САПР. Контрольная работа 1 по системам автоматизированного проектирования выполнил ст гр. Мсз5128 Смирнов Е. В. шифр 080412
 Скачать 56.5 Kb.
|
|
—— МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Курганский Государственный УниверситетКафедра автоматизации технологических процессовКонтрольная работа №1по системам автоматизированного проектирования выполнил ст. гр. МСЗ-5128 Смирнов Е. В. шифр 080412 специальность 210200направление 550200Преподаватель:Иванова И. А.Курган 2003Программное обеспечение САПРПланОбщесистемное обеспечение…….…………………………………………2 Структура программного обеспечения…….………………………………6 При разработке программного обеспечения САПР необходимо учитывать следующие факторы, влияющие на выбор структуры и, в конечном счёте, на эффективность системы: стоимость разработки и развития в процессе эксплуатации программного обеспечения САПР; параметры технического комплекса САПР и его общего программного обеспечения; круг пользователей САПР. Оптимизация экономических параметров САПР осуществляется с помощью прогрессивных методов программирования [1], использования принципа модульности как на уровне программ, так и на уровне языка взаимодействия, организацией общей базы данных, созданием автономных подсистем предварительной подготовки исходных данных. Общесистемное обеспечениеТехнические параметры общего программного обеспечения САПР определяются существующей номенклатурой операционных систем и комплексов программ технического обслуживания [3]. Основными операционными системами (ОС) ЕС ЭВМ являются ОС ЕС и ДОС ЕС, предназначенные для использования на всех совместимых моделях ЕС ЭВМ. Операционные системы обеспечивают высокий уровень производительности вычислительной системы, позволяя программисту: делить задачу на части и кодировать каждую из них на языке, наиболее для неё подходящем, затем объединять в готовую к выполнению программу; делить большую программу на секции для уменьшения потребности в оперативной памяти; автоматизировать процесс отладки программ; помещать готовые к выполнению программы в системную библиотеку и получать доступ к ним с помощью символических запросов; выполнять программу непосредственно после её трансляции либо запоминать результат трансляции; использовать стандартные процедуры ввода/вывода для работы с данными. Операционная система представляет собой несколько программных библиотек и системных таблиц. Основными компонентами ОС являются управляющие, обрабатывающие, а также сервисные (обеспечивающие и тестово-диагностические) программы (рис. 1). Управляющие программы реализуют функции управления заданиями, выполнения программ и управления данными. Управляющая программа следит за выполнением обрабатывающих и прикладных программ, составленных пользователем. В состав управляющих программ входят: программа управления задачами (супервизор), управляющая ходом вычислительного процесса на машине; программа управления заданиями, подготавливающая систему для выполнения пакета заданий; программы управления данными, осуществляющие передачу данных между основной памятью и внешними устройствами; программы управления восстановлением системы, использующиеся при переходе системы от одних режимов работы к другим. Управляющие программы осуществляют первоначальную загрузку оперативной памяти и управление работой системы, включая обработку прерываний, распределение работы каналов, загрузку программ из библиотеки в оперативную память. Они организуют приём заданий, их контроль, подготовку запрашиваемых программ к выполнению, запуск, автоматический переход к следующему заданию. Ход решения задачи контролируется программой супервизором. Задача может выполняться в одно- или мультипрограммном режиме. В однопрограммном режиме ЭВМ выполняет только одну задачу, и все технические средства ЭВМ находятся в распоряжении этой задачи. В мультипрограммном режиме ЭВМ может одновременно выполнять несколько независимых друг от друга задач, и ОС распределяет технические средства между ними, осуществляет динамическое распределение памяти и организует работу по приоритету со многими заданиями и задачами. К обрабатывающим программам относятся трансляторы с основных алгоритмических языков ФОРТРАН, ПЛ-1, ПАСКАЛЬ. Важным свойством алгоритмических языков является возможность автоматического перевода описания задачи в машинную программу. Описание алгоритма на алгоритмическом языке представляется в символах, сходных с обычными математическими, что облегчает его чтение. Алгоритмические языки обеспечивают возможность записи алгоритмов решения задачи независимо от ЭВМ, на которой задачи будут решаться. Специфику машины учитывает ассемблер — машинно-ориентированный язык, снимающий с программиста многие рутинные обязанности по запоминанию машинных кодов команд, вычисление истинных адресов памяти. В операционной системе программа, написанная на алгоритмическом языке, транслируется в объектный модуль, специфика исходного языка программирования после трансляции теряется. Для получения готовой к выполнению программы объектный модуль должен быть обработан редактором связей. Результат его работы называется абсолютным, или загрузочным модулем. Загрузочный модуль может собираться из независимо протранслированных частей (объектных модулей) и подпрограмм, хранящихся в библиотеках. В соответствии с особенностями загрузки абсолютные (программные) модули делятся на однократно и повторно используемые, а также реентерабельные. Последние соответствуют рекурсивной процедуре, использующей саму себя в качестве подпрограммы. Тип модуля определяется во время редактирования связей по указанию программиста. По структуре загрузочные модули бывают простыми и сегментированными. Загрузочный модуль простой структуры содержит в себе все необходимые для выполнения команды. Если длина модуля слишком велика, то применяют сегментированные модули. В таком случае может быть использована оверлейная структура, при которой одна и та же область оперативной памяти используется разными сегментами, сменяющими друг друга. Для сложных задач удобней использование динамических структур абсолютных модулей, когда сегменты вызываются и загружаются при выполнении программы по мере необходимости. Операционная система содержит следующие сервисные программы: РЕДАКТОР СВЯЗЕЙ для