9.2 Мониторная система и работа спо

Управляющие программы образуют мониторную систему (МС) САПР, предназначенную для организации и оптимизации управления процессом проектирования при выполнении проектных процедур и обеспечении взаимодействия подсистем САПР.

Применение МС повышает производительность труда программистов, освобождает их от необходимости для каждой задачи проектирования писать программы связи с библиотеками, внешними устройствами и т.п.

МС не должна дублировать функций, выполняемых ОС ЭВМ, и работает под управлением ОС. Основными функциями МС САПР являются:

1) прием и интерпретация обращенных к МС команд пользователя на выполнение проектных процедур и операций;

2) управление процессом реализации проектных процедур и операций, организация маршрутов выполнения компонентов программного обеспечения;

3) установление взаимодействия между подсистемами;

4) динамическое распределение памяти и ресурсов в процессе проектирования;

5) обработка прерываний от дисплея пользователя;

6) сервисные функции (регистрация пользователей, сбор статистики, ведение службы времени, обработка сбоев и т.д.).

На основе требований стандарта могут разрабатываться МС различной структуры и организации. В частности, для сложных ППП могут использоваться специальные мониторы проектирующих пакетов (МПП), управляющие их работой в процессе проектирования. Один из возможных вариантов МС приведен на рис.9.2 (МС обведена пунктирной рамкой). Рассмотрим взаимодействие подсистем СПО на примере этой схемы.

Взаимодействие управляющей программы МС и МПП осуществляется через стандартный интерфейс, обеспечивающий передачу в проектирующие подсистемы (ПС САПР) следующей информации:

- параметров, задающих режим функционирования;

- адресов точек входа в обслуживающие подсистемы;

- адресов динамически распределенных областей памяти, предназначенных для информационного обмена между различными подсистемами программного обеспечения.

Каждый проектирующий пакет, входящий в состав САПР, имеет паспорт, хранящийся в соответствующей базе данных. Паспорт содержит следующие сведения о проектирующем пакете:

1) размер занимаемой области оперативной памяти;

2) имена требуемых обслуживающих подсистем;

3) имена режимных параметров и их значения;

4) имя языка программирования, в стандарте которого пакет использует представление структур данных;

5) указатели на возможные способы обмена информацией с другими проектирующими подсистемами (через базу данных или файловую систему ЭВМ) и т.д.

Монитор САПР, получив команду на активизацию какой-либо проектирующей подсистемы, считывает из базы данных ее паспорт, проверяет корректность команды и возможность загрузки подсистемы. Далее он помещает в оперативную память необходимые обслуживающие подсистемы (если их там еще нет), а вслед за ними и требуемую проектирующую подсистему. Затем в строгом соответствии с данными паспорта строится обращение к этой подсистеме. После окончания работы подсистема удаляется из оперативной памяти.

При реализации проектирующей программы транслятор формирует рабочую (объектную) программу, используя библиотеки подпрограмм и библиотеки параметров.

Библиотеки подпрограмм входят в состав СПО САПР и состоят из следующих частей:

- подпрограмм математических моделей объекта и его элементов;

- подпрограмм численных методов решения математических моделей;

- подпрограмм функций и функционалов для имитации в математической модели входных воздействий и вычисления выходных параметров.

Библиотеки подпрограмм формируются таким образом, что программы одного уровня проектирования объединены в одну библиотеку, в которой может содержаться несколько программ одинакового целевого назначения, но реализующих разные методы. Это дает возможность пользователю выбирать способ решения, оптимальный в каждой конкретной ситуации.

Библиотеки параметров предназначены для хранения параметров унифицированных элементов и входят в состав информационного обеспечения, являясь частью баз данных. Библиотеки параметров не привязаны к конкретным программам.

Библиотеки программ проектирования сложных технических систем содержат большое количество программ, обеспечивающих решение полного комплекта задач разработки. Примерами таких сложных программных комплексов являются пакеты РАПИРА (для разработки радиоэлектронной аппаратуры), САМРИС (для схемотехнического проектирования ИС), ПРАСАК (для разработки авиационных конструкций).

Если подсистема проектирования ориентирована на решение задач высокой размерности, требующих больших затрат машинного времени и оперативной памяти (анализ сложных динамических объектов, параметрическая оптимизация и т.п.), то использование интерактивного режима на этапе счета становится нецелесообразным, но на подготовительном этапе и при интерпретации результатов он нужен. Для таких случаев в составе СПО САПР создается специальная обслуживающая подсистема образования фоновых заданий, которая обеспечивает возможность передачи фоновых заданий на другую ЭВМ, имеющую связь с проектирующим комплексом, а также просмотр полученных результатов и их обработку на проектирующей подсистеме, сформировавшей данное фоновое задание.

Поскольку проектирующие пакеты часто предназначены для работы с данными переменного объема, то одной из важных функций управляющей подсистемы САПР и мониторов проектирующих пакетов является динамическое распределение оперативной памяти. Средства динамического распределения памяти - обязательные компоненты современных ОС.