Часть 2

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Во второй части рассмотрены основы построения систем автоматизи­рованного проектирования вычислительных машин, описаны математиче­ские модели функционально-логического этапа проектирования, предложе­ны критерии оптимальности на разных этапах проектирования, различные алгоритмы компоновки элементов в системе, их размещения и трассировки по критерию минимума межблочной связности.

1. Основы построения сапр вычислительных систем

1.1. Необходимость создания сапр

Основными причинами создания автоматизированных систем проектирования являются:

1. Разрозненность отдельных методов автоматизации (подготовка до­кументации, чертежей, моделирование технических систем, оптимизация параметров, организация экспертиз, обработка результатов, принятие реше­ний при многокритериальной постановке задач), отсутствие методологиче­ского единства, не позволяющие создать эффективную систему проектиро­вания.

2. Выполнение большого объема работ в сжатые сроки.

3. Повышение требований к качеству проектов (изделий, машин и ме­ханизмов).

Удовлетворить эти противоречивые требования с помощью простого увеличения численности проектировщиков нельзя, так как возможность параллельного проведения проектных работ ограничена.

Цель САПР — это повышение качества проектов, снижение материаль­ных затрат, сокращение сроков проектирования и ликвидация тенденции к росту числа проектировщиков, а также повышение производительности их труда.

Для САПР характерно системное использование ЭВМ при рациональ­ном распределении функций между человеком и ЭВМ. С помощью ЭВМ решаются задачи, поддающиеся формализации (решение системы уравнений).

Предметом САПР являются формализация проектных процедур, структурирование и типизация процессов проектирования, постановка, мо­дели, методы и алгоритмы решения проектных задач, способы построения технических средств, создания языков, описания программ, банков данных, а также вопросы их объединения в единую проектирующую систему.

Для создания САПР необходимы: 1) совершенствование проектирова­ния на основе применения математических методов и средств вычислитель­ной техники; 2) автоматизация процесса поиска, обработки и выдачи ин­формации; 3) использование методов оптимизации и многовариантного проектирования; применение математических моделей проектируемых объ­ектов; 4) создание банков данных, содержащих сведения справочного ха­рактера; 5) повышение качества оформления проектной документации; 6) увеличение творческой доли труда проектировщиков за счет автоматизации нетворческих работ; 7) унификация и стандартизация методов проектирова­ния; 8) подготовка и переподготовка специалистов в области САПР; 9) взаимодействие САПР с автоматизированными системами различного уровня.

1.2. Принципы создания сапр

САПР — это комплекс средств автоматизации проектирования, взаи­мосвязанных с проектными организациями (пользователями системы). САПР включает технические средства, математическое и программное обеспечение, информационное обеспечение, лингвистическое обеспечение (специальные языки, проблемно-ориентированные).

При создании САПР учитываются принципы:

• системного единства, т. е. целостность системы, взаимосвязь между подсистемами и ее элементами;

• совместимости, т. е. обеспечиваются совместное функционирование составных частей САПР и сохранность открытости системы в целом;

• типизации (ориентирует на преимущественное создание и использова­ние типовых и унифицированных элементов САПР с последующей их модернизацией);

• развития (способствует совершенствованию и обновлению составных частей САПР, а также взаимодействие и расширение взаимосвязи с ав­томатизированными системами различного уровня и функционального на­значения);

• иерархичности (проектирование по уровням структуры САПР).