Автоматизація проектування компютерних систем. Автоматизація проектування комп'ютерних систем Модуль I. Конспект лекцій з дисципліни Автоматизація проектування комп'ютерних систем
 Скачать 0.86 Mb.
|
1.3Аспекти прояву складності систем.По відношенню до технічних об'єктів (системам) складність прийнято оцінювати кількістю компонент, що утворюють систему, і кількістю зв'язків, що визначають спосіб взаємодії компонент. Як альтернативна оцінка часто використовується потужність безлічі можливих (помітних) станів системи і безлічі стосунків, що визначають можливі переходи із стану в стан (у загальному випадку першу оцінку можна привести до другої). Дві складові складнощі: суб'єктивна і об'єктивна. Перша складова визначає міру сприйняття поведінки системи людиною. З цією складовою людина навчилася справлятися давно, просто абстрагуючись від неї. Друга пов'язана з розмірністю опису (представлення) системи і, зокрема, розмірністю проектних завдань. Ця складова може бути представлена приведеними раніше оцінками складності і, у разі автоматизації проектних робіт, менш важлива, оскільки заходи складності для людини і ЕОМ різні. Спосіб подолання "комплексу складності" для другої складової також відомий людству з давніх часів і заснований на принципі "розділяй і володарюй". Принцип припускає розподіл (декомпозицію) системи на ряд менш складних взаємозв'язаних підсистем, кожна з яких має меншу розмірність і може зрозуміти людиною, якщо сформульовані відповідні цим підсистемам абстракції. 1.3.1Складність в управлінні процесом проектуванняУ загальному випадку вплив "комплексу складності" стосовно завдання проектування обчислювальних машин і систем обумовлений: - складністю самої предметної області; - необхідністю обліку на стадії проектування особливості інших стадій життєвого циклу ОП; - складністю управління процесом проектування; - складністю опису поведінки дискретних систем; - необхідністю і складністю верифікації проектних рішень. 1.3.2Складність опису дискретних системЯкщо система не є дискретною, тобто описується безперервною функцією, то невеликі зміни вхідних параметрів завжди викличуть невеликі зміни вихідних. З іншого боку, дискретні системи по самій своїй природі мають кінцеве число можливих станів, хоча у великих системах це число відповідно до правил комбінаторики дуже велике. При цьому переходи між дискретними станами, у свою чергу, не можуть моделюватися безперервними функціями. Кожна подія, зовнішня по відношенню до системи, може перевести її в новий стан, і, більше того, перехід з одного стану в інше не завжди детермінований. За несприятливих умов зовнішня подія може порушити поточний стан системи через те, що її творці не змогли передбачити усі можливі варіанти. Це є ще однією (мабуть, основний) причиною того, що при декомпозиції дискретних систем навіть у рамках одного рівня абстракції підсистеми повинні мало залежати один від одного, забезпечуючи при цьому цілісність функції усієї системи. У не-переривчастих системах така поведінка мала ймовірно, але в дискретних системах будь-яка зовнішня подія може вплинути на будь-яку частину внутрішнього стану системи. Це, очевидно, і є головною причиною обов'язкового тестування дискретних систем. Але в реальності, за винятком найтривіальніших випадків, повне тестування цих систем провести неможливо. 1.3.3Складність і проблеми верифікації проектних рішеньЗа відсутності як математичних інструментів, так і інтелектуальних можливостей для повної верифікації поведінки великих дискретних систем, залишається сподіватися на розумний рівень упевненості в їх правильності. Ця упевненість, в першу чергу, повинна грунтуватися на надійності ухвалення проектних рішень, тобто забезпечуватися вже в процесі проектування. Звичайне тестування інструментальних засобів зводиться до тестування окремих програм за допомогою вибіркових прикладів, що не є засобом доказу коректності програм в цілому і свідчить тільки про можливу відсутність помилок. 1.4Класифікація процесу проектування (ПП)1.4.1Класифікація ПП за видами (аспектам)Уявлення про складні технічні об'єкти в процесі їх проектування розділяються на аспекти і ієрархічні рівні. Аспекти характеризують ту або іншу групу споріднених властивостей об'єкту. Типовими аспектами в описах технічних об'єктів є: функціональний, конструкторський і технологічний. Функціональний аспект відбиває фізичні і інформаційні процеси, що протікають в об'єкті при його функціонуванні. Конструкторський аспект характеризує структуру, розташування в просторі і форму складових частин об'єкту. Технологічний аспект визначає технологічність, можливості і способи виготовлення об'єкту в заданих умовах. Розподіл описів проектованих об'єктів на ієрархічні рівні по мірі подробиці віддзеркалення властивостей об'єктів складає суть блоково-ієрархічного підходу до проектування. Типовими ієрархічними рівнями функціонального проектування є: функціонально-логічний (функціональні і логічні схеми); схемотехніка (електричні схеми вузлів і окремих блоків); компонентний (проектування елементів і їх розміщення). 1.4.2Класифікація ПП за стадіями (тимчасовий розподіл)Проектування ділиться на стадії, етапи і процедури. Виділяють стадії: науково-дослідних робіт (НДР), дослідно-конструкторських робіт (ДКР), ескізного проекту, технічного проекту, робочого проекту, випробувань дослідного зразка. Складові частини процесу проектування Проектне рішення - опис об'єкту або його частини, достатній для прийняття ув'язнення про закінчення проектування або шляхи його продовження. Проектна процедура - частина проектування, що закінчується отриманням проектного рішення. Маршрутом проектування - це послідовність проектних процедур, що веде до отримання необхідних проектних рішень. Проектні процедури діляться на процедури аналізу і синтезу. Процедура аналізу - дослідження об'єкту. Власне завдання аналізу формулюється як завдання встановлення відповідності двох різних описів одного і того ж об'єкту. Процедура синтезу полягає в створенні описів проектованого об'єкту, що відображують структуру і параметри об'єкту. |