Автоматизація проектування компютерних систем. Автоматизація проектування комп'ютерних систем Модуль I. Конспект лекцій з дисципліни Автоматизація проектування комп'ютерних систем
 Скачать 0.86 Mb.
|
7.2Програмне забезпечення САПР7.2.1Склад програмного забезпечення (ПО)Програмне забезпечення САПР включає: системне програмне забезпечення, як яке зазвичай використовується ОС; предметно-орієнтоване ПО, підтримувальне сам процес проектування. Засоби, підтримувальні процес проектування відносяться до класу складних програмних систем, що використовують бази даних. Існуючі і тиражовані САПР, як правило, мають ряд істотних недоліків, серед яких орієнтація на фізичну архітектуру САПР у рамках заданої предметної області. 7.2.2Архітектура програмного забезпечення.Дворівневе ПО САПР Історично додатки САПР будуються як дворівневі: шар попередньої обробки (АРМ з GUI в основі) шар остаточної обробки (деяка БД, спільно з якою працюють деякі застосування, причому БД і додатки жорстко взаємозв'язані). Така організація додатків є негнучкою, погано супроводжуваною. Такі застосування украй складно навантажити в розподілене середовище. Щоб полегшити труднощі, використовують не фізичну, а логічну архітектуру додатків з наступними шарами: шар документів (додатки робочого столу і GUI) правила проектування, правила ухвалення проектних рішень і управління проектом проектування управління даними За умови стандартизації міжшарових інтерфейсів логічні шари можна робити незалежно. Тобто кожен з цих шарів може бути реалізований як незалежна компонента і розподілений. У цьому сенсі говорять про сервер БД, сервер додатків і додатки робочого столу. Фізична і логічна архітектура мало пов'язана між собою, тобто трирівневе застосування можна фізично реалізувати на одній ЕОМ. Особливості трирівневого ПО САПР Щоб полегшити труднощі, що виникають при дворівневій архітектурі, трирівневу логічну архітектуру додатків з наступними шарами: шар документів (додатки робочого столу і GUI) правила проектування, правила ухвалення проектних рішень і управління проектом проектування управління даними За умови стандартизації міжшарових інтерфейсів логічні шари можна робити незалежно. Тобто кожен з цих шарів може бути реалізований як незалежна компонента і розподілений. У цьому сенсі говорять про сервер БД, сервер додатків і додатки робочого столу. Фізична і логічна архітектура мало пов'язана між собою, тобто трирівневе застосування можна фізично реалізувати на одній ЕОМ. 7.2.3Критерії оцінки компонент ПО.Оскільки розподілені системи будуються з взаємодіючих компонентів, то компоненти повинні забезпечувати: функціональність; надійність; наявність уніфікованих міжкомпонентних інтерфейсів; можливість реконфігурації системи; простоту використання. 7.3Контрольні питанняЛекция I.8.Інформаційне забезпечення САПР8.1Загальна характеристика інформаційного забезпечення (ИО).Інформаційне забезпечення САПР - це сукупність відомостей, необхідних для виконання завдань проектування, представлених в заданій формі. Основною частиною ИО є автоматизовані банки даних, які складаються з баз даних (БД) САПР і систем управління базами даних (СУБД). БД - структурована сукупність пов'язаних даних конкретної предметної області різноманітного призначення, в якій відбиваються стани об'єктів, їх властивості і взаємовідношення. У ИО входять нормативно-довідкові документи, завдання державних планів, прогнози технічного розвитку, типові проектні рішення, системи класифікації і кодування техніко-економічної інформації, системи документації типу ЕСКД, ЕСТД, файли і блоки даних на машинних носіях, фонди нормативні, планові, прогнозні, типових рішень, алгоритмів і програм і так далі Інформаційне забезпечення визначається БД САПР і характеризується особливостями цих БД. При цьому під БД можна розуміти сукупність наступних компонент : концептуальній моделі цих, інструментальних засобів, що забезпечують занурення даних в деяке сховище, побудованих на основі концептуальної моделі і функцію витягання необхідних даних (СУБД), сукупність інструментальних засобів і методів, що забезпечують фізичне представлення даних на певних носіях. Вимоги до БД САПР: 1) інформація має бути центральним поняттям, додатки повинні будуватися навколо БД; 2) можливі виключення надмірності (інформація повинна зберігається в одному місці, зміни в інформацію вносяться лише один раз, суперечливі копії виключаються); 3) способи внесення зміни в дані повинні враховувати відносність часу. Напр. внесення змін і обробка даних різні для транзакційних і аналітичних БД. Транзакційні БД забезпечують процес проектування. Аналітичні - такі, на основі, яких формуються звіти. 