Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральноегосударственноебюджетное образовательноеучреждениевысшего образования «Тамбовский государственный технический университет»
И. Л. КОРОБОВА, Д. В. ДАВЫДОВА, С. А. ВАСИЛЬЕВ, Д. С. СОЛОВЬЁВ
СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ.
СТРУКТУРА. ВИДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЙ
Утверждено Учёным советом университета в качестве учебного пособия для бакалавров, обучающихся по направлению подготовки 09.03.01, и магистрантов, обучающихся по направлению подготовки 09.04.01 всех форм обучения
Учебное электронное издание
Тамбов Издательский центр ФГБОУ ВО «ТГТУ»
2019
1
УДК 004.41 ББК 30.2-5-05
С34
Рецензенты:
Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Математическое моделирование и информационные технологии» ФГБОУ ВО «ТГУ имени Г. Р. Державина»
А. А. Арзамасцев
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Компьютерно-интегрированные системы в машиностроении» ФГБОУ ВО «ТГТУ»
А. Б. Борисенко
С34 Системы автоматизированного проектирования. Структура. Виды обеспечений : учебное пособие / И. Л. Коробова, Д. В. Давыдова, С. А. Васильев, Д. С. Соловьёв. – Тамбов : Издательский центр ФГБОУ ВО «ТГТУ», 2019. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). – Системные требования : ПК не ниже класса Pentium II ; CD-ROM-
дисковод ; 22,5 Mb ; RAM ; Windows 95/98/XP ; мышь. – Загл.
с экрана.
ISBN 978-5-8265-2104-5
Рассмотрены общие сведения по теории формальных грамматик и языков, приведены основные подходы к построению транслирующих программ.
Предназначено для бакалавров, обучающихся по направлению подготовки 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» (профиль подготовки «Модели, методы и программное обеспечение анализа проектных решений»), изучающих дисциплину «Системы автоматизированного проектирования» и для обучения магистрантов, обучающихся по направлению подготовки 09.04.01 «Информатика и вычислительная техника» (магистерская программа «Модели, методы и программное обеспечение анализа проектных решений, изучающих дисциплину «Разработка аппа- ратно-программных средств сложных автоматизированных систем».
Будет полезным и при выполнении выпускной квалификационной работы.
УДК 004.41 ББК 30.2-5-05
Все права на размножение и распространение в любой форме остаются за разработчиком. Нелегальное копирование и использование данного продукта запрещено.
ISBN 978-5-8265-2104-5 © Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тамбовский государственный технический университет» (ФГБОУ ВО «ТГТУ»), 2019
2
ВВЕДЕНИЕ
Системы автоматизированного проектирования (САПР) являются действенным средством повышения эффективности инженерной и научной деятельности, уменьшения сроков проектирования, улучшения качества проектов.
Промышленные системы САПР включают средства автоматизированного проектирования, управления, инженерных расчётов и анализа.
САПР – сложная система, все виды обеспечений которой базируются на новейших информационных технологиях и комплексах. Например, в математическом обеспечении САПР сейчас допустимо применение искусственного интеллекта и нейронных сетей, а программные комплексы могут включать CASE-технологии.
Каждый инженер-разработчик обязать обладать знаниями из области автоматизированного проектирования и уметь использовать средства САПР, поскольку ручное проектирование стало неактуально с появлением компьютерного оборудования в каждом проектном подразделении, офисе и конструкторском бюро. Следовательно, предприятия, работающие без САПР или использующие её в малой степени, становятся неконкурентоспособными, поскольку тратят на проектирование значительно больше времени и средств.
В настоящей работе рассматриваются основные понятия САПР и подходы к разработке средств автоматизации проектирования.
Приведённые |
подходы будут полезны для бакалавров 4-го курса |
по направлению |
09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» |
в период освоения дисциплины «Системы автоматизированного проектирования» и магистров 2-го года обучения специальности 09.04.01 «Информатика и вычислительная техника» при выполнении лабораторных работ и курсового проекта по дисциплине «Разработка аппаратно-программных средств сложных автоматизированных систем».
3
1. ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА
Обычно под жизненным циклом любого продукта понимается временной период, за который происходит выявление его потребности обществом до момента, когда осуществляется полное его изъятие из эксплуатации.
Развитие цивилизации диктует производителям современной продукции выпуск качественных изделий в короткие сроки, т.е. с каждым годом происходит уменьшение длительности жизненного цикла (ЖЦ).
ЖЦ продукта включает следующие этапы.
1.Маркетинговые исследования для понимания потребностей целевой аудитории.
2.Проектирование структуры продукта.
3.Планирование и отладка процесса разработки.
4.Разработка.
5.Отладка и тестирование.
6.Документирование продукта.
7.Распространение.
8.Эксплуатация.
9.Сопровождение и обслуживание.
10.Изъятие из эксплуатации.
На рисунке 1 представлена схема взаимодействия специалистов на разных этапах жизненного цикла продукта.
К особенностям при разработке продуктов можно отнести проектирование и составление подробного технического задания (ТЗ) на начальных этапах с целью их реализации при последующей разработке. Неточности и ошибки в задании могут привести к ошибкам на разных стадиях разработки и эксплуатации, а также к полному провалу проекта. Внесение изменений в ТЗ уже на этапе разработки приводит к необходимости повторения предыдущих этапов разработки.
4
Внешняя среда
Заказчик
Проект-менеджер Проект
Разработчик 
Продукт
Тестировщик
Сопроводитель
Потребитель
Рис. 1. Схема взаимодействия субъектов и объектов в процессе жизненного цикла продукта
Продукт может быть запланирован как для определённого заказчика, так и для выхода на рынок. Однако, каково бы не было целевое назначение продукта, работа над проектом всегда начинается с выработки концепций продукта (т.е. возникновения определённой идеи).
Первоначально прорабатывается концепция нового продукта и изучаются требования к создаваемому продукту, затем уточняются детали по составу и назначению функций продукта, анализируются аналоги, устанавливаются требования по характеру взаимодействия, продукт совершенствуется с точки зрения юзабилитии, после конструктивного разбора всё это прорабатывается в проект.
Проработка концепции продукта также связана и с проектированием структуры продукта – разработкой архитектуры модулей (структурная
5
схема), выбором методов и средств создания (математическое, программное, техническое и лингвистическое обеспечение). Кроме этого, обязательна разработка структуры информационного обеспечения (базы данных).
Этот план подкрепляется эксплуатационной документацией, содержащей необходимые сведения по установке и обеспечению надёжной работы продукта (методическое обеспечение). На этом заканчивается процесс проектирования. Но, как правило, заказчик взаимодействует с разработчиком на протяжении всего жизненного цикла эксплуатации САПР, что способствует устранению возникающих замечаний по её функционированию.
Далее идёт непосредственная разработка проекта, которая начинается с составления плана, определяющего последовательность операций, необходимых для функционирования продукта (функциональная схема).
Процесс программирования алгоритмов проектирования, отладка программных модулей и их тестирование на примере конкретных данных уже можно отнести к технической реализации решений проектирования, которые выполняются с помощью объектно-ориентированных алгоритмических языков, систем визуального программирования, инструментальных сред разработчиков и т.п.). Для больших комплексов есть возможность параллельной разработки и тестирования.
Эксплуатация и сопровождение – это два параллельных этапа, при этом эксплуатация может быть вероятна и в отсутствии сопровождения или продолжаться после завершения сопровождения. В течение всего срока эксплуатации программного продукта САПР производится корректировка кода, если возникает на то необходимость.
Таким образом, можно сделать вывод, что созданию любого продукта предшествует изучение сферы применения продукта и анализ предметной области.
6