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: 7 из 16

2.6Параметри проектованих об'єктів

Серед властивостей об'єкту, відбиваних в описах на певному ієрархічному рівні, розрізняють властивості систем, елементів систем і зовнішнього середовища, в якому повинен функціонувати об'єкт.

Параметри - це кількісне вираження величин, що відбивають властивості систем в цілому, елементів систем і зовнішнього середовища, в якому повинен функціонувати об'єкт.

Параметри бувають відповідно вихідними, внутрішніми і зовнішніми.

Позначимо кількості вихідних - внутрішніх і зовнішніх - параметрів через m, n, t, а вектори цих параметрів відповідно через Y = (y1, y2,.., y_m), X = (x₁, x₂,.., x_n), Q = (q₁, q₂,.., q_t). Очевидно, що властивості системи залежать від внутрішніх і зовнішніх параметрів, тобто існує функціональна залежність

F(1.1)

Система співвідношень F = (y, x, t) є прикладом математичної моделі (ММ) об'єкту. Наявність такий ММ дозволяє легко оцінювати вихідні параметри по відомих значеннях векторів Y і Х. Проте існування залежності (1.1) не означає, що вона відома розробникові і може бути представлена саме в такому явному відносно векторів Y і Х виді. Як правило, математичну модель у виді (1.1) вдається отримати тільки для дуже простих об'єктів. Типовою є ситуація, коли математичний опис процесів в проектованому об'єкті задається моделлю у формі системи рівнянь, в якій фігурує вектор фазових змінних V, :

LV (Z) = j(Z) (1.2)

де L - деякий оператор, V - вектор незалежних змінних, в загальному випадку що включає час і просторові координати, j(Z) - задана функція незалежних змінних.

Фазові змінні характеризують фізичний або інформаційний стан об'єкту, а їх зміни в часі виражають перехідні процеси в об'єкті.

Слід підкреслити наступні особливості параметрів в моделях проектованих об'єктів.

Внутрішні параметри (параметри елементів) в моделях k -го ієрархічного рівня стають вихідними параметрами в моделях нижчого (k+1) -го ієрархічного рівня. Так, для електронного підсилювача параметри транзистора є внутрішніми при проектуванні підсилювача і в той же час вихідними при проектуванні самого транзистора.

Вихідні параметри, або фазові змінні, що фігурують в моделі одній з підсистем (у одному з аспектів опису), часто виявляються зовнішніми параметрами в описах інших підсистем (інших аспектів). Так, максимальні температури корпусів електронних приладів в електричних моделях підсилювача відносяться до зовнішніх параметрів, а в теплових моделях того ж об'єкту - до вихідних параметрів.

Більшість вихідних параметрів об'єкту є функціоналами залежностей V(Z), тобто для їх визначення необхідно при заданих Х і Q виконати рішення системи рівнянь (1.2) і по отриманих результатах рішення розрахувати Y. Прикладами вихідних параметрів-функціоналів служать потужність розсіяння, амплітуда коливань, тривалість затримки поширення сигналу і тому подібне

Початкові описи проектованих об'єктів часто є ТЗ на проектування. У цих описах фігурують величини, звані технічними вимогами і вихідними параметрами (нормами вихідних параметрів). Технічні вимоги утворюють вектор ТТ = (TT₁, TT₂,.., TT_n), де величини ТТ є межами діапазонів зміни вихідних параметрів.

2.7Контрольні питання

1. 
   Які два основні класи завдань проектування?
   
2. 
   
   

Лекция I.3.Побудова САПР

3.1 Складові частини САПР

Система автоматизованого проектування (САПР) - це сукупність засобів і методів для здійснення автоматизованого проектування.

САПР складається з декількох складових частин, званих забезпечень (рис. 3.1)



Рисунок 3.1.- Складових частин системи автоматизованого проектування

Технічне забезпечення САПР - це сукупність взаємозв'язаних і взаємодіючих технічних засобів, призначених для виконання завдань автоматизованого проектування.

