Лингвистическое

Техническое.

Это совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для выполнения автоматизированного проектирования.

Требования к техническому обеспечению САПР.

Техническое обеспечение (ТО) САПР включает в себя различные технические средства [hardware – твёрдые средства, software – мягкие средства (программные)], используемые для выполнения автоматизированного проектирования, а именно: ЭВМ, периферийные устройства, сетевое оборудование, а также оборудование некоторых вспомогательных систем (например, измерительных), поддерживающих проектирование.

Используемые в САПР технические средства должны обеспечивать:

1) выполнение всех необходимых проектных процедур, для которых имеется соответствующее программное обеспечение;

2) взаимодействие между проектировщиками и ЭВМ, поддержку интерактивного режима работы;

3) взаимодействие между проектировщиками, выполняющими работу над общим проектом.

Первое из этих требований выполняется при наличии в САПР вычислительных машин и систем с достаточными производительностью и ёмкостью памяти.

Второе требование относится к пользовательскому интерфейсу и выполняется за счёт включения в САПР удобных средств ввода-вывода данных и, прежде всего устройств обмена графической информации.

Третье требование обуславливает объединение аппаратных средств САПР в вычислительную сеть.

В результате общая структура ТО САПР представляет собой сеть узлов, связанных между собой средой передачи данных (рис. 4).

Рисунок 4. Структура ТО САПР.

Узлами (станциями данных) являются рабочие места проектировщиков, называемые автоматизированными местами (АРМ) или рабочими станциями (WS – Workstation). Узлами также могут быть большие ЭВМ (мэйнфреймы), отдельные периферийные и измерительные устройства.

Именно в АРМ должны быть средства для интерфейса проектировщиков с ЭВМ, что касается вычислительной мощности, то она может быть распределена между различными узлами вычислительной сети.

Среда передачи данных представлена каналами передачи данных, состоящими из линий связи и коммуникационного оборудования.

В каждом узле можно выделить оконечное оборудование данных, выполняющее определённую работу по проектированию и аппаратуру окончания канала данных, предназначенную для связи оконечного оборудования со средой передачи данных.

В качестве оконечного оборудования можно рассматривать, например персональный компьютер, а в качестве аппаратуры окончания канала данных – вставляемую в компьютер сетевую плату.

Канал передачи данных – средство двухстороннего обмена данными, включающее в себя аппаратуру окончания канала данных и линию связи.

Линией связи называют часть физической среды, используемую для распространения сигналов в определённом направлении; параметрами линий связи могут служить коаксиальный кабель, витая пара проводов, волоконно-оптическая линия связи.

Кроме линии связи существуют каналы связи, под которыми понимают средство односторонней передачи данных. Примером канала связи может быть полоса частот, выделенная одному передатчику для радиосвязи. В некоторой линии связи можно образовать несколько каналов связи, по каждому из которых передаётся своя информация. В этом случае говорят, что линия разделяется между несколькими каналами связи.

Типы сетей.

Существует два метода разделения линии передачи данных:

1) Временное мультиплексирование (иначе распределение во времени или TDM – Time Division Method), при котором каждому каналу связи выделяется некоторый квант времени.

2) Частотное разделение (FDM – Frequency Division Method), при котором каналу связи выделяется некоторая полоса частот.

В САПР небольших проектных организаций, насчитывающих не больше единиц-десятков компьютеров, которые размещены на малых расстояниях один от другого (например, в одной или нескольких соседних комнатах), объединяющая компьютеры в сеть, является локальной.

Локальная вычислительная сеть (ЛBC или LAN – Local Area Network) имеет линию связи, к которой подключаются все узлы сети. При этом топология узлов (см. рис.) может быть:

1) Шинная (bus)

2) Кольцевая (ring)

3) Звёздная (star)

Протяжённость линии и число подключаемых узлов в ЛBC ограничены.

