1.3. Анализ схемы проектирования алгоритмов

Проектирование алгоритма решения любой задачи начинается с постановки задачи, если она ранее не была поставлена, или с анализа постановки задачи, если она была поставлена ранее. Анализ постановки задачи позволяет выбрать метод ее решения. В дальнейшем мы будем рассматривать только те задачи, в которых требуется перед началом проектирования алгоритма задать допустимое конечное множество решений. Такие задачи назовем задачами выбора решений из заранее известного множества решений, или сокращенно – задачами выбора решений.

Для слабо формализованных задач выбора решений следующим шагом проектирования является анализ возможных решений, которые могут приниматься в данной задаче. Каждое решение может сопровождаться эскизом (например, движением инструмента), свойствами выбранного решения (например, режимами резания технологического перехода), правилами дополнения решения (например, поисковым предписанием к БД для определения имени инструмента и его параметров), новыми свойствами объекта (например, новыми параметрами объекта, которые будут получены после применения к нему решения).

Затем проектируются правила выбора решений и формируется пространство признаков, в котором решается задача.

интересовать

Приведём несколько типичных цепочек действий пользователя:

Запуск СП ТАТРА -> Создание нового алгоритма –> Выбор из списка используемых в нём признаков (и автоматическое получение их характеристик из БД )-> Заполнение сведений о шаге, MIN и MAX значении признаков -> Введение набора правил –> Введение решений в соответствии с набором правил -> Трансляция алгоритма -> Печать алгоритма (в случае неудачной трансляции из-за ошибок при – корректировка введённых данных) -> Сохранение алгоритма в БД.

Запуск СП ТАТРА -> Открытие ранее сохраненного алгоритма (не обязательно транслированного ранее) –> Дозаполнение/изменение сведений о шаге, MIN и MAX значении признаков -> Дозаполнение/изменение набора правил –> Дозаполнение/изменение сведений о решений -> Трансляция алгоритма -> Печать алгоритма (в случае неудачной трансляции из-за ошибок при – корректировка введённых данных) -> Сохранение алгоритма в БД.

.

Учитывая двойное назначение системы программирования «ТАТРА», опишем два процесса проектирования:

1. Первый процесс – это процесс накопления и корректирования знаний, когда подмножество компонентов системы программирования «ТАТРА» включаются как составные части механизма накопления знаний автоматизированной системы инженерного проектирования;

2. Второй процесс – это процесс проектирования, когда подмножество компонентов системы программирования «ТАТРА» включаются как составные части механизма вывода решений автоматизированной системы инженерного проектирования.

1.4. Документы описания алгоритмов

При документировании алгоритмы решения задач описываются, в общем случае, в следующих документах:

1. Документы описания решений. Для каждого алгоритма решения конкретной задачи оформляется таблица (см. рис. 4), в которой задаются:

• номер решения, который должен совпадать с номером соответствующего решения в таблице описания решений. Номер решения – это целое без знака;

• эскиз или схема, применяемые для пояснения решения;

• описание свойств решения. Например, для перехода – это длина рабочего хода, глубина резания, возможный интервал подачи и скорости резания и т.д.,

• описание поискового предписания, если необходимо уточнить сврйство решения;

• описание нового состояния объекта после применения решения к текущему состоянию объекта. По сути дела, это моделирование решения.

2. Таблица описания пространства признаков выполнения конкретного алгоритма (см. рис. 3).

3. Таблица описания правил выбора решений (см. рис. 3).

Для записи правил выбора допустимого множества решений каждого алгоритма, которые входят в систему, служат таблицы правил (иначе, таблица предикатов) (рис.5). Выражение, описывающее одно решение, записывается в нормальной дизъюнктивной форме:

(Q₁₁Q₁₂Q_1N)(Q₂₁Q₂₂Q_2N)(Q_M1&Q_M2&&Q_MN),

где Q_IJ- одноместный предикат вида:

Q_IJ(X)=(XA) ,

где Х - признак объекта или среды. Признак в общем случае может являться функцией от других признаков:

X = F(₁, ₂,, _L) ,

A - константа;

- знак отношения.

Одноместные предикаты, соединенные операцией конъюнкции, записываются в строку. Каждый одноместный предикат занимает одну пронумерованную позицию (столбец) таблицы, причем заносятся только правые части предиката со знаком отношения - A. Значения конкретного признака со знаками отношения образуют столбец. Правило одного решения может быть записано в одной или нескольких строках. В последнем случае номер в графе "№ решения" ставится перед первой строкой. Следовательно, совокупность правил выбора решений представляет собой матрицу размером M*N.

В таблицу предикатов перед правилами выбора решений записываются имя автоматизированной системы технологического проектирования, имя алгоритма и кортеж имен признаков, которые используются в данном алгоритме. Порядок следования имен в кортеже должен соответствовать порядку следования столбцов содержащих значения признаков.

По правилам, записанным в таблице предикатов, с помощью универсальных программ определяется допустимое множество решений.

4. Таблица описания решений. Данные о решениях, которые могут быть выбраны в рассматриваемом алгоритме, записывается в документ описания решений (см. рис. 6), которому дается имя (желательно, чтобы имена таблицы предикатов и документа с описанием решений совпадали).

Каждому решению должен соответствовать номер, указываемый в графе "№ решения". Номер решения документа описания решений должен совпадать с соответствующим номером решения в таблице предикатов. В графе "Адрес записи результатов" указываются номера строки и столбца массива, куда необходимо поместить результат. Если результат вычисляется по программе (например, по какой либо формуле), то имя программы записывается в графу "Результат".

5. Сводный документ описания признакового пространства программной системы, которая автоматизирует решение прикладной задачи (например, задача проектирования технологических процессов обработки деталей). Целесообразно составить такой документ, так как признаки, используемые в алгоритмах конкретной программной системы повторяются, а сводный документ описания признакового пространства позволяет в автоматическом режиме подставить данные о конкретном признаке и, тем самым, исключить описки. Пример заполнения сводного документа описания признакового пространства представлен на рис.4. В этом документе содержатся имя базы знаний, которая используется в автоматизированной системе, и данные о каждом признаке, который используется при решении проблемной задачи. Под данными, которые описывают признаки, понимается либо имя признака и адрес его расположения, либо имя признака и имя программы вычисления признака, либо имя признака, адрес его расположения и имя программы вычисления признака.