5. Содержательная постановка и анализ задачи структурного синтеза. Результат анализа (рассмотреть пример). Пример постановки и формализации задачи структурного синтеза

Автоматизированное решение задачи структурного синтеза требует неукоснительного (точного) выполнения методики, изложенной в самом начале курса лекций.

Рассмотрим часть ее этапов, их содержание и реализацию для предлагаемой конкретной задачи.

Содержательная постановка и анализ задачи

На этом этапе необходимо с требуемой степенью глубины, полнотой и точностью выяснить следующие вопросы:

1. Что представляет собой объект проектирования?

2. Из каких компонент он состоит?

3. Каковы отношения между компонентами, их характеристики и свойства отношений?

4. Какие компоненты, свойства и характеристики необходимы и достаточны для решения задачи?

5. Что представляет собой результат решения задачи, какими свойствами и характеристиками он должен обладать и каким ограничениям удовлетворять?

Ответы на эти вопросы дадут нам исходные данные для выбора аппарата формализации, разработки математических моделей объекта и результата проектирования, определения степени детализации описания объектов; а также для разработки целевой функции и ограничений.

Пример постановки анализа

Найти хорошую конфигурацию цепей, соединяющих перечисленные выводы. Достаточно полной и четкой постановкой задачи будет следующая:

Необходимо определить порядок соединения выводов цепи проводным монтажом и обеспечить ее минимальную длину. Соединение должно быть выполнено в соответствии с описанием цепи, в котором указан список выводов и их координаты, метод монтажа (накрутка или бандажирование), вид провода (одно- или многожильный), тип вывода (штыревые некруглого или круглого сечения).

Анализ содержательной постановки и его результаты

Объект проектирования: цепь, ее компоненты – монтажные выводы и отрезки проводного монтажа, соединяющего их. Так как монтаж осуществляется не в каналах, то проводники можно вести по кратчайшим направлениям.

Как и выводы, так и отрезки проводников инвариантны в смысле функционального назначения, следовательно, допустим любой порядок соединений выводов, так как направление передачи сигнала несущественно. Проводник обладает свойством симметричности, а монтажные выводы находятся в отношении транзитивности.

Монтажные выводы имеют две характеристики: координаты и допустимое количество проводников, подсоединяемых к одному выводу. Поэтому после определения способа монтажа устанавливается ограничение на количество проводников подходящих к выводу, а вид провода становится несущественным.

Отрезки проводного монтажа имеют одну метрическую характеристику – длину. Требование обеспечения минимальной суммарной длины отрезков проводников позволяет сформулировать целевую функцию и дает еще одно ограничение – отсутствие замкнутых контуров. От конструкторского исполнения выводов и способа монтажа зависит число отрезков проводов , подводимых к одному выводу (ограничение задачи). Минимальная длина – критерий оптимальности решения задачи в виде минимума суммарной длины отрезков проводников, соединяющей выводы.