68830

Компоненти лінгвістичного забезпечення САПР

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Звичайно у засобах лінгвістичного забезпечення САПР виділяють три основні групи: мови програмування мови проектування та мови керування. Мови програмування використовують для розробки програм САПР.

Украинкский

2014-09-26

60.5 KB

0 чел.

Лекція 18

Компоненти лінгвістичного забезпечення САПР

Класифікацію засобів лінгвістичного  забезпечення  САПР  умовно зобризимо за допомогою рис.18.1.

Звичайно у засобах лінгвістичного забезпечення САПР виділяють три основні групи: мови програмування, мови проектування та мови керування. Мови програмування використовують для розробки програм САПР. Мови проектування - це проблемно-орієнтовані засоби обміну інформацією про об’єкт та процес проектування між користувачем та ЕОМ. Засоби третьої групи призначені для керування технологічним обладнанням, системами створювання документів та периферійними пристроями ЕОМ.  

Мал.18.1.Класифікація засобів лінгвістичного

                забезпечення САПР.

Мови проектування підрозділяють на вхідні, вихідні, супроводжування та внутрішні. Вхідні мови призначені для уявлення початкової інформації про об’єкти та задачі проектування. Вихідні мови дають змогу описати  результати   роботи САПР. Мови супроводжування використовуються для редагування  даних та завдань під час проектування. Їх поділяють на діалогові, що  забезпечують роботу у інтерактивному режимі, та недіалогові, що  використовуються у пакетному режимі. Внутрішні мови призначені для   уявлення інформації усередині ЕОМ при взаємодії різних програм.

Вхідні мови

До цих мов ставлять такі вимоги

1) можливість опису будь-яких об’єктів, на проектування яких орієнтована САПР;

2)  максимальна зручність алфавіту та синтаксису мови для сприймання людиною;

3) лаконічність запису;

4) однозначність мовних конструкцій;

5) наявність можливості розвитку та розширення мови.

Дані, що передаються людиною у ЕОМ при розв’язуванні проектних задач, можна поділити на дві частини:

а) відомості про об’єкт пректування;

б) відомості про характер та послідовність виконання проектних процедур.

Для  уявлення  цих  відомостей  застосовують  складові  частини вхідних мов, що називаються відповідно мовою опису об’єкту (МОО)  та мовою опису завдання (МОЗ).

Засобами МОО користувач уводить усі необхідні дані про об’єкт проектування. У словнику цієї мови присутні імена  усіх  компонентів об’єкту разом  з  описом  їх  атрибутів  (властивостей).  Для опису складних об’єктів  проектування часто застосовують ієрархічний принцип, що базується на використанні декількох рівнів опису (або моделей). Кожному рівню притаманий певний ступінь деталізації.

Якщо у САПР математичні моделі формуються автоматично, то опис об’єкту зводиться до завдання його структури, тобто формування інформації про елементи, з яких складається об’єкт, та спосіб їх з’єднання. Засобом скорочення та спрощення структурних описів є макроозначення. Суть їх застосування полягає у тому, що у структурі об’єкту фрагменти, що часто зустрічаються, описуються за допомогою макроозначення і надалі використовуються як окремі макроелементи.

Засоби МОЗ призначені для передавання інформації у ЕОМ про те, які задачі повинні бути розв’язані та при яких умовах. Запис мовою опису завдань складається з  директив  -  наказів,  що  вказують  потрібні проектні процедури. Залежно від функціонального призначення САПР існують такі групи директив:

1) види завдання;

2) форми виводу результата;

3)  модифікації, призначені для зміни значень параметрів елементів;

4) оптимізації, визначаючі цільові функції та змінні параметри;

5)  підготовчі директиви, що визначають режими  роботи транслятора;

6) директиви взаємодії з бібліотекою.

Результати трансляції опису вхідної інформації супроводжуються необхідними діагностичними повідомленнями, для яких використовується відповідна мова.

Реалізація проблемно-орієнтованої мови  уявляє  досить  складну задачу. Тому розробляються синтаксично-орієнтовані транслятори,  які автоматично настроюються на формальний опис синтаксису та  семантики потрібної мови.  Це призводить до істотного спрощення створення конкретних мов для САПР.

