КТОП теория

Таким образом, БД в САПР обеспечивают: 1) библиотечные функции ведения каталогизированных объектов; 2) интеграцию проектных работ; 3) организацию данных для структурного синтеза объекта.

В заключение рассмотрим пояснения к рис. 14.2. База данных − совокупность взаимосвязанных сведений, хранящихся совместно во внешней памяти ЭВМ и используемых, как правило, более чем одним программным компонентом или пользователем САПР. База знаний – формализованная совокупность сведений о некоторой предметной области, содержащая данные о свойствах объектов, закономерностях процессов и явлений и правила использования в задаваемых ситуациях этих данных для принятия проектных решений.

Для формализации ИО используется представление знаний в виде семантических сетей, систем продукций и фреймов. Заметим, что фрейм – это структура данных для представления знаний в конкретной предметной области, которая состоит из отдельных полей, заполненных информацией или пустых. Пустые поля – слоты, в них заносятся сведения о предметной области. Поля фреймов связаны дугами, которые задают отношения между объектами в виде отдельных процедур.

Построение БД или БЗ может быть централизованное или локальное. Требования к организации БД (БЗ): а) согласование времени выборки информации с частотой ее использования; б) экономное использование памяти; в) полнота представления сведений; г) достоверность и непротиворечивость информации; д) секретность заданного уровня; е) открытость.

Общие сведения о конструкторских БД. В САПР конструкторского проектирования применяют интегрированные БД, которые получили название конструкторские БД. Разработка их продолжается с целью создания объектно-реляционных БД, обеспечивающих эффективность работы САПР на основе стандартизации, нормализации и унификации изделий. Основные принципы создания конструкторских БД следующие:

1.Конструктивная и технологическая преемственность на основе стандартизации.

2.Реализация концепции инженерной рабочей станции в полном объеме.

3.Объектно-ориентированная методология проектирования.

4.Геометрическое и топологическое проектирование на комплексных моделях.

5.Информационное обеспечение на основе однородных агрегатов данных (рис. 14.4).

14.2. Математическое и программное обеспечение. Структура пакетов прикладных программ

Математическое обеспечение (МО). Некоторые компоненты МО были рассмотрены в предыдущих лекциях (математические модели схем и конструкций, проектные процедуры и алгоритмы). В МО рассматриваются методы решения проектных задач.

Рассмотрим математические методы поиска решения комбинаторно-логических задач конструкторского проектирования, т. к. к этому классу относятся задачи схемной компоновки, размещения, и трассировки, а так же задачи синтеза при геометрическом конструировании.

Например, при компоновке схем в конструктивно унифицированные модули используют такие методы поиска решения, как последовательное выделение и разделение.

При методе последовательного выделения последовательный алгоритм разбиения формирует подсхему, содержащую требуемое количество элементов. При необходимости выполняют итерационное улучшение, после чего сформированный узел удаляют из схемы. Формируют новую подсхему, процесс продолжают до тех пор, пока схема не будет разрезана на требуемое количество узлов. Данный метод применяют и при решении задачи размещения.

Метод последовательного разделения дает лучшие результаты, чем метод последовательного выделения.

Важной проблемой в комбинаторно-логических задачах является нахождение оптимального или локально-оптимального решения на основе выбора пути на графе (дереве) решений. Для этих целей используют математические методы решения в глубину, в ширину и в глубину с возвращением.

Программное обеспечение (ПО). САПР реализует ее математическое обеспечение на одном или нескольких языках программирования. Основная часть ПО – это программы, преобразующие исходные данные во внутреннее описание, формирующие рабочий массив базовых элементов на основе БД, преобразующие эти элементы в требуемый формат. Далее, к ним относятся программы, формирующие информационную модель объекта и выполняющие задачи конструкторского проектирования. Эти программы или функциональные модули объединяются в пакеты прикладных программ (ППП), которые разделяются на два вида: имеющие функциональное назначение и ориентацию на определенный уровень разработки типовых конструкций.

В первом случае ППП включают программы, предназначенные для решения определенной задачи конструирования по всем уровням типовых и оригинальных конструкций (инвариантный принцип). Например, для схемной компоновки по модулям всех уровней системы.

При втором подходе в ППП объединяют программы решения задач автоматизированного проектирования оригинальных и типовых конструкций одного уровня, например компоновки печатной платы, размещения элементов на них и трассировки соединений (объектный принцип).

Работой программного комплекса управляет операционная система (ОС) ЭВМ. Поэтому пакеты программ должны удовлетворять требованиям, предъявляемым ОС к ППП, а сами программы должны разрабатываться с учетом стандартных соглашений, принятых для соответствующей ОС.

В общем случае, выполнение проектной процедуры в САПР обеспечивается комплексом информационных моделей, а так же методами и алгоритмами их преобразования, последовательность и форму выполнения которых записывают на некотором языке. Таким образом, в исходном задании должны быть отражены требования к обработке и описанию данных. Запуск ППП, генерация состава модулей, маршрут проектирования, наборы данных можно полностью отразить заданием, написанным на языке управления заданиями (ЯУЗ) ОС. Классическая схема программной системы дана на рис. 14.5.