Автоматизація проектування компютерних систем. Автоматизація проектування комп'ютерних систем Модуль I. Конспект лекцій з дисципліни Автоматизація проектування комп'ютерних систем
 Скачать 0.86 Mb.
|
1.7 Контрольні питанняЩо таке проектування? У чому полягають відмітні особливості автоматизованого проектування? Назвіть складові частини процесу проектування. У чому полягають процедури аналізу і синтезу? Опишіть порядок процесу проектування. Що таке рівні проектування? Які вертикальні рівні можна виділити при проектуванні комп'ютерних систем? З яких рівнів складається функціональне проектування? З яких рівнів складається алгоритмічне проектування? Що включає конструкторське проектування? Що включає технологічне проектування? Лекция I.2.Автоматизація проектування2.1 Схема процесу проектуванняЗавдання, що вирішуються на кожному етапі блоково-ієрархічного проектування, діляться на завдання синтезу і аналізу (Рис. 2.1). Завдання синтезу пов'язані з отриманням проектних варіантів, а завдання аналізу - з їх оцінкою.  Рисунок 2.1 - Рішення завдань проектування 2.1.1Завдання синтезу2.1.1.1Поняття синтезуСинтез - це створення опису об'єкту, що виконує задані функції і що задовольняє заданим обмеженням. Завдання синтезу виконується у вибраному класі елементарних об'єктів, з яких складається об'єкт, що реалізовує заданий клас функцій. Початкові дані - опис функцій, що покладаються на проектований об'єкт; перелік параметрів, характеризує якість і обмеження на їх значення. Результат - деяка структура, що реалізовує заданий клас функцій. Під структурою об'єкту розуміється множина S = {C, H}, де З - безліч елементів, що входять в структуру об'єкту, а H - безліч зв'язків між ними. Рівні структури - такі структури, які реалізують рівні функції (F1 = F2), складаються з однакових елементів ({C1} = {C2}) і пов'язані однаковими зв'язками ({H1} = {H2}). Еквівалентні структури - такі структури, коли F1 = F2, але C1<>C2 і/або H1<>H2. Завдання синтезу може мати формальні методи рішення - таке завдання алгоритмічно вирішуване, інакше алгоритмічно нерозв'язна. Алгоритмічно - нерозв'язні завдання вирішуються вручну або за допомогою евристичних методів (повний перебір). Розрізняють синтез структурний і параметричний. Мета структурного синтезу - отримання структурних схем об'єкту, що містять відомості про склад елементів і способи з'єднання між собою. Мета параметричного синтезу - визначення числових значень параметрів елементів. 2.1.1.2Процес оптимізаціїОптимізація - це визначення найкращих в деякому розумінні структури і (чи) значень параметрів. Оптимізацію пов'язану тільки з параметричним синтезом, тобто з розрахунком оптимальних значень параметрів при заданій структурі об'єкту називають параметричною оптимізацією. Завдання вибору оптимальної структури - структурною оптимізацією. 2.1.2Завдання аналізуЗавдання аналізу при проектуванні є завданнями дослідження моделі проектованого об'єкту. Аналіз - це визначення функціонального і параметричного опису системи по заданому структурному опису. Предмет рішення задачі аналізу - дослідження властивостей F, S і Р-описів, отриманих на деякому кроці при спуску по дереву проектних рішень. Метою такого дослідження є оцінка якості отриманого варіанту рішення або верифікація F -описів на відповідність заданому. На відміну від завдання синтезу, завдання аналізу алгоритмічно завжди вирішуване. Твердження справедливе, оскільки варіант рішення задачі синтезу вже отриманий і відомі, принаймні, відповідні йому F і S -описів. Завдання аналізу вирішується за допомогою моделювання. Найбільш загальними методами аналізу є одноваріантний (дослідження об'єкту в заданій точці траєкторії поведінки) і багатоваріантний (дослідження властивостей об'єкту в околицях заданої точки траєкторії поведінки). Результат аналізу - визначення адекватності. Адекватність - показник відповідності моделі аналізованому об'єкту. 2.2Формалізація проектних завдань і їх рішення із застосуванням ЕОМФормалізація проектного завдання є необхідною умовою для її вирішення на ЕОМ. (Рис. 2-2)  Рисунок 2.2 - Формалізація завдань проектування До завдань, що формалізуються, відносяться передусім завдання, що завжди вважалися рутинними, не вимагаючими істотних витрат творчих зусиль інженерів. Це процедури: виготовлення конструкторської документації (КД) в умовах, коли зміст КД вже повністю визначений, але ще не має прийнятої для зберігання і подальшого використання форми (наприклад: форми креслень, графіків, схем, алгоритмів, таблиць з'єднань); процедури проведення електричних з'єднань в друкованих платах або виконання фотоформ в поліграфії. Окрім рутинних до завдань, що формалізуються, відносяться більшість завдань аналізу проектованих об'єктів. Їх формалізація досягається завдяки розвитку теорії і методів автоматизованого проектування, раніше усього моделювання. Завдання, що повністю формалізуються, становлять першу групу завдань, найчастіше наважуються на ЕОМ без втручання людини в процес рішення. Завдання, що частково формалізуються В той же час є багато проектних завдань творчого характеру, для яких способи формалізації невідомі. Це завдання, пов'язані з вибором принципів побудови і організації об'єкту, синтезу схем і конструкцій в умовах, коли вибір варіанту робиться серед необмеженої безлічі варіантів і не виключається можливість отримання нових, раніше невідомих рішень. Завдання, що частково формалізуються, становлять другу групу завдань, наважуються на ЕОМ при активній участі людини, тобто має місце робота з ЕОМ в інтерактивному режимі. Завдання, що не формалізуються, становлять третю групу завдань, вирішуються інженером без допомоги ЕОМ. Нині одним з напрямів розвитку математичного забезпечення автоматизованого проектування є розробка методів і алгоритмів синтезу на різних рівнях ієрархічного проектування. |