4.1. Л інгвистичне забезпечення сапр
В САПР застосовують мови програмування і мови спілкування людини з ЕОМ.
Лінгвістичне забезпечення - це мови спілкування людини з ЕОМ.
Рис. 8. Структура лінгвістичного забезпечення САПР.
Загальна характеристика
Лінгвістичне забезпечення САПР представляє собою цілісну сукупність формальних мов опису інформації та алгоритмів її обробки в процесі автоматизованого проектування.
Формальна мова - це знакова система для опису та обміну інформацією між людьми, людиною та ЕОМ, різними автоматичними пристроями.
Лінгвістичне забезпечення утворюється наступними мовами:
• програмування;
• управління;
• проектування.
Мови програмування необхідні для створення програмного забезпечення при розробці САПР. До таких мов відносяться, наприклад, Фортран, Сі, Паскаль, AutoLISP, мова програмування СУБД FoxPro і ін
Мови управління служать для управління ЕОМ, периферійними пристроями.
Рис. 1. Перетворення інформації в САПР
Мови проектування орієнтовані на користувачів-проектувальників і призначені для експлуатації САПР. Ця група мов умовно ділиться на вхідні, внутрішні та вихідні. Вхідні мови є засобом взаємодії кінцевого користувача з САПР, наприклад, в ході підготовки вихідних даних чи формулювання проблеми. Внутрішні мови зазвичай приховані від пересічного користувача і служать для представлення інформації, що передається між різними підсистемами САПР і ЕОМ. Вихідні мови забезпечують оформлення результатів проектування в текстовому або графічному вигляді.
Первинними елементами будь-якої мови є знаки, символи. Задану кінцеву їх сукупність називають алфавітом. Символи алфавіту поділяють на літери, цифри та спеціальні знаки (знаки, розділові, арифметичні і логічні операції, і т. п.). Певні поєднання символів алфавіту утворюють слова, з яких складається словник мови. Сполучення цифр з десятковою крапкою або без неї утворюють числа. Слова і числа за допомогою спеціальних знаків об'єднуються в речення, а речення - в тексти.
Правила побудови слів називають морфологією мови. У цих правилах передбачається подання слова у вигляді префікса, основи і постфікса. У будь-якій мові можна виділити кінцеві безлічі визначальних елементів слова і вказати кінцеве число правил формування з них всього різноманіття слів мови. На практиці це різноманіття часто стає труднообозримой, тому обмежуються використанням спеціально побудованих лексики, складених з найбільш характерних слів словника - лексем.
Правила освіти речень і текстів утворюють синтаксис мови. Словотвір, морфологія і синтаксис мови складають його граматику. Смислове бік слів, речень, текстів називають семантикою мови. Алфавіт, морфологія, синтаксис і семантика дають вичерпну характеристику будь-якого формального мови.
У діючих САПР знаходять застосування формальні мови різного рівня складності і призначення, відповідно різноманіттю різних завдань, що вирішуються в проектуванні. [1]
Лінгвістичне забезпечення добре розвинених САПР можна розділити на дві відносно відокремлені частини - базову і управляючу, зв'язок між якими здійснюється за допомогою спеціалізованих мовних процесорів-компіляторів, інтерпретаторів і т. п.
Базове лінгвістичне забезпечення є мовний основою програмного забезпечення САПР і складається в основному з діючих мов програмування, за допомогою яких в комплексі засобів САПР, реалізуються обчислювальні і моделюючі процедури узагальненого алгоритму проектування, а також забезпечується рішення сервісних завдань.
Управляюче лінгвістичне забезпечення складається зі спеціалізованих проблемно-орієнтованих мов, які описують узагальнений алгоритм проектування в термінах проектних операцій, процедур і завдань. У цих мовах формуються словник, синтаксис і семантика, істотно пов'язані з конкретною предметною областю проектування. Створення і застосування проблемно-орієнтованих мов дозволяє організувати високоефективний і ергономічний процес управління автоматизованим проектуванням. Зокрема, з'являється можливість для здійснення діалогової взаємодії проектувальника та комплексу технічних засобів САПР, наближеного до природного мовного проектування „запит-відповідь ".
Як правило, запити узагальненого алгоритму проектування, навіть на рівні проектних операцій 'з їх проміжними результатами, вимагають комплексного здійснення різноманітних обчислювальних та моделюючих процедур, тобто системного приведення в дію цілого ряду елементів і фрагментів базового лінгвістичного та програмного забезпечення САПР. Таким чином, мов керуючої частини лінгвістичного забезпечення повинна відповідати певна система агрегування елементів базового забезпечення. Тільки при узгодженні словникових складів та граматик керуючих і базових мов можлива виконання в системі проблемно-орієнтованих завдань.
Для здійснення такого роду зв'язку (перекладу директив проектування з одних мов на інші) доводиться створювати спеціалізовані програмні комплекси - мовні процесори.
Управляюче лінгвістичне забезпечення та мовні процесори зазвичай реалізуються в САПР у складі керуючих моніторів, через які проектувальник і комплекс засобів САПР здійснюють свою взаємодію в процесі проектування. Робота моніторів забезпечується, в основному, звичайними мовами програмування. Вона лягає додатковим навантаженням на наявні обчислювальні та інші можливості комплексу засобів САПР. Однак при гарній організації проблемно-орієнтованих мов і їх трансляції, досягаються позитивні ефекти значно перевершують втрати.
Необхідно відзначити, що в добре розвинених САПР базове лінгвістичне і програмне забезпечення щодо інваріантне до типу і класу проектованого об'єкта: настільки великі його можливості вирішення різноманітних типових завдань узагальненого алгоритму проектування. Управляє лінгвістичне забезпечення та мовні процесори знаходяться у великій залежності від предметної області проектування. Завдання їх створення щоразу доводиться вирішувати в пошуку компромісу між перевагами спеціалізації і широти застосування шуканих рішень. Як управляюче, так і базове лінгвістичне забезпечення допускають різні форми і зміст своєї організації. Розглянемо їх докладніше.