2. Лінгвістичне забезпечення

Мови, використовувані в САПР, можна розбити на дві групи: для програмування і для проектування.

Мови програмування призначені для написання текстів програм і можуть бути наступних типів.

Процедурно-орієнтовані мови призначені для рішення широкого класу задач. З цих мов найбільш розповсюджені Фортран, Си, С++, Паскаль та інші.

Проблемно-орієнтовані мови орієнтовані на рішення задач визначеного типу. Наприклад, ПРОЛОГ, ЛІСПС і т.д. Можна виділити групу мов, призначених для організації діалогу і текстової обробки інформації.

Машинно-орієнтовані мови, звичайно називаються асемблерами, дозволяють створювати програми, найбільш ефективні в плані обчислювальних витрат (пам'яті і часу рахунку).

Мови проектування можна розділити на три групи — описові, моделюючі, діалогові. Їх називають також відповідно мовами структурного, процедурного і директивного типів.

Мова опису звичайно складається з трьох частин – опису об'єкта,

опису задачі й опису директив проектування.

В описі об'єкта входять опису окремих елементів кожне з яких звичайно має наступну структуру:

тип елемента, тип моделі елемента, параметри моделі елемента, топологічні зв'язки елемента.

Мова опису задачі включає наступну інформацію:

опис вихідних параметрів, що розраховуються, (тип параметра, рівні відліку, умови розрахунку і т.д.);

опис умов аналізу параметрів (тип варіюючих внутрішніх параметрів, крок і діапазон варіювання і т.д.);

опис умов оптимізації параметрів (відомості про варіюючі параметри, вихідні оптимізуємі параметри, обмеження, критерії оптимізації);

опис алгоритмів розрахунку, аналізу й оптимізації (типи алгоритмів і параметри, що визначають їхня швидкість, точність і надійність);

опис завдання на вивід результатів проектування (що виводити й у якому виді — таблиця, графік, креслення; параметри вихідного документа — крок друку, масштаб, діапазон і т.д.).

Мова опису директив на проектування в найпростішому випадку складається з перерахування режимів, у яких повинна послідовно працювати САПР. Хоча кожна директива, наприклад «Статика», «Частотний аналіз» і ін., викликає визначені дії, однак безпосередньо в самих директивах ніяких операторів дії немає, тому мова зберігає описовий характер.

Мови моделювання (процедурні мови) описують не тільки структуру і параметри об'єкта проектування, але й алгоритм, процедуру його функціонування, наприклад, процес передачі і перетворення сигналу від блоку до блоку.

Як правило, мови моделювання застосовуються тільки на верхніх рівнях проектування — структурному і функціональному, коли алгоритми моделювання ще досить прості і доступні для опису мовою моделювання користувачеві-розроблювачеві РЕА, що не має високої кваліфікації в алгоритмізації і програмуванні.

Мови діалогу призначені для організації взаємодії користувача і САПР у процесі проектування. Розрізняють три типи діалогових мов: з ініціативою у користувача, з ініціативою в ПК і комбінований.

7.3.3 Інформаційне забезпечення

В інформаційне забезпечення САПР входять, по-перше, дані про типові елементи РЕА і їхні параметри, типові матеріали, типові фрагменти схем, по-друге, способи, алгоритми і програми, призначені для упорядкованого запису, збереження, переміщення і виводу цих даних. З другою частиною інформаційного забезпечення зв'язані такі поняття, як база даних (БД), система керування базою даних (СКБД) і банк даних .

База даних — сукупність масивів даних, організованих таким чином, щоб забезпечити швидкий і зручний пошук будь-яких даних по запиті або їхньому переміщенні і коректуванні.

Система керування базою даних — сукупність мовних засобів і програм, призначених для пошуку потрібних даних, їх переміщення і модифікації незалежно від прикладних програм різних користувачів.

У сукупності БД і СКБД утворюють банк даних.

Основними вимогами до інформаційного забезпечення є повнота, гнучка організація структур даних і способів керування ними, що дозволяє поповнювати, коректувати і вилучати дані без їхньої істотної перебудови, а також забезпечити швидкий і простий пошук потрібних даних.

Системи керування базами даних. СКБД відіграє роль інтерфейсу між користувачами і базою даних і являє собою автономну програмну систему, що звичайно не входить в операційну систему і складається з трьох груп програм:

а) обробки й організації вхідних даних,

б) створення і коректування файлів,

с) пошуку даних у файлах.

СКБД має свої язикові засоби для опису бази даних і забезпечення доступу прикладних програм САПР, а також самих користувачів до бази даних. Мова СКБД складається з трьох частин:

а) мови опису даних, що описує спосіб організації, розміщення і зв'язки даних і не залежить від прикладних програм;

б) мови маніпулювання даними, що дозволяє зв'язати базу даних із прикладними програмами або користувачем, тобто сформувати потрібну конфігурацію з окремих частин;

в) мови обробки даних (введення, виведення, стирання, коректування даних і їх відновлення, якщо вони зіпсовані)

Прикладні і системні бази даних САПР. Бази і бібліотеки даних, використовувані в САПР, можуть організовуватися двома способами — як прикладні (усередині прикладних програм САПР як частина цих програм) і як системні (загальні для всіх підсистем САПР).

Основні переваги системних баз даних полягають у наступному. По-перше, дані виявляються незалежними від прикладних програм. Це полегшує розробку прикладних програм, тому що програміст може не знати повну структуру даних, місце їхнього збереження, а повинен знати лише спосіб звертання до бази даних. Крім того, у цьому випадку спрощується модифікація як прикладних програм, так і бази даних, оскільки внаслідок їхньої незалежності обсяг переробок істотно зменшується.

По-друге, використання різними підсистемами САПР загальної бази даних виключає необхідність дублювання даних у різних підсистемах, а також створення спеціальних інформаційних погоджувальних масивів для передачі даних з однієї системи в іншу в погодженому загальному форматі.

По-третє, системна база даних дозволяє легко організувати їхній захист, наприклад, від спроб одночасної модифікації даних різними користувачами або від несанкціонованого доступу до даних, а також організувати контроль правильності запитів користувачів до бази.

Недоліком системних баз даних є значний час одержання даних за запитом, пов'язаний з використанням операційних систем (ОС) і

тому істотно перевищуючий цей час у прикладних базах. Тому дані в САПР організуються звичайно по двоступеневому ієрархічному методу — мається довгострокова системна база, що обслуговує оперативні прикладні бази даних у середині прикладних програм, що можуть наповнятися за запитом користувача потрібними даними щораз перед рішенням чергової задачі або групи задач.

Використання мови маніпулювання БД дозволяє записувати в тексті програм запити до системного БД, на основі яких СКБД відшукує потрібні дані і передає їх прикладним програмам.