией на примерах, показана организация контроля вводимой пользователем информации.

В разделе 3.3. "Состав и структура ДС РАДИС (подсистемы и их назначения)" рассматриваются составляющие части ДС РАДИС, к которым относятся: средства организации диалога (ПВД), технологические средства диалога (ШС), средства информационного обеспечения диалога. Состав этих составляющих поддерживает информационно-программное обеспечение диалога. В разделе показана структурно-функциональная схема ДС РАДИС на. уровне подсистем (см. рис. 1., рис. 2.).

В пункте 3.3.1. "Средства организации диалога" детально рассматривается состав средств организации диалога, их назначение и исполняемые функции.

Пункт 3. 3.2. "Информационное обеспечение диалога" раек-■ рывает организационную структуру информационного обеспечения (ИО) диалога, являющуюся совокупностью информационных массивов, необходимых для нормального функционирования ДС РАДИС, и, состав средств обслуживания ИО. Подробно рассматривается организационная структура сценария ДС РАДИС, анализируются некоторые вопросы,, связанные со сценарной организацией диалога.

В пункте 3.3.3. "Технологические средства диалога" расс-

матривается состав технологических средств, предназначенных для создания, наполнения и сопровождения информационного обеспечения диалога. Раскрывается методика формирования ИО с использованием языка описания диалога на основе неалгоритмического описания графа схем-состояний диалога и табличного описания ДВ, рассматриваются средства модификации системы РАДИС, основанные на использовании концепции программных трансформаций.

В разделе 3. 4. представлены основные выводы и полученные результаты.

В заключении сформулированы основные полученные в диссертации результаты:

1. Систематизированы основные вопросы, связанные с разработкой ДС; основные методы и средства, используемые в процессе проектирования и создания диалоговых систем.

2. Раскрываются принципы построения диалоговых систем по спецификациям сценарного типа, формализуется определение диалоговой системы сценарного типа, определение сценария и функций управления ДВ..

3. Исследованы проблемы использования программных трансформаций в создании ДС.

4. Разработаны технологические принципы создания ДС :ценарного типа с использованием концепции программных транс-[»рмаций.

5. Программно-реализована инструментальная система РАДИО :оздания ДС на основе разработанных технологических принципов"; Система РАДИС позволяет существенно повысить эффективность юздания специализированных диалоговых систем для решения ■ласса задач автоматизации проектирования изделий РЭА. Основ-[ые результаты диссертационной работы прошли государственную югистрацию, переданы в фонд алгоритмов и программ (СФАП) и

внедрены в разработках по темам, выполняемым в соответствии с отраслевой научно-технической программой Министерства радиопромышленности (МРП) "Проектирование радиоаппаратуры автоматизированными методами". Анализ результатов промышленной эксплуатации разработанных программных средств подтвердил их практическую работоспособность и эффективность. Суммарный экономический эффект от внедрения разработок составил 57. тыс. рублей.

Приложение содержит список публикаций по теме диссертации, копии актов о внедрения основных результатов работы, а также представление содержимого информационного обеспечения ДС РАДИО.

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю Еникееву Арслану Ильясовичу за неоценимую помощь. _ и моральную поддержу в период работы над диссертацией.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Георгиев В. 0. Системы с автоматическим синтезом программ. //М.: ВИШ, 1988, 25 с./Рук. деп. в НИИЭИРе 01.12.88 , N 3-8520.

2.Георгиев Е О. Организация диалогового режима для одного класса вычислительных задач. /УН : ВИШ, 1988, 21 с. /Рук. деп. в НИИЭИРе 01.12.88, N3-8519.

3. Георгиев В. О. Расширяемая диалоговая система, основанная на • спецификациях сценарного типа. //Материалы международного симпозиума "ШШРШИНА-89" ( Разработка и использование персональных ЭВМ )./Минск: НИИТИ, 1989, Том 2 , часть 1, стр. 86 -.89.

4. Георгиев В. О. Расширяемая диалоговая система.//Тезисы док-

ладов республиканской научно - практической конференции (Ноябрь 1989). "Повышение эффективности использования вычислительной техники в новых условиях хозяйствования". /Казань, 1989 г., стр. 36-38. ,

5. Георгиев В. О. Расширяемая диалоговая система РАДИО. //В сб.: "Обмен производственно-техническим опытом", вып. 5-6. /Ы., НИИЭИР, 1990 г. , стр. 124-125.

6. Георгиев Е О.,Еникеев1 А. И. Средства повышения эффективности функционирования диалоговых систем сценарного типа. //Тезисы докладов 9 симпозиума "Эффективность, качество и надежность систем "человек-техника" (28-30 ноября^ 1990 г.)./Воронеж: ВПИ, 1990 г., часть 1, стр. 83-84,

7.Георгиев В.О. .Еникеев А.И. Трансформационный подход к созданию диалоговых систем.//Тезисы докладов Всес. конф. "Смешанные вычисления и преобразование программ (СВПП-90)". / Новосибирск: ВЦ СО АН СССР, 1990 Г.

8. Георгиев В. О. Обзор по методам синтеза программ. //В сб.: Вероятностные методы и кибернетика. Вып. 24/Казань: КГУ, 1990 г., стр. 3-27.

9. Георгиев В. О. Обзор методов и средств построения формальных моделей диалоговых систем. //УСиМ, N 5, 1991 г.

10. Георгиев В. О., Еникеев А. К Трансформационный подход в технологии создания диалоговых систем. //Материалы Меадуна- ■ родного симпозиума "BAF91" (Visual Analysis and Interface 91)/Новосибирск, ВЦ СО АН СССР, 1991 г.

11. Георгиев В. О., Еникеев А. И. Принципы построения диалоговых систем по спецификациям сценарного типа. //В сб.: Вероятностью методы и кибернетика Вып. 25. /Казань: КГУ, 1991 г.

12. Георгиев В. 0. Модели представления знаний предметных областей диалоговых систем. //М.: ВИМИ, 1991 г., 32 с. /Рук. деп. в НИИЭИРе 03.05.91, N 3-8838. .