русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

Проектные процедуры


Дата добавления: 2013-12-23; просмотров: 1285; Нарушение авторских прав


Рис. 1. Структурирование процесса проектирования

Пример

Компьютер является сложной системой в силу наличия у него большого числа элементов, разнообразных связей между элементами и подсистемами, свойств целенаправленности, целостности, иерархичности. К подсистемам компьютера относятся процессор (процессоры), оперативная память, кэш-память, шины, устройства ввода-вывода. В качестве надсистемы могут выступать вычислительная сеть, автоматизированная и (или) организационная система, к которым принадлежит компьютер. Внутренние параметры — времена выполнения арифметических операций, чтения (записи) в накопителях, пропускная способность шин и др. Выходные параметры — производительность компьютера, емкость оперативной и внешней памяти, себестоимость, время наработки на отказ и др. Внешние параметры — напряжение питания сети и его стабильность, температура окружающей среды и др.

К характеристикам сложных систем часто относят следующие понятия:

· Целенаправленность — свойство искусственной системы, выражающее назначение системы. Это свойство необходимо для оценки эффективности вариантов системы.

· Целостность — свойство системы, характеризующее взаимосвязанность элементов и наличие зависимости выходных параметров от параметров элементов, при этом большинство выходных параметров не является простым повторением или суммой параметров элементов.

· Иерархичность — представления в виде нескольких уровней, между компонентами которых имеются отношения целое-часть.

Составными частями системотехники являются следующие основные разделы:

1. Иерархическая структура систем, организация их проектирования;

2.Анализ и моделирование систем. Имеет две четко различимые задачи:

-создание моделей сложных систем (в англоязычном написании — modeling);

-анализ свойств систем на основе исследования их моделей (simulation)



3.Синтез и оптимизация систем. Подразделяют на две задачи:

-синтез структуры проектируемых систем (структурный синтез)

-выбор численных значений параметров элементов систем (параметрический синтез).

Эти задачи относятся к области принятия проектных решений.

 

В проектировании выделяются следующие уровни:

· системный уровень, на котором решают наиболее общие задачи проектирования систем, машин и процессов; результаты проектирования представляют в виде структурных схем, генеральных планов, схем размещения оборудования, диаграмм потоков данных и т.п.;

· макроуровень, на котором проектируют отдельные устройства, узлы машин и приборов; результаты представляют в виде функциональных, принципиальных и кинематических схем, сборочных чертежей и т.п.;

· микроуровень, на котором проектируют отдельные детали и элементы машин и приборов.

В каждом приложении число выделяемых уровней и их наименования могут быть различными. Так, в радиоэлектронике микроуровень часто называют компонентным, макроуровень — схемотехническим уровнем. Между схемотехническим и системным уровнями вводят функционально-логический уровеньВ вычислительной технике системный уровень подразделяют на уровни проектирования ЭВМ (вычислительных систем) и вычислительных сетей. В машиностроении имеются уровни деталей, узлов, машин, комплексов.

В зависимости от последовательности решения задач иерархических уровней различают нисходящее, восходящее и смешанное проектирование. Последовательность решения задач от нижних уровней к верхним характеризует восходящее проектирование, обратная последовательность приводит к нисходящему проектированию, в смешанном стиле имеются элементы как восходящего, так и нисходящего проектирования. Например, при наличии заранее спроектированных составных блоков (устройств) можно говорить о смешанном проектировании.

Структурирование процесса проектирования ведется в трех направлениях, показанных на рис. 1 в виде трех координатных осей.

 

 

Наряду с декомпозицией описаний на иерархические уровни применяют разделение представлений о проектируемых объектах на аспекты - функциональный, информационный, структурный и поведенческий (процессный).

Функциональное описание относят к функциям системы и чаще всего представляют его функциональными схемами.

Структурное описание характеризует составные части системы и их межсоединения и может быть представлено структурными схемами, а также различного рода конструкторской документацией.

Информационноеописание включает в себя основные понятия предметной сущности, словесное пояснение или числовые значения характеристик (атрибутов) используемых объектов, а также описание связей между этими понятиями и характеристиками. Информационные модели можно представлять графически (графы, диаграммы сущность-отношение), в виде таблиц или списков.

Поведенческое описание характеризует процессы функционирования (алгоритмы) системы и (или) технологические процессы создания системы. Разработка алгоритмов и программного обеспечения систем является предметом алгоритмического проектирования, а разработка технологических процессов изготовления изделий — предметом технологического проектирования.

