Реферат: Автоматизоване проектування комп’ютерних систем

При проектуванні складних систем іноді приходиться оперувати описами, у яких одночасно представлені два ієрархічних рівні, у цьому випадку застосовують терміни система, підсистема й елементи.

На нижчому рівні проектуються принципові схеми, елементами яких є ЛЕ – логічні елементи. На наступному рівні проектуються функціональні схеми, для яких базовими елементами є ФВ – функціональні вузли. Далі створюються структурні схеми з функціональних пристроїв (ФПР), які складають функціональний комплекс (ФК).

Таким чином, ієрархічні рівні являють собою рівні опису об'єктів, які розрізняються ступенем детального відображення властивостей об'єкта. Інакше їх називають горизонтальними рівнями чи рівнями абстрагування. Сукупність описів деякого рівня разом з постановками задач і методів одержання цих описів називають ієрархічним рівнем проектування.

На горизонтальних рівнях існують групи задач, зв'язані з проектуванням схем, конструкцій, технології. Ці групи задач разом з використовуваними для їхнього рішення моделями, методами, формами документації називаються аспектами проектування (іноді аспекти проектування називають вертикальними рівнями проектування).

8. Класифікація параметрів об’єктів проектування

Параметр – це величина, що характеризує властивості або режими роботи об’єкту. Серед параметрів об’єктів проектування виділяють показники ефективності, які являються кількісною одиницею ступеню відповідності об’єкта, його цільового призначення.

Показники ефективності поділяють на показники:

- виробництва

- надійності

- вартості

- маси

- габаритів

- точності

Термін показник ефективності часто використовують на високих ієрархічних рівнях проектування. Вихідні параметри – це показники якості, по яких можна робити висновки про правильність функціонування системи. Вихідні параметри залежать як від властивостей елементів, так і від особливостей зв’язків елементів один з одним в залежності від структури або конфігурації системи. Внутрішні параметри – це параметри елементів. Зовнішні параметри – це параметри зовнішні по відношенню до об’єкта, середовища, яке впливає на його функціонування.

На кожному ієрархічному рівні вихідні параметри характеризують властивості системи, а внутрішні параметри – властивості елементів. При переході до нового рівня внутрішні параметри можуть стати вихідними і навпаки.

Об’єкти при такому розгляданні слід називати дискретним описом або дискретними об’єктами. Якщо на даному рівні розглядання враховуються реальні значення внутрішніх параметрів, то об’єкт називається об’єктом з неперервним описом.

Для дискретних об’єктів основна задача – задача синтезу структури. Для неперервних об’єктів основні результати одержуються при рішенні задачі параметричної оптимізації.

- вектор вихідних параметрів

- вектор внутрішніх параметрів

- вектор зовнішніх параметрів

(1)

(1) – вигляд функціональної залежності, яка визначається структурою системи.

9. Математичні моделі об’єктів проектування

Існують два підходи до верифікації проектних процедур: аналітичний і чисельний.

Аналітичний підхід заснований на використанні формальних методів доказу відповідності двох порівнюваних описів. Для реалізації аналітичного підходу необхідно в рамках деякої формальної системи установити мову представлення проектних рішень і правила перетворення пропозицій і конструкцій цієї мови, потрібно розробити алгоритми цілеспрямованого застосування правил для приведення порівнюваних варіантів до виду, по якому можна зробити висновок про наявність чи відсутність відповідності цих варіантів. В даний час клас об'єктів, для яких удається реалізувати аналітичний підхід обмежений.

Чисельний підхід заснований на математичному моделюванні процесів функціонування проектованих об'єктів. Моделювання— це дослідження об'єкта шляхом створення його моделі й оперування нею з метою одержання корисної інформації про об'єкт. При математичному моделюванні досліджується математична модель (ММ) об'єкта.

Математичною моделлю технічного об'єкта називається сукупність математичних об'єктів (чисел, скалярних перемінних, векторів, матриць, графів і т.п.) і єднальних їхніх відносин, що відбиває властивості моделюючого технічного об'єкта, що цікавлять інженера-проектувальника. Математична модель, що відбиває поводження моделюючого об'єкта при заданих зовнішніх впливах, що змінюються в часі, називається імітаційною.

При конструюванні необхідно визначити насамперед геометричні і топологічні властивості об'єктів: форму деталей і їхнє взаємне розташування в конструкції. Ці властивості відображаються за допомогою структурних математичних моделей, що можуть бути виражені рівняннями поверхонь і ліній, системами нерівностей, графами, матрицями інциденцій і т.п.

При функціональному проектуванні моделюють стан чи процеси — послідовності змінюючих друг друга станів об'єкта. Таке моделювання здійснюється за допомогою функціональних математичних моделей. Типова форма функціональних ММ— система рівнянь, що виражає взаємозв'язок між фазовими (характеризують стан об'єкта), зовнішніми (характеризують стан зовнішньої стосовно об'єкта середовища) і незалежними перемінними, якими можуть бути час t і просторові координати. Рішенням системи рівнянь є залежності елементів вектора фазових перемінних, що представляються у виді сукупності графіків чи у табличній формі.

10. Різновидності проектних процедур при підготовці та веденні проекту

Процедури структурного синтезу по характеру проектованого об'єкта поділяються на синтез схем (принципових, функціональних, структурних, кінематичних і ін.), конструкцій (визначення геометричних форм, взаємного розташування деталей), процесів (технологічних, обчислювальних і ін.), документації (креслень, пояснювальних записок, відомостей і ін.). Основні процедури параметричного синтезу — оптимізація номінальних значень параметрів елементів і їхніх допусків. Важлива задача призначення технічних вимог на параметри об'єкта, розв'язувана при зовнішньому проектуванні, віднесена до задачі оптимізації допусків. Ідентифікація моделей полягає в розрахунку параметрів, які використовуються у ММ. Для процедур оптимізації, як правило, потрібно виконання великого обсягу обчислень за допомогою складних програмних комплексів. В окремих випадках задовільні результати параметричного синтезу виходять на основі спрощених методик, подібних до розрахункових методик неавтоматизованого проектування.

На рис. 1 представлена одна з можливих класифікацій проектних процедур.