Технічне забезпечення ділиться на групи засобів :

• 
  програмної обробки даних, які представлені процесорами і пристроями, що запам'ятовують, тобто пристроями ЕОМ, в яких реалізуються перетворення даних і програмне управління обчисленнями;
  
• 
  підготовки і введення даних, а також
  
• 
  відображення і документування, служать для зв'язку ЕОМ із зовнішнім середовищем і спілкування з оператором;
  
• 
  архівації проектних рішень, представлені зовнішніми пристроями, що запам'ятовують, базами даних;
  
• 
  передачі даних використовуються для організації зв'язків між територіально рознесеними ЕОМ і терміналами (крайовими пунктами).
  

Математичне забезпечення САПР включає математичні моделі (ММ) проектованих об'єктів, методи і алгоритми проектних процедур, використовувані при автоматизованому проектуванні.

Елементи математичного проектування САПР надзвичайно різноманітні. До них відносяться принципи побудови функціональних моделей, методи чисельного рішення рівнянь алгебри і диференціальних, постановки екстремальних завдань, пошуку екстремуму і так далі. Специфіка предметних областей проявляється передусім в ММ проектованих об'єктів, вона помітна і в способах рішення завдань структурного синтезу. Форми представлення математичного забезпечення також досить різноманітні, але його практичне використання відбувається після реалізації в програмному забезпеченні.

Програмне забезпечення САПР об'єднує власне програми для систем обробки даних на машинних носіях і програмну документацію, необхідну для експлуатації програми.

Програмне забезпечення (ПО) ділиться на загальносистемне, базове і прикладне (спеціальне). Загальносистемне ПО призначене для організації функціонування технічних засобів, тобто для планування і управління обчислювальним процесом, розподілу наявних ресурсів, і представлено операційними системами ЕОМ і ВС. Загальносистемне ПО зазвичай створюється для багатьох застосувань і специфіки САПР не відбиває. Базове і прикладне ПО створюються для потреб САПР. У базове ПО входять програми, що забезпечують правильне функціонування прикладних програм.

У прикладному ПО реалізується математичне забезпечення для безпосереднього виконання проектних процедур. Прикладне ПО зазвичай має форму пакетів прикладних програм (ППП), кожен з яких обслуговує певний етап процесу проектування або групу однотипних завдань усередині різних етапів.

Інформаційне забезпечення САПР об'єднує всілякі дані, необхідні для виконання автоматизованого проектування.

Ці дані можуть бути представлені у вигляді тих або інших документів на різних носіях, що містять відомості довідкового характеру про матеріали, комплектуючі вироби, типові проектні рішення, параметри елементів, зведення про стан поточних розробок у вигляді проміжних і остаточних проектних рішень, структур і параметрів проектованих об'єктів і тому подібне. Основна частина інформаційного забезпечення САПР - банк даних, що є сукупністю засобів для централізованого накопичення і колективного використання даних в САПР. Банк даних (БНД) складається з бази даних і системи управління базою даних.

База даних (БД) - самі дані, що знаходяться в пристроях ЕОМ, що запам'ятовують, і структуровані відповідно до прийнятих в цій БД правил. Система управління базою даних (СУБД) - сукупність програмних засобів, що забезпечують функціонування БД. За допомогою СУБД виробляються запис даних в БД, їх вибірка по запитах користувачів і прикладних програм, забезпечується захист даних від спотворень, несанкціонованого доступу і тому подібне

Лінгвістичне забезпечення САПР представлено сукупністю мов, вживаних для опису процедур автоматизованого проектування і проектних рішень.

Основна частина лінгвістичного забезпечення - мови спілкування людини з ЕОМ.

Методичне забезпечення САПР складають документи, що характеризують склад, правила відбору і експлуатації засобів автоматизованого проектування.

Допускається ширше тлумачення поняття методичного забезпечення, при якому під методичним забезпеченням мають на увазі сукупність математичного, лінгвістичного забезпечення і названих документів, що реалізовують правила використання засобів проектування.

Організаційне забезпечення САПР включає положення, інструкції, накази, штатні розклади, кваліфікаційні вимоги і інші документи, що регламентують організаційну структуру підрозділів проектної організації і їх взаємодію з комплексом засобів автоматизованого проектування.