CC BY
43
где О - множество выполняемых операций; С • матрица соединений, задающая связность процессоров одного уровня; W - матрица объемов требуемой памяти; Н -матрица назначений участков параллельного графа на исполнительные модули ПОВС. Таким образом, после завершения данного этапа в распоряжении разработчика оказывается не только описание архитектуры, но и соответствующая архитектурному уровню программная компонента создаваемой ПОВС.
От описания архитектуры осуществляется переход к формированию ее модели:
где Е подсистема отображения аппаратных средств; С? подсистема отображения программного обеспечения. Данный этап состоит из следующих основных шагов: формализованное описание архитектуры; программирование на языке описания и моделирования систем; моделирование работы ПОВС; анализ результатов экспериментов и выбор оптимальной архитектуры. В качестве критерия также используется критерий быстродействия и сложности:
5 Тор ), но оценивается быстродействие аппаратуры и сложность
архитектуры с ориентацией на конкретную элементную базу, имеющую определенные значения времен выполнения операций и сложность. При моделировании исследуются возможные варианты архитектуры, и если условие 7д <, Тор не выполняется, то происходит возврат на этап описания алгоритмов.
УДК [658.52.011.56:658.512.011.56]:001.51
Э.Е. Кудряшова
Гипертекстовая среда автоматизированного проектирования CAD/C AM на
принципах синергетики
Автоматизация проектирования сложной системы связана с определением большого числа факторов, требующих не только использования разностороннего инс!рументария, но и разработки единого научного подхода.
Анализ развития информационных технологий в области интегрированного проектирования технических систем (ТС) показывает, что организации, занимающиеся проектированием, ориентированы в настоящее время на использование рабочих станций ведущих фирм SUN, HP, DEC и других, что требует больших валютных вложений. Общепринятая в настоящее время методика разработки ТС строится на анализе технических функций, выполняемых CAD/CAM, и синтезе оптимальной функциональной структуры системы, а далее • генерации альтернативных физических элементов системы.
Предлагается новая синергическая концепция в теории интегрированных автоматизированных технических систем типа АСТПП/САПР/ГПС ( далее CAD/CAM ) в области машиностроения. Разрабатываемая теория CAD/CAM опирается на фундаментальное свойство самоорганизации сложных систем организационного типа с многосвязным управлением. Синергический подход создает возможность установления единства в оценках влияния процессов различной природы на целевые функции системного взаимодействия.
Рассматривается интегрированная автоматизированная техническая система с набором показателей, обеспечивающих: работу системы по принципу
"безбумажной технологии"; гибкость системы в зависимости от социально-экономических требований.
В данной работе предлагается для прогнозирования процесса развития CAD/CAM применить информационно-энтропийную оценку. В результате взаимодействия потоков информации, энергии и материи между элементами
CAD/САМ проявляются процессы интеграции. Модельная ситуация описывается информацией по этим видам потоков. Структура CAD/CAM формируется по принципу "наследования" информации о структуре изделия. Информационная модель формируется из матриц: матрицы изделий и матрицы производства. Базовая информационная модель является инвариантной и реализуется в информационную модель, адекватную уровню конкретного производства, необходимой совокупностью параметров изделий и производства.
Если рассматривать историю конструктивной эволюции определенного класса техники, то можно наблюдать следующие закономерности иерархического исчерпания возможностей конструктивно-технологических решений (КТР): 1 Уровень - улучшение параметров используемого КТР; 2 уровень - переход к более эффективному КТР без изменения физического принципа действия ( пока в рамках существующего физического принципа действия находятся эффективные КТР ); 3 Уровень - резкое изменение KIT: переход на новый физический принцип действия.
Траектория развития CAD/CAM строится в виде S-образной кривой на основе регрессионного анализа. При этом особое значение имеет не только анализ временного ряда, выявление основной тенденции изменения линии регрессии, но и задание предела L функционального параметра технической системы при опРеделении тенденции развития. Введено понятие предела развития, который может быть оценен в единицах измерения I энтропии информационной. Эксперт -специалист в исследуемой области назначает предел развития, обоснованно исходя из известных явлений, законов, состояния развития техники и т.д. Кривая развития в таком случае является реальной. Если эксперт - человек, обладающий даром предвидения, то он может определить гипотетический предел развития, основанный на неизвестном или недостаточно изученном в данный период явлении. В таком случае возможно построение гипотетической кривой развития системы. На интервале, где участок кривой развития CAD/CAM имеет восхождение", отдельные показатели системы могут и не иметь его, но общая характеристика определяется синергетически.
На основе синергетического подхода к автоматизированному проектированию AD/САМ создана система " Проект SYNERGY ", являющаяся интегрированной автоматизированной системой на гипертекстовой оболочке. "Проект SINERGY” позволяет моделировать структуру и функционирование CAD/CAM в условиях неполноты знаний. Состав интегрированной автоматизированной системы Проект SINERGY" следующий.
