КТОП теория

По характеру базовой подсистемы различают:

- САПР на базе компьютерной графики и геометрического моделирования, что является графическим и геометрическим ядром системы (существуют унифицированные графические ядра – это ядра Parasolid фирмы EDS Unigraphics и ACIS фирмы Intergraph;

- САПР на базе СУБД, где перерабатывается большой объем данных;

- САПР на базе конкретного прикладного пакета (автономно используемые ПМК). Часто такие САПР относят к CAE. Примеры: ПМК имитационного моделирования, синтеза и анализа схем, расчета прочности по методу конечных элементов;

- комплексные (интегрированные) САПР, состоящие из совокупности подсистем предыдущих видов. К ним относятся комплексные САПР машиностроения CAE / CAD /CAM. САПР БИС, которые включают в себя СУБД и подсистемы проектирования компонентов, принципиальных, логических и функциональных схем, топологии кристаллов, тестов.

САПР и их место среди других автоматизированных систем.

Структура САПР включает подсистемы проектирующие и обслуживающие. Первые составляют ядро системы на уровне программных, информационных и лингвистических средств. Типовая структура ядра САПР показана на рис. 13.2. Последние обеспечивают функционирование проектирующих подсистем и образуют системную среду (оболочку) САПР.

Типичные обслуживающие подсистемы САПР: подсистема управления проектными данными (PDM – Product Data Management); управляющая процессом проектирования (DesPM – Design Process Management); пользовательского интерфейса для связи разработчиков с ЭВМ, разработки и сопровождения ПО САПР (CASE – Computer Aided Software Engineering); обучающие подсистемы для освоения пользователями проектных технологий, реализуемых в САПР.

13.2. Лингвистическое обеспечение САПР

Лингвистическое обеспечение САПР определяется как совокупность языков программирования и языков проектирования. Для написания программного обеспечения (ПО), в том числе записи алгоритмов проектных процедур, используют универсальные алгоритмические языки. Эти языки – средство разработки ПО САПР. Для записи алгоритмов решения вычислительных и проектных задач в САПР применяются языки Ассемблер, ФОРТРАН, ПАСКАЛЬ; для задач с преобладанием логической обработки данных – ПАСКАЛЬ, СИ, C++ Builder; для записи алгоритмов графических и геометрических задач языки ФОРТРАН и АВТОЛИСП и другие.

Основными объектами изучения научного направления "Лингвистическое и программное обеспечение САПР" являются различные программы, представимые в памяти компьютера, языки для реализации интерфейса и написания программ.

Методы построения подобных программ в различных предметных областях основаны на моделях конечных автоматов и теории формальных грамматик. Широкое использование таких моделей в теоретических исследованиях и разработке систем, используемых на практике, позволяет рассматривать их как одну из основ образования по направлению "Лингвистическое и программное обеспечение САПР". Главным назначением дисциплины "Формальные языки, грамматики и автоматы" является ознакомление студентов, обучающихся по направлению "Лингвистическое и программное обеспечение САПР" с основами теории, методами и приемами практического использования аппарата формальных грамматик и конечных автоматов.

Основными объектами изучения научного направления "Лингвистическое и программное обеспечение САПР" являются различные программы, представимые в памяти компьютера, языки для реализации интерфейса и написания программ. Методы построения подобных программ в различных предметных областях основаны на моделях конечных автоматов и теории формальных грамматик. Широкое использование таких моделей в теоретических исследованиях и разработке систем, используемых на практике, позволяет рассматривать их как одну из основ образования по направлению "Лингвистическое и программное обеспечение САПР".

Языки проектирования служат для описания объектов и задач проектирования и являются средством пользователя. Автоматизированное конструкторское проектирование представляет собой многоэтапный и многозадачный процесс преобразования информации от первичного эскиза описания объекта до выпуска КД. Систематизация языков программирования и проектирования показана на рис. 13.3 и 13.4. Особо отметим входные языки, предназначенные для описания исходных данных и заданий на проектирование; базовые

– для реализации процедур проектирования; выходные – для вывода результатов в форме, которая определяется существующими стандартами и техническими средствами отображения; сопровождения и редактирования данных.

Структура языков описания схем и конструкций предназначены для представления, задания преобразований, накопления, изменения и обеспечения оперативного доступа к ним (рис. 13.5). Эти языки представляют собой средство описания схемы как совокупности электрически связанных элементов, а также типовых и оригинальных конструкций. Из анализа конструкторских задач следует, что конструкторские данные должны содержать следующую информацию: имена (номера) элементов схемы и конструкций; тип (логическую функцию) каждого элемента; признак (логическую функцию) каждого контакта; принадлежность контактов элементов цепям, геометрические размеры всех элементов; координаты схемных и конструктивных элементов, их схемные и конструктивные адреса.

Требования к конкретному языку данных: полнота описания схемы и конструкции; язык должен быть формализованным и непроцедурным, т. е. порядок обработки записей языком не определяется, но могут содержаться указания о виде действий с данными. Форма предложений и словосочетаний должна обеспечивать простоту контроля и корректировки данных и легкость их преобразования и организации в различные информационные структуры.

Первичное описание схемы можно получить автоматически как результат функционально-логического проектирования или же составить вручную с документа – принципиальной электрической схемы.