Автоматизація проектування компютерних систем. Автоматизація проектування комп'ютерних систем Модуль I. Конспект лекцій з дисципліни Автоматизація проектування комп'ютерних систем

• Название: Конспект лекцій з дисципліни Автоматизація проектування комп'ютерних систем
• Анкор: Автоматизація проектування компютерних систем
• Дата: 30.05.2022
• Размер: 0.86 Mb.
• Имя файла: Автоматизація проектування комп'ютерних систем Модуль I.doc
• Тип: Конспект; #557364
• страница: 15 из 16

6.3Контрольні питання

1. 
   З чого складається математичне забезпечення САПР?
   
2. 
   Які основні вимоги до МО САПР?
   
3. 
   Для чого потрібна висока міра універсальності МО?
   
4. 
   Що таке евристичні алгоритми МО САПР?
   
5. 
   Які методи визначення точності МО САПР?
   
6. 
   Які принципи зменшення економічних витрат при використанні МО САПР?
   
7. 
   З чого складається інваріантне МО?
   
8. 
   Перерахуєте основні методи інваріантного аналізу.
   
9. 
   Що включає предметно орієнтоване МО САПР?
   

Лекция I.7.Лінгвістичне і програмне забезпечення САПР

7.1Лінгвістичне забезпечення САПР

Лінгвістичне забезпечення включає усі мови, які використовуються в САПР.

Структуру лінгвістичного забезпечення можна представити таким чином (рис 7.1)



Рисунок 7.1 - Структура лінгвістичного забезпечення САПР

Лінгвістичне забезпечення ділиться на наступні складові частини:

- мови програмування (універсальні, машино-орієнтовані);

- мови проектування (вхідні мови);

- мови управління;

- інструментальні мови.

Вхідні мови діляться на:

- мови опису завдання;

- мови опису об'єкту.

Мови опису завдання служать для опису маршруту проектування. Схожі на операційні системи але орієнтовані на САПР.

Мови опису об'єкту (ЯОО) служать для опису функцій параметрів і структурного опису об'єкту, вхідних, проміжних і результуючих даних.

Вимоги до вхідних мов:

- універсальність;

- зручність сприйняття алфавіту і синтаксису мови;

- максимальна лаконічність опису;

- однозначність тлумачення елементів і конструкцій мови;

- можливість розвитку і розширення.

Мови опису об'єкту діляться на:

- процедурні мови;

- автоматні мови.

Процедурні мови:

- мови функціонального опису (F -описів);

- мови структурного опису (S -описів).

Мови завдання F -описів

Функціональний опис визначає динамічні функції об'єкту (функція розвивається в часі) і може бути виражена аналітично, графічно, табличний.

Для аналітичного представлення функцій опису в мові досить передбачити засоби, аналогічні мовам програмування, які мають бути доповнені певним набором засобів явного опису часу і можливості розпаралелювання, тобто вказівки на те, що деякі процеси можуть розвиватися паралельно.

Прикладом розширення мови для обліку динамічних властивостей системи можуть бути оператори ініціалізації (по сенсу схожі на операторів виклику процедури); очікування ("пригальмовування процесу" - wait) оператори заняття і звільнення деяких об'єктів (пристроїв або зон пам'яті - size release).

У простому випадку F перетворення може задаватися табличний. Наприклад:

е	0	1	н
0	0	0	0
1	0	1	н
Н	0	н	н

Обмеження може бути розмір таблиці.

Графічний опис у рамках САПР нам не підходить. Аналітичний опис - це в цілому стискування даних. Мови F опису для проекту об'єкту були б не повними, якби були відсутні засоби опису вхідних дій на проектований об'єкт. Мови, орієнтовані на опис вхідних дій призначені для опису детермінованих дій, одиничного, періодичного і аперіодичного. Стохастичні (випадкові) - закон розподілу і момент першого роду(мат очікування) і другого роду (дисперсія).

Мови завдання S -описів

Вхідні мови (мови опису проектних рішень)

Оскільки моделлю S -описів є граф (орієнтований, мультиграф і т.д.) для завдання S -описів зазвичай використовуються форми представлення графа. Можуть бути використані матриці суміжності і інцидентності, проте для структурного опису реальних об'єктів ці матриці будуть істотно порожніми, що викликає невиправдані витрати або велику складність місткості, по цьому ці матриці використовуються рідко, а переважну більшість мов використовують спискові структури даних. При цьому вибір спискової структури неоднозначний і визначається алгоритмами, що реалізовують селекцію (вибірку) елементів структурного опису і можливість його макророзширень.