В более крупных по масштабам проектных организациях, которые включают десятки-сотни и более компьютеров, относящихся к разным проектным и управленческим подразделениям, они включаются в сеть и размещаются в помещениях одного или нескольких зданий. Такую сеть называют корпоративной.

В её структуре можно выделить ряд ЛВС, называемых подсетями и средства связи ЛВС между собой. В эти средства входят коммутационные серверы (блоки взаимосвязи подсетей).

Если коммутационные серверы объединены в подразделения, отдельные от ЛВС каналами передачи данных, то они образуют новую подсеть называемую опорной (или транспортной), а вся сеть оказывается иерархической структурой.

Если здания проектной организации удалены друг от друга на значительные расстояния (вплоть до расположения в разных городах), то по своим масштабам корпоративная сеть становится территориальной сетью (WAN – Wide Area Network).

В территориальной сети различают:

1) Максимальные каналы передачи данных (магистральная сеть), имеющие значительную протяжённость;

2) Каналы передачи данных, связывающие ЛВС (или совокупность ЛВС отдельного здания или корпуса) с магистральной сетью.

Эти каналы называются абонентской линией или соединением последней линии.

Обычно создание выделенной магистральной сети, т.е. сети, обслуживающей единственную организацию, обходятся для неё слишком дорого.

Выделяют автоматизированные рабочие места АРМ трех классов:

· Микро АРМ для решения простых конструкторских и технологических задач в автономном режиме в составе средств двухуровневой САПР. Они обеспечивают двухмерное представление объекта проектирования, укомплектовываются инвариантными пакетами прикладных программ, в том числе для решения типовых инженерных задач.

Средние АРМ помимо задач, выполняемых микро АРМ посредством графического процессора позволяют представлять объект проектирования в двух- и трехмерном виде, имеют пакеты прикладных программ, инвариантные к различным видам объекта проектирования

· Супер АРМ способны решать весь комплекс задач САПР в масштабе предприятия.

Все вычислительные комплексы САПР, в том числе и АРМ, содержат необходимое число периферийных устройств для ввода и отображения информации, графические и алфавитно-цифровые дисплеи, графические планшеты и электронные перья, высокоточные рулонные и планшетные графопостроители различных форматов, устройство снятия твердой копии с изображения на экране дисплея, устройство вывода графической информации на микрофильмы и микрофиши, а также устройства связи с ЭВМ высшего уровня.

Его основу составляют языковые средства (языки программирования) для описания процедур автоматизированного проектирования и проектных решений.

Лингвистическое обеспечение САПР представляет собой совокупность представленных в заданной форме языков (включая термины, определения, правила формализации языка, а также методы сжатия и развертывания языков), необходимых для автоматизированного проектирования. Языки, которые используются в вычислительной технике, являются алгоритмическими. Они служат для задания определенных алгоритмов переработки информации и построены посредством набора символов и системы правил соответствующего языка. В САПР применяют языки программирования и языки общения человека с ЭВМ.

1. Общая характеристика

Лингвистическое обеспечение САПР представляет собой целостную совокупность формальных языков описания информации и алгоритмов ее обработки в процессе автоматизированного проектирования. Формальный язык – это знаковая система для описания и обмена информацией между людьми, человеком и ЭВМ, различными автоматическими устройствами. Лингвистическое обеспечение образуется следующими языками:

·программирования;

·управления;

·проектирования.

Языки программирования необходимы для создания программного обеспечения при разработке САПР. К таким языкам относятся, например, Фортран, Си, Паскаль, AutoLISP, язык программирования СУБД FoxPro и др.

Языки управления служат для управления ЭВМ, периферийными устройствами..

Языки проектирования ориентированы на пользователей-проектировщиков и предназначены для эксплуатации САПР. Эта группа языков условно делится на входные, внутренние и выходные. Входные языки являются средством взаимодействия конечного пользователя с САПР, например, в ходе подготовки исходных данных или формулировки проблемы. Внутренние языки обычно скрыты от рядового пользователя и служат для представления информации, передаваемой между различными подсистемами САПР и ЭВМ. Выходные языки обеспечивают оформление результатов проектирования в текстовом или графическом виде.