1- Гипертекстовая программная оболочка, служащая интегрирующей средой.
2. Инвариантная часть, включающая ряд автоматизированных систем для качественного анализа модели CAD/CAM на основе синергетического подхода в Условиях неполных знаний:
выбор конфигурации CAD/CAM по критериям "гибкости" ТС. "Гибкость" Рассматривается в широком смысле как комплексный критерий, присущий технической системе любого типа, с изменяющимся набором показателей. Результат выдается в виде рекомендации рационального варианта ТС для условий конкретного производства;
информационно-энтропийная оценка соответствия структуры CAD/CAM технологическому процессу изготовления изделия;
прогнозирование развития CAD/CAM на основе информационноэнтропийной оценки.
3. Инвариантные модели структурно-функционального анализа CAD/CAM:
- структурно-функциональное моделирование параллельных процессов в CAD/CAM на сетях Петри (СП) в различных модификациях: простая СП,
вероятностная СП, иерархическая СП. Современная CAD/CAM технология должна Реализовывать распараллеливание работ на всех этапах создания изделия (от Разработки до изготовления);
моделирование вероятностных процессов буферизации в CAD/CAM на аппарате цепей Маркова.
Гипертекстовая автоматизированная система представляет собой новую организацию структуры автоматизированной системы по систематизации текстовой и графической информации посредством объединения в сеть. Предусмотрен запуск из оболочки гипертекстовой АС любых рабочих программ. Гипертекстовая структура программной оболочки (авторская разработка) полностью обеспечивает гибкость работы в среде Windows с возможностью "экспорта-импорта"; позволяет сопровождать каждый раздел предметной области документированием текстовой, графической информации; редактировать информацию; производить автоматический поиск данных по заданным параметрам; выполнять расчеты; автоматически представлять результаты в различной форме; осуществлять обмен информацией. При разработке гипертекстовой структуры удалось достигнуть экономии памяти и быстродействия работы за счет организации внутренней структуры программы, взаимосвязанной с особенностями архитектуры ОС Microsoft Windows 95 и удобного
интерактивного интерфейса по управлению программой и навигации по гипертекстовой сети.
Гипертекстовая система представляет собой реализацию средствами вычислительной техники ассоциативного представления информации. Существует большое количество определений гипертекста, но существенно то, что гипертекст представляет собой множество фрагментов информации, объединенных в сеть. В качестве информационных фрагментов может выступать текст, графический образ и даже программа. В текстовых и графических фрагментах могут быть некоторым образом (цветом, шрифтом, рамкой и т.д.) выделены специальные поля - ссылки, используемые для связывания информационных фрагментов в гипертекстовую сеть. В гипертекстовой сети возможно выделение нескольких подсетей, называемых темами, связанных между собой. Активизация связи приводит к переходу пользователя к следующему информационному фрагменту. Таким образом, в гипертекстовой системе присутствуют следующие классы объектов: сеть, тема, рисунок, ссылка; соответственно связи: тема тема, ссылка тема, ссылка рисунок. В любом месте любой строки может находиться ссылка на другую тему или рисунок и одна тема может иметь внутри себя неограниченное число ссылок, и наоборот.
Гипертекстовая структура содержит: программу инвариантной к предметной области оболочки компилятора, разработанного на языке Borland Delphi for Windows; комплекс специализированных макросов для текстового редактора Word for Windows 7.0, выполненный на внутреннем языке редактора Word Basic; синтаксис языка описания структуры гипертекстовой информационной сети. Гипертекстовая структура является инвариантной гипертекстовой оболочкой, позволяющей работать одновременно с различными темами. Объем памяти ограничен лишь объемом свободной памяти ЭВМ. Предусмотрена работа с использованием средств Multimedia.
Интегрированная автоматизированная система Проект S1NERGY" создана для работы в среде Windows 95 применительно к IBM PC АТ-486.
ЛИТЕРАТУРА
1. Колесников А.А. Синергетическая теория управления. М.: Энергоатомиэдат, 1994-
2. Диперштейн М.Б., Кудряшова Э.Е. Автоматизированное проектирование ГПС на принципах синергетики: Уч. пособие / ВолГТУ-Волгоград, 1994.
3. Кудряшова Э.Е., Папин А.В. Гипертекстовая система вероятностных процессов Сб. тез. докл. Всероссийск. научно-техн. конф. "Интеллектуальные системы". Волгоград-Камышин, 1995.
УДК 658.512
В.М.Курейчик, В.Б.Тарасов Введение в интеллектуальные системы автоматизированного
проектирования
Аннотация
Рассмотрены теоретические, методические и практические основы разработки САПР нового поколения.
1. Введение
В настоящее время актуальна проблема создания САПР нового поколения, нацеленных на обеспечение резкого подъема эффективности проектирования на всех стадиях разработки, многократного сокращения сроков проектирования, значительного улучшения