Вихідні мови

Вихідні мови  призначені  для  уявлення  результатів  виконання програм  САПР. Для цього використовують графічні, табличні та текстові форми, які виводять на  дисплей, принтер, або плотер, а також зберігають у зовнішній пам’яті ЕОМ. Від  ЕОМ  до  користувача можуть надходити повідомлення про зроблені помилки. Застосовується як інтерактивний вивід інформації, так і автоматичний. Необхідність першого викликана складністю задачі. у   загальному випадку і відсутністю алгоритмів, що дозволяють завжди  одержати  уявлення результатів у прийнятній формі. У інтерактивному режимі одна частина інформації виводиться автоматично, а інша - у режимі підказування з участю людини.

Графічні мови

Графічні мови призначені для опису малюнків, креслень, ескізів. Ці мови можуть бути частиною як вхідної мови САПР, так  і  вихідної. Для опису геометрії елементів зображень за допомогою графічних мов використовують такі засоби.

1.  Завдання  координат  усіх  характерних  точок  об’єкту.

2.  Уявлення  компонентів  за   допомогою  типових  графічних елементів (відрізків, прямокутників, кривих другого порядку і т.і.). Цей спосіб застосовується, коли  зображення  подається  сполученням типових фрагментів, які можуть  мати  відносно складну форму. При цьому спочатку один раз  виконується  робота  по  виявленню таких фрагментів, їх опису та включенню у бібліотеку типових компонентів.

3. Завдання елементів графічного зображення у вигляді математичних співвідношень.

4.  Спосіб  поточкового  (мозаїчного)   уводу застосовується, коли   малюнок складається з найдрібніших елементів. Наприклад,  зображення  може уявлятись як матриця розміру   n  х  m,  елементи  якої  -  k-значні величини,  що вказують колір та яскравість відповідної  точки зображення. Можуть також використовуватись не тільки точки, але і деякі псевдографічні  елементи  (найдрібніші  прямокутники,  кола  і т.і.).

Внутрішні мови

Внутрішні мови призначені для уявлення інформації у ЕОМ при взаємодії різних програм. Для конструкцій цих мов встановлюють точні правила (продукції  граматики) запису, що дозволяють уніфікувати процеси обробки даних. Дані можуть бути простими (змінні, константи) та агрегатні (масиви, записи, рядки, множини, файли).

Внутрішня вхідна мова встановлює точні правила уявлення початкових локальних, глобальних та статичних даних. Інакше кажучи, вона визначає  структури  і  типи  даних,  їх  розміри  та  способи уявлення.

Внутрішня вихідна мова встановлює аналогічні  правила  уявлення результатів. Фактично  у  внутрішній  мові  відображається  все,  що необхідно для зв’язку програми з зовнішнім середовищем.

                                            Маршрут проектування      

 Рис.18.2. Схема перетворення форми уявлення інформації у САПР.

Інформація може передаватися між прикладними програмами або безпосередньо, або через деякий буфер -  базу  даних. У останньому випадку зростає ефективність організації альтернативних маршрутів проектування, оскільки проміжні  дані  не  прив’язані  до  конкретних програм. Розглянемо рис.18.2.

Початкові дані про об’єкт проектування подаються вхідною мовою, яка зручна для користувача, але погано пристосована до машинної обробки. Тому мовний процесор виконує переклад з вхідної мови у внутрішню. Іноді для цих цілей  застосовуються спеціальні апаратні засоби. Після роботи прикладних програм (1, ... , n) у відповідності з потрібним маршрутом формуються  результати проектування, уявлені внутрішньою мовою. Мовний процесор  обробляє ці дані і видає результат у зручній для користувача формі вихідною мовою.

Уніфікація внутрішніх мов для різних програм дозволяє змінювати маршрути проектування для найбільш ефективного розв’язування задачі. При цьому найретельнішу розробку треба проводити для конструкцій внутрішніх мов, що описують дані у глобальних областях.