Первичными элементами любого языка являются знаки, символы. Заданную конечную их совокупность называют алфавитом. Символы алфавита разделяют на буквы, цифры и специальные знаки (препинания, разделительные, арифметические и логические операции и т. п.). Определенные сочетания символов алфавита образуют слова, из которых составляется словарь языка (тезаурус). Сочетания цифр с десятичной точкой или без нее образуют числа. Слова и числа при помощи специальных знаков объединяются в предложения, а предложения – в тексты.

Правила построения слов называют морфологией языка. В этих правилах предусматривается представление слова в виде префикса, основы и постфикса. В любом языке можно выделить конечные множества определяющих элементов слова и указать конечное число правил формирования из них всего многообразия слов языка. На практике это многообразие часто становится труднообозримым, поэтому ограничиваются использованием специально построенных лексик, составленных из наиболее характерных слов словаря – лексем.

Правила образования предложений и текстов образуют синтаксис языка. Словообразование, морфология и синтаксис языка составляют его грамматику. Смысловую сторону слов, предложений, текстов называют семантикой языка. Алфавит, морфология, синтаксис и семантика дают исчерпывающую характеристику любого формального языка.

В действующих САПР находят применение формальные языки разного уровня сложности и назначения, соответственно многообразию различных задач, решаемых в проектировании.

Лингвистическое обеспечение хорошо развитых САПР можно разделить на две относительно обособленные части – базовую и управляющую, связь между которыми осуществляется при помощи специализированных языковых процессоров-компиляторов, интерпретаторов и т. п.

Базовое лингвистическое обеспечение является языковой основой программного обеспечения САПР и состоит в основном из действующих языков программирования, с помощью которых в комплексе средств САПР реализуются вычислительные и моделирующие процедуры обобщенного алгоритма проектирования, а также обеспечивается решение сервисных задач.

Управляющее лингвистическое обеспечение состоит из специализированных проблемно-ориентированных языков, которые описывают обобщенный алгоритм проектирования в терминах проектных операций, процедур и задач. В этих языках формируются словарь, синтаксис и семантика, существенно связанные с конкретной предметной областью проектирования.

Создание и применение проблемно-ориентированных языков позволяет организовать высокоэффективный и эргономичный процесс управления автоматизированным проектированием. В частности, появляется возможность для осуществления диалогового взаимодействия проектировщика и комплекса технических средств САПР, приближенного к естественному речевому запрос-ответному режиму проектирования. Как правило, запросы обобщенного алгоритма проектирования, даже на уровне проектных операций с их промежуточными результатами, требуют комплексного осуществления разнообразных вычислительных и моделирующих процедур, т. е. системного приведения в действие целого ряда элементов и фрагментов базового лингвистического и программного обеспечения САПР. Таким образом, языкам управляющей части лингвистического обеспечения должна соответствовать определенная система агрегирования элементов базового обеспечения. Только при согласовании словарных составов и грамматик управляющих и базовых языков возможна исполнение в системе проблемно-ориентированных заданий. Для осуществления такого рода связи (перевода директив проектирования с одних языков на другие) приходится создавать специализированные программные комплексы – языковые процессоры.

Управляющее лингвистическое обеспечение и языковые процессоры обычно реализуются в САПР в составе управляющих мониторов, через которые проектировщик и комплекс средств САПР осуществляют свое взаимодействие в процессе проектирования. Работа мониторов обеспечивается, в основном, обычными языками программирования. Она ложится дополнительной нагрузкой на располагаемые вычислительные и иные возможности комплекса средств САПР. Однако при хорошей организации проблемно-ориентированных языков и их трансляции, достигаемые положительные эффекты значительно превосходят потери.

Дата добавления: 2015-05-26