8.2Бази даних і їх властивостіБаза даних - структурована сукупність пов'язаних даних конкретної предметної області різноманітного призначення, в якій відбиваються стани об'єктів, їх властивості і взаємовідношення. Усі характеристики об'єктів є атрибутами об'єкту. Відомості, що містяться в кожному атрибуті, називаються значеннями цього атрибуту. Будь-який об'єкт, що характеризується записом, який містить ідентифікатор об'єкту і його атрибути, а також ключ запису, який використовується для пошуку цього об'єкту. Ключ може бути адресою запису, ідентифікатором, індексованою адресою запису. Система управління базою даних (СУБД) - спеціальна програма, призначена для забезпечення запису, систематизації, пошуку інформації в БД і видачі її споживачеві. Сукупність БД і СУБД називають банком даних. Існують два представлення БД : логічне; фізичне. Логічне представлення - це представлення прикладних програмістів, що використовують готові БД. Відбиває склад відомостей і зв'язку між їх елементами, що зберігаються в БД і не відображує питань розміщення і зберігання інформації на фізичних носіях. Фізичне представлення БД - відбиває спосіб відображення інформації на машинних носіях (як і де, зберігається інформація і як її використовувати). При логічному представленні використовуються поняття елементів і зв'язків між ними. Зв'язку будучи 3 типів: простий зв'язок (зазвичай одностороння) складний зв'язок (безліч зв'язків) умовні зв'язки (які можуть бути розірвані). Вимоги, що пред'являються до баз даних, : Доцільність даних, їх несуперечність і достовірність. Організація БД повинна забезпечувати узгодження часу вибірки даних програмами з частотами їх використання. Універсальність, тобто наявність в БД усіх необхідних даних і можливості доступу до них в процесі рішення завдань. Відкритість БД. Наявність мов високого рівня взаємодії користувача з БД. Секретність. Безпека (захист від втрати). Оптимальна організація даних (мінімальна надмірність). База даних складається як мінімум з трьох рівнів: постійна частина; напівпостійна; змінна. Постійна частина містить довідкову інформацію (константи, раніше отримані рішення). Напівпостійна - ті дані, які використовуються при рішенні задачі. Змінна - ті дані, з якими зараз працює яка-небудь програма. 8.2.1Ієрархічні бази данихІєрархічна БД складається з впорядкованого набору дерев; точніше, з впорядкованого набору декількох екземплярів одного типу дерева. Тип дерева складається з одного "кореневого" типу запису і впорядкованого набору з нуля або більш за типи піддерев (кожне з яких є деяким типом дерева). Тип дерева в цілому є ієрархічно організованим набором типів запису. Усі екземпляри цього типу нащадка із загальним екземпляром типу предка називаються близнюками. Для БД визначений повний порядок обходу - зверху вниз, зліва направо. Недолік: інформація може бути отримана тільки через кореневий вхід і можливі типи зв'язків заздалегідь фіксовані. Концептуальна модель даних є основою побудови БД. Найбільш ранні ієрархічні БД які будуються на аналізі даних з виділенням зв'язків "один до багато чим". Недоліком БД є те, що інформація може бути отримана тільки через кореневий вхід, і можливі типи зв'язків заздалегідь зафіксовані. Для отримання інформації, нестандартної, що являється, за типом опису зв'язків, вимагається виконати великий об'єм роботи. 8.2.2Мережені бази данихМережена БД ще називається семантичною або фреймовою. Семантичні БД будуються на зв'язках "багато до багато чим" і практично містять декілька ієрархічних рівнів з даними, що повторюються, і зв'язками між ними. Цим базам не властиве зберігання даних в одному місці. При цьому виникають складнощі з реплікацією (відкат і збереження даних в усіх місцях). 8.2.3Реляційні бази данихРеляційні БД - двомірні таблиці, кожна строчка якої містить дані одного елементу. Будь-який стовпчик може бути ключем. Зв'язок між таблицями здійснюється по будь-якому елементу цих таблиць. Послідовність атрибутів, що відносяться до одного елементу, називається кортежем. Кожен стовпець називається доменом. Таблицям реляційних БД властиві наступні властивості: кожен елемент таблиці є одним елементом даних; записи, що повторюються, відсутні; усі стовпці в таблиці однорідні (у кожному стовпці записуються однотипні елементи); стовпцям привласнюються однозначні імена; у таблицях немає двох однакових рядків; у операціях з таблицями рядка і стовпці можуть бути видимими у будь-якому порядку безвідносно до їх інформації, змісту і сенсу. Поняття зв'язку інтерпретується як запит на мові SQL. У цих БД використовується строгий математичний апарат - "реляційна алгебра", який дозволяє моделювати дані і формувати на основі цих моделей запити практично довільної форми. 8.3Контрольні питанняЩо відноситься до інформаційного забезпечення САПР? Що таке банк даних САПР? Які основні вимоги пред'являються до баз даних САПР? Охарактеризуйте ієрархічні БД. Охарактеризуйте мережеві БД. Охарактеризуйте реляційні БД. 8.4Список рекомендованої літературиНоренков И.П., Маничев В.Б. Системы автоматизированного проектирования электронной и вычислительной аппаратуры. -М.: Высш.шк., 1983. - 272 с. Перевод с англ. Ли К., Основы САПР (CAD/CAM/CAE), С.-П.: Питер, 1996 -559 с. Справочник по САПР/П\р. В.И.Скурихина. -К.: Техніка, 1988. Разработка САПР: в 10 кн./Под ред. А.В.Петрова. САПР: в 9 кн. Кн. 1. Принципы построения и структура/ И.П.Норенков. - Мн.: Выш.шк., 1987. - 123 с. |