Мови супроводження

Мови супроводження призначені для безпосереднього спілкування користувача з ЕОМ у процесі розв’язування задач. Залежно від  режиму роботи   ЕОМ   (пакетний чи інтерактивний) відрізняють мови супроводження діалогові та недіалогові.

Діалоговий режим найбільш характерний для САПР, оскільки за теперішнього часу процес проектування не може бути повністю формалізований. Діалог потрібен для  розв’язування частково формалізованих  задач. Його реалізація здійснюється на  основі створення інтерактивних систем, що містять діалогову мову і комплекс програм для керування процесами  проектування, виконання директив користувача та потрібних проектних процедур.

Діалогові мови повинні забезпечувати:

1) стеження за відповідністю команд  користувача  граматиці діалогової  мови,  виявлення  помилок  та  підказування  засобів  їх виправлення;

2) мінімальність часу реакції на запит користувача  (не  більше декількох секунд);

3) зручність ведення діалогу (мова повинна бути природною для користувача), наявність сервісних послуг.

Діалогові мови можуть бути активними та пасивними. Інтерактивні системи проектування, побудовані на основі пасивних мов мають такі особливості.

1. Ініціатором діалогу є система. У завчасно визначених моментах виконання програми передбачається можливість переривання обчислювального процесу і звертання системи до користувача.

2. Повідомлення системи будуються таким чином, що від користувача вимагаються або відповіді типу "Так"/"Ні", або вибір відповіді з поданого меню.  Під  меню  розуміється  обмежений  набір можливих варіантів відповіді. Користувачу не треба  пам’ятати  меню, оскільки  кожного  разу  при  звертанні  до нього системи, воно виводиться на дісплей. Тому мова користувача  виявляється  дуже простою (регулярною) - вона складається зі слов типу  "Так",  "Ні", чисел та спеціальних знаків.

Реалізувати пасивну діалогову систему можна на основі стандартних процедур лексичного аналізу і забезпечення синтаксичної коректності директив, тобто використовуючи програми, інваріантні відносно конкретної  галузі застосування.  При  такому  підході  у пам’яті ЕОМ зберігаються моделі директив у вигляді дерев. Процес формування директиви відповідає  просуванню  по   гілках   дерева, починаючи від кореня. У кожній вершині  користувачу пропонується вибір з множини допустимих альтернатив. Таким  чином, діалогова система працює за породжуючим принципом, коли  користувач під її керуванням будує директиву. Внаслідок цього зникає   потреба синтаксичного аналізу. Ще одна перевага пасивних мов полягає у тому, що вони ставлять мінімальні вимоги до  підготовки  користувача. Але працюють такі системи відносно повільно.

Інтерактивні системи  проектування, побудовані на основі активних мов, характеризуються тим, що ініциатива у веденні діалогу може належати як ЕОМ, так і користувачу. Користувач може у довільний момент перервати обчислення та звернутися до ЕОМ. Мова діалогу - директивна, причому набір  можливих директив відносно великий, відповіді користувача на запити  системи можуть бути  досить різноманітні.

Складовою частиною діалогових мов є повідомлення системи, що поділяють на інформаційні, запити та підкази. Інформаційні повідомлення не потребують реакції користувача і призначені для виводу кінцевих та  проміжних  результатів, а також для указання поточного стану системи та режиму її роботи. Запити з’являються у точках розгалуження алгоритмів  при  необхідності вибору одного з можливих продовжень, а також оперативного  уводу даних. На запити вимагаються відповіді користувача. У багатьох  системах можливих варіантів відповідєй виділяють деякий основний варіант.  Його  вибір відбувається автоматично у ситуаціях, коли користувач вагається дати певну відповідь. Такий автоматичний вибір називають вибором за умовчанням. Підкази з’являються на екрані при граматичних помилках користувача, виборі варіантів з меню т.і.

Діалог у САПР може ефективно використовуватись не тільки під час процесу проектування, а також під час уводу даних та виводу результатів роботи САПР.

Література

Основна

1. Ахо А., Ульман Дж. Теория синтаксического анализа,  перевода и компиляции. Т. 1, 2. М.Ж Мир, 1978.