Наиболее крупные части проектирования как процесса, развивающегося во времени, называют стадии проектирования. Выделяют концептуальное проектирование, в процессе которого принимаются принципиальные проектные решения по облику и принципам действия проектируемых устройств и систем, стадии научно-исследовательских работ (НИР), эскизного проекта или опытно-конструкторских работ (ОКР), технического, рабочего проектов, испытаний опытных образцов или опытных партий.

В ТЗ на проектирование объекта указывают, по крайней мере, следующие данные:

1. Назначение объекта;

2. Условия эксплуатации представляются внешними параметрами, для которых указаны области допустимых значений. Примеры внешних параметров: температура окружающей среды, внешние силы, электрические напряжения, нагрузки и т.п.

3. Требования к выходным параметрам, т.е. к величинам, характеризующим свойства объекта, интересующие потребителя. Эти требования выражены в видеусловий работоспособности.

Примеры условий работоспособности:

· расход топлива на 100 км пробега автомобиля < 8 л;

· коэффициент усиления усилителя на средних частотах > 300;

· быстродействие процессора > 40 Мфлопс.

В проектных процедурах вместо еще не существующего проектируемого объекта оперируют некоторым квазиобъектом —моделью, которая отражает некоторые интересующие исследователя свойства объекта. Модели называют математическими моделями, если они формализованы средствами аппарата и языка математики. Математические модели могут быть геометрическими, топологическими, динамическими, логическимии т.п., если они отражают соответствующие свойства объектов. Математическая модель в общем случае представляет собой алгоритм вычисления вектора выходных параметров при заданных векторах параметров элементов (внутренних параметров) и внешних параметров . Выходные параметры систем могут быть двух типов.

Во-первых, это параметры-функционалы, т.е. функционалы зависимостей . Примеры таких параметров: амплитуды сигналов, временные задержки, мощности рассеивания и т.п.

Во-вторых, это параметры, характеризующие способность проектируемого объекта работать при определенных внешних условиях. Эти выходные параметры являются граничными значениями диапазонов внешних переменных, в которых сохраняется работоспособность объекта.

Моделированиесостоит из этапов формирования модели (modeling) и исследования модели(решения, simulation).

В свою очередь, формирование модели включает две процедуры: во-первых,разработку моделей отдельных компонентов, во-вторых, формирование модели системы из моделей компонентов.

Первая из этих процедур выполняется предварительно по отношению к типовым компонентам вне маршрута проектирования конкретных объектов. Как правило, модели компонентов разрабатываются специалистами в прикладных областях, причем знающими требования к моделям и формам их представления в САПР. Обычно в помощь разработчику моделей в САПР предлагаются методики и вспомогательные средства, например, в виде программ анализа для экспериментальной отработки моделей. Созданные модели включаются в библиотеки моделей прикладных программ анализа.

На маршруте проектирования каждого нового объекта выполняется вторая процедура (рис. 1) — формирование модели системы с использованием библиотечных моделей компонентов. Как правило, эта процедура выполняется автоматически по алгоритмам, включенным в заранее разработанные программы анализа. Примеры таких программ имеются в различных приложениях и прежде всего в отраслях общего машиностроения и радиоэлектроники. При применении программного обеспечения (ПО) пользователь описывает исследуемый объект на входном языке программы анализа не в виде системы уравнений, которая будет получена автоматически, а в виде списка элементов структуры, эквивалентной схемы, эскиза или чертежа конструкции.

Вторая процедура моделирования — исследование модели (simulation) — сводится к решению уравнений математической модели, например, системы дифференциальных уравнений, и вычислению вектора выходных параметров . Выполнение анализа и сопоставление полученных результатов с желаемыми значениями называют процедурой верификации.

 

 

Создать проект объекта (изделия или процесса) означает выбрать структуру объекта, определить значения всех его параметров и представить результаты в установленной форме. Результаты (проектная документация) могут быть выражены в виде чертежей, схем, пояснительных записок, программ для программно-управляемого технологического оборудования и других документов на бумаге или на машинных носителях информации.

Разработка (или выбор) структуры объекта есть проектная процедура, называемая структурным синтезом, а расчет (или выбор) значений параметров элементов — процедурапараметрического синтеза.

Задача структурного синтеза формулируется в системотехнике как задача принятия решений (ЗПР). Ее суть заключается в определении цели, множества возможных решений и ограничивающих условий. Классификацию ЗПР осуществляют по ряду признаков: одно- и многокритериальные, детерминированные, недетерминированные - при наличии случайных параметров, ЗПР в условиях неопределенности, т.е. при неполноте или недостоверности исходной информации.



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СИТУАЦИОНОГО АНАЛИЗА | Структура САПР


Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Полезен материал? Поделись:

Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.

Генерация страницы за: 0.002 сек.