9 Билет 1 сурак Системные (операционные) среды автоматизированных информационных систем (аис).

Системные (операционные) среды автоматизированных информационных систем (АИС). Системы автоматизированного проектирования относятся к числу наиболее сложных и наукоемких автоматизированных систем. Более того, на крупных и средних предприятиях заметна тенденция к интеграции САПР с системами документооборота, а иногда и с системами управления производством.

Системные среды САПР часто называют инфраструктурами САПР или Frameworks (FW). Основные функции системных сред САПР:

управление данными;

управление процессом проектирования;

интеграция программного обеспечения;

реализация интерфейса с пользователем САПР;

помощь в разработке и сопровождении ПО САПР.

Сходные функции реализуются и в системных средах АСУ с той разницей, что в них вместо проектных операций и процедур фигурируют бизнес-функции и бизнес-процессы. В типичной структуре программного обеспечения системных сред САПР выделяют следующие подсистемы.

Ядро FW отвечает за взаимодействие компонентов FW, доступ к ресурсам операционной системы и к сети, возможность работы в гетерогенной распределенной среде, настройку на конкретную САПР с помощью специальных языков расширения.

Подсистема управления проектом выполняет функции слежения за состоянием проекта, координации и синхронизации параллельно выполняемых процедур разными исполнителями. Часто в отдельную подсистему выделяют управление методологией проектирования. При этом под методологией понимают совокупность методов и средств образования маршрутов проектирования — последовательностей проектных операций и процедур, ведущих к цели проектирования.

Подсистема управления методологией проектирования представлена в виде базы знаний БЗ УПР. В этой базе знаний содержатся такие сведения о предметной области, как информационная модель (например, в виде диаграмм "сущность—отношение"), иерархическая структура проектируемых объектов (например, в виде И—ИЛИ-дерева), описания типовых проектных процедур, типовые фрагменты маршрутов проектирования — так называемые потоки (flows) процедур, соответствие между процедурами и имеющимися пакетами прикладных программ, ограничения на их применение и т. п. Часто БЗ УПР дополняется обучающей подсистемой, используемой для подготовки специалистов к использованию САПР.

Основные функции подсистемы управления данными реализуются в банке данных, предназначенном для информационного обеспечения проектирования. Кроме того, межпрограммный интерфейс в значительной мере реализуется через информационный обмен с помощью банка данных.

Подсистема интеграции программного обеспечения предназначена для организации взаимодействия программ в маршрутах проектирования. Она состоит из ядра, отвечающего за интерфейс на уровне подсистем, и менеджеров процедур, согласующих конкретные программные модули, программы и/или программно-методические комплексы со средой проектирования. Методы построения маршрутов (flow) проектирования зависят от типа проектных задач. Различают простые задачи, выполняемые одной программой, линейные, в которых нет разветвлений в межпрограммных связях, и комплексные. Методы построения маршрутов могут быть основаны на предварительном описании задач или на предварительном описании правил конструирования задач. В описании задач фигурируют порты, которым соотнесены данные. Порты могут быть обязательными и необязательными, порождающими дополнительные данные или данные нового объекта. Описания задач даются в виде графов или на языках расширения.

Интеграция может быть на основе унифицированных форматов или общего банка данных. Пример унифицированного формата — TES (Tool Encapsulation Specification), предложенного консорциумом CFI (CAD Framework Initiative). Информация из TES используется для создания конверторов файлов при инкапсуляции.

Подсистема пользовательского интерфейса включает текстовый и графический редакторы и поддерживается системами многооконного интерфейса типа X Windows System или Open Look.

Подсистема CASE предназначена для адаптации САПР к нуждам конкретных пользователей, для разработки и сопровождения прикладного ПО. Обычно CASE-подсистема включает обычные CASE-компоненты для разработки структурных схем алгоритмов, "экранов" для взаимодействия с пользователем в интерактивных процедурах, средства для инфологического проектирования баз данных (БД), отладки программ, документирования, сохранения "истории" проектирования и т. п. Но наряду с этим, в подсистему входят и компоненты со специфическими для САПР функциями.

Так, в состав САПР Microstation (фирма Bentley Systems) включена RAD-среда Microstation Basic и язык MDL (Microstation Development Language) с соответствующей программной поддержкой. Microstation Basic близка по своим функциям к среде MS Visual Basic, в ней имеются генератор форм, редактор, конструктор диалога, отладчик. Язык MDL — С - подобный, с его помощью можно лаконично выразить обращения к проектным операциям и процедурам.

САПР Спрут (российская фирма Sprut Technologies) вообще создана как инструментальная среда для разработки пользователем потоков задач конструкторского и технологического проектирования в машиностроении с последующим возможным оформлением потоков в виде пользовательских версий САПР. Сконструированный поток поддерживается компонентами системы, в число которых входят графические 2D и 3D подсистемы, СУБД, продукционная экспертная система, документатор, технологический процессор создания программ для станков с ЧПУ, постпроцессоры.

Тенденция к созданию интегрируемых производственных систем привела к развитию технологии CALS. Одной из развитых реализаций CALS-технологии является концепция EPD (Electronic Product Definition) фирмы Computervision. В соответствии с ней следующие компоненты должны входить в CALS-систему:

комплекс прикладных программ автоматизированного  проектирования  (проектирующие подсистемы САПР), включая программы для конструирования изделий и инженерного анализа проектных решений;

подсистема автоматизации технологической подготовки производства;

средства управления процессом проектирования;

средства управления данными;

средства визуализации и разработки документации;

CASE-подсистема;

языковые средства межпрограммных обменов;

методики анализа проектно-технологической, производственной и управленческой деятельности предприятия.

Как видно из названий подсистем этого перечня, функции и состав системных сред CALS и входящих в них САПР в значительной мере совпадают.

В 70—80-е годы активно обсуждалась проблема автоматизации разработки самих автоматизированных систем. Однако первоначальные попытки создания некоторой метаСАПР выглядели несколько утопично. В настоящее время по-прежнему динамика развития информационных технологий достаточно велика, чтобы можно было говорить о сформированной теории и методиках проектирования таких технологий и автоматизированных систем. Но заметны достижения в этом направлении, эти достижения представлены рассмотренными выше CASE-методами и средствами.