2. Хантер Р. Проектирование и конструирование компиляторов. М.Ж Финансs и статистика, 1984.

3. Льюис Ф., Розенкранц  Д.,  Стирнз  Р.  Теоретические  основы проектирования компиляторов. М.: Мир, 1979.

4. Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ. Т.  1.  Основные алгоритмы. М.: Мир, 1976.

5. Петренко А.И., Семенков О.И. Основы построения систем автоматизированного проектирования. К.: Вища школа, 1985.

Додаткова

6. Вирт Н. Алгоритмы + структуры данных = программы.  М.:  Мир, 1985.

7. Кук Д., Бейз Г. Компьютерная математика. М.Ж Наука, 1990.

8. Ахо  А.,  Хопкрофт  Дж.,  Ульман  Дж.  Построение  и  анализ вычислительных алгоритмов. М.: Мир, 1979.

9. Скляров В.А. Автоматизация проектирования ЭВМ. Мн.: Вышейшая школа, 1990.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

3212. Государственная санитарно-эпидемиологическая служба 26.38 KB
  Каждое общество стремится защитить себя. Защитить от врагов, недостаточно добропорядочных своих граждан, от болезней, от напастей и от всякого рода опасности. Опасности, которая в наше время приобретает все больший размах. Она может принима...
3213. Человек как уникальный вид живой природы 59.5 KB
  Человек относится к царству животных, так как он использует готовые вещества для питания, то есть гетеротрофен. Его клетки не имеют целлюлозных оболочек, нет хлоропластов- то есть состоит из типично животных клеток...
3214. Бизнес-план обеспечения благоустройства сельского населения как механизм развития села на примере РСХПКК Саха Кредит РС(Я) 7.04 MB
  Введение С общеэкономической точки зрения планирование – это механизм, который заменяет цены и рынок. В рамках рыночной системы главным координатором действий ее участников являются цены. Именно цены определяют выгодное для продавцов и покупате...
3215. РЕДУКТОР КОСОЗУБИЙ ОДНОСТУПІНЧАТИЙ 550 KB
  Редуктором називають механізм, який складається з зубчастих або черв\'ячних передач, виконаний у вигляді окремого агрегату і служить для передачі обертання від вала двигуна до вала робочої машини. Кінематична схема приводу може включати, окрім редуктора, відкриті зубчасті передачі, ланцюгові або пасові передачі.
3216. Проектирование привода ленточного транспортера для конвейера 1002 KB
  Задание на курсовой проект. Кинематический расчет привода. Выбор электродвигателя. Мощность на выходе. Требуемая мощность электродвигателя. Частота вращения приводного вала редуктора. Определение обще...
3217. Совершенствование организации оценки и аттестации персонала на примере районного отдела народного образования г. Данкова Липецкой области 1.64 MB
  Введение Глава 1. Теоретико – методологические основы организации оценки и аттестации персонала 1.1. Деловая оценка персонала: подходы, понятие, виды, этапы 1.2. Методы деловой оценки персонала 1.3. Организация процесса аттестации персонала в г...
3218. Проектирование детали Вал-шестерня и ее технологические характеристики 959 KB
  Введение. Машиностроение – важнейшая отрасль промышленности. Его продукция – машины различного назначения поставляются всем отраслям народного хозяйства. Рост промышленности в значительной степени зависит от уровня развития машиностроения....
3219. Монтаж санитарно-технических кабин. Кладка столбов и простенков. Сварка швов в нижнем положение. 696.22 KB
  Монтаж санитарно-технических кабин. 1. Общая характеристика санитарно-технической кабины. В настоящее время в связи с массовым строительством крупноблочных и крупнопанельных зданий решают по-новому вопросы индустриализации монтажа санитарно-технич...
3220. Проект девятиэтажного жилого дома с подвалом 48.34 KB
  Введение В данной курсовой работе разработан проект девятиэтажного жилого дома с подвалом. Проект разработан в соответствии с заданием на проектирование. Объемно-планировочное конструкционное решение здания соответствует требованиям нормативной доку...