получения программы, готовой к исполнению на ЭВМ; СОРТИРОВКА-ОБЪЕДИНЕНИЕ (БИБЛИОТЕКАРЬ) для корректировки и обслуживания библиотек ОС, неавтономной проверки внешних устройств; перезаписи массивов с носителя на носитель, перегруппировки записей и упорядочения массивов (утилиты); составления печатных отчётов на проблемно-ориентированном языке. Сервисные программы объединяют транслируемые модули в одну или несколько исполняемых программ, составляют перекрывающиеся абсолютные модули, резервируют память для общих областей. Предусмотрена работа с библиотеками программ, реализующих функции копирования, обновления, сжатия и пополнения библиотек, а также создания личных библиотек. Программное обеспечение предусматривает средства для отладки программ и редактирования отлаженных программ, тестирования и диагностики функционирования технических и программных средств вычислительной системы. Операционная система имеет модульную структуру, позволяющую приспосабливать её к конкретным конфигурациям технических средств ЕС ЭВМ. Программные компоненты ОС, а также конкретные функции управляющей программы могут включаться в систему выборочно. Процесс создания конкретной структуры ОС, учитывающей особенности ЭВМ и задач потребителя, называется генерацией системы. Средства генерации системы представляют собой совокупность программ и правил, позволяющих пользователю сгенерировать ОС для конкретных целей. В многоуровневой САПР с терминальными станциями имеются специальные программные средства, обеспечивающие реализацию методов управления групповой работой и взаимодействием технических средств, а также подключение ТС к центральной ЭВМ через коммутируемые телефонные каналы связи. Эти общесистемные программные средства обеспечивают: возможность реализации групповых операций, одновременно выполняемых несколькими операторами ТС в режиме разделения времени; построение, модификации и манипулирование сложными иерархическими структурами данных; реализацию и контроль процессов ввода, вывода и редактирования командной, алфавитно-цифровой и графической информации с использованием разнообразных периферийных технических средств терминальных станций САПР; реализацию режима диалогового взаимодействия пользователей и информационными ресурсами системы с помощью средств машинной графики; работу с базой данных и пакетами прикладных программ в диалоговом режиме; реализацию многоуровневого протокола обмена информацией с центральным вычислительным комплексом по каналам связи; контроль и диагностику с широким охватом технических и программных средств терминальных станций; контроль доступа к информационным ресурсам системы; управление личными рабочими и архивными файлами пользователей (на основе стандартных средств ОС ЭВМ). Структура программного обеспеченияВ состав программного обеспечения САПР входят пакеты прикладных программ (ППП), ориентированные на решение определённых задач проектирования и реализуемые как надстройка над ОС. Архитектура современных ППП обычно представляется следующим образом. Основу ППП составляет конечное множество программных модулей, каждый из которых является узкоспециализированной программой некоторого алгоритма или его фрагмента. Из этого множества выделяется подмножество управляющих модулей, составляющих универсальный или специализированный монитор САПР. Программа-монитор САПР организует вычислительный процесс в соответствии с принятым алгоритмом управления.Проследим за определённой аналогией процедур проектирования и программирования. ПроектированиеСтруктурная схема Функциональная схема Рабочий проект Настройка Компонент объекта Технология проектирования ПрограммированиеСхема алгоритма Блок-схема программы Программа Отладка Оператор языка Технология программирования В настоящее время применяются 2 способа организации вычислительного процесса в САПР: первый предполагает наличие в ППП специальных языковых средств, позволяющих пользователю явно описывать алгоритм решения прикладных задач САПР; второй — наличие в САПР средств автоматизированной или автоматической генерации цепочки программных модулей, соответствующей алгоритму решения выбранной прикладной задачи. Проблемная ориентация САПР позволяет проектировщику определять лишь исходные данные, задавать вид их обработки и указывать форму представления результатов. Для выполнения этих функций в состав системы должны быть включены: входной язык и транслятор с него, прикладные программы проектирования заданного инженерного объекта, программы обработки и вывода результатов в форме, удобной и привычной для проектировщика-пользователя САПР. Широкий круг пользователей САПР — следствие её доступности, которая определяется, главным образом, возможностями языка взаимодействия, простотой организации вычислительного процесса, наличием вспомогательных сервисных операций, автоматизирующих процедуры накопления и редактирования библиотек САПР. Возможная структурная схема программного обеспечения такой проблемно-ориентированной САПР (например, третьего типа — САПР проектной организации) представлена на рис. 2. В основу организации рассматриваемой САПР положен модульный принцип с последовательной работой прикладных программных модулей. Под программным модулем понимается функционально-определённая совокупность взаимно-связанных программ (в частном случае, одна программа), обладающая единой формой межмодульных связей и реализующая некоторую процедуру управления или преобразования информации. Взаимодействие и функционирование программных модулей осуществляется через банк данных, для чего унифицируются их интерфейсы и форматы данных. Вновь создаваемые модули можно непосредственно подключать к базе данных. Если же в систему вводятся программные модули, которые разрабатывались ранее и уже эксплуатировались, то необходима разработка дополнительных небольших процедур преобразования форматов входных и выходных данных (пред- и постпроцессоров). Литература Йодан Э. Структурное проектирование и конструирование программ. — М.: Мир, 1979. — 410 с. Основы построения систем автоматизированного проектирования. / А. И. Петренко, О. И. Семенков. — 2-е изд., стер. — К.: Виша шк. Головное изд-во, 1985. — 294 с. Система математического обеспечения ЕС ЭВМ / Под ред. А. М. Ларионова. — М.: Статистика, 1974. — 216 с. |