Зокрема як макроописи ми використовуємо поняття шини або джгута, яка розглядається як псевдоелемент.

Засоби вхідних мов часто залежать від характеру вирішуваної проектної задачі. Наприклад, якщо відома методика (алгоритм) синтезу проектного рішення, то для завдання початкових даних достатнє F -описів. Якщо вирішується завдання аналізу (статичного), то для цього досить F - і S - описів. Якщо вирішується завдання динамічного опису, використовується S -описів, F -описів елементів і опису вхідних дій. Якщо вирішується завдання контролю і діагностики потрібне F - опис S -опис, опис вхідних дій, еталонних реакцій.

Автоматні мови служать безпосередньо для опису даних, таких, що вводяться в завдання проектування. Діляться на:

- - спискові мови;

- - табличні мови.

7.1.1Інструментальні мови

Інструментальні мови - це особлива категорія програмних засобів, за допомогою яких створюються усі інші програми.

Існує широка номенклатура мов програмування, кожен з яких характеризується певними властивостями.

До категорії інструментальних засобів відносяться не лише транслятори з мов високого рівня, але і асемблери, завантажувачі, відладчики і інші системні програми. За допомогою інструментальних засобів створюється і прикладне програмне забезпечення, і нові засоби системного програмування, включаючи транслятори з мов високого рівня.

Парадигма в програмуванні - спосіб концептуалізації, який визначає, як слід проводити обчислення, і як має бути структурована і організована робота, що виконується комп'ютером.

Вимоги до мови можна сформулювати так:

1) Усі конструкції мови повинні природно і просто (елегантно) визначатися в нім.

2) Для вирішення певного завдання має бути можливість використовувати поєднання конструкцій, щоб уникнути необхідності вводити нову конструкцію.

3) Має бути мінімальне число неочевидних конструкцій спеціального призначення.

4) Конструкція повинна допускати таку реалізацію, щоб в програмі, що не використовує її, не виникло додаткових витрат.

5) Користувачеві досить знати тільки ту безліч конструкцій, яка безпосередньо використовується в його програмі.
Найважливіші парадигми програмування на даний момент часу :

• 
  директивного програмування;
  
• 
  об'єктно-орієнтованого програмування;
  
• 
  функціонально-логічного програмування.
  

Директивне програмування - коли розробник програми намагається створити код, що належним чином впливає на дані. Активним початком вважається програма (код), пасивним - дані.

Об'єктно-орієнтоване програмування - первинними вважаються об'єкти (дані), які можуть активно взаємодіяти один з одним за допомогою механізму передачі повідомлень (званого також і механізмом виклику методів). Програміст повинен придумати і реалізувати такі об'єкти, взаємодія яких після старту програми приведе до досягнення необхідного кінцевого результату.

Функціональне і логічне програмування - головним є точне формулювання завдання, а вибір і застосування необхідного для її алгоритму рішення - проблема виконуючої системи, але не програміста.

7.1.2Мови опису об'єкту

Мови опису об'єкту служать для опису функцій параметрів і структурного опису об'єкту, вхідних, проміжних і результуючих даних.

Мови опису об'єкту діляться на:

- - процедурні мови;

- - автоматні мови.

Процедурні мови:

- - мови функціонального опису;

- - мови структурного опису.

Мови функціонального опису призначені для завдання закону функціонування об'єкту без прив'язки до конкретних схем. Приклади мов : DDL, HSL - FX.

Мови структурного опису призначені для опису структури. Приклади: SDL, HDL.

Автоматні мови служать безпосередньо для опису даних, таких, що вводяться в завдання проектування.

Діляться на:

- спискові мови;

- табличні мови.

7.1.3Мови представлення функціональних описів.

Мови функціонального опису призначені для завдання закону функціонування об'єкту без прив'язки до конкретних схем. Приклади мов : DDL, HSL - FX.

7.1.4Мови представлення структурних описів

Мови структурного опису призначені для опису структури об'єкту проектування. Приклади: SDL, HDL.

7.1.5Мови управління

Мови управління завданнями - це умовні мови з певного набору команд, які можуть задаватися в командному рядку, виробляти налаштування або викликати дії.

Мови управління завданнями забезпечують функції управління завданнями, а саме:

• 
  налаштування компонент додатків на рішення конкретної проектної задачі;
  
• 
  інтерактивне управління процесом рішення;
  
• 
  налаштування БД САПР під задане проектне завдання.
  

GUI - візуальне представлення мови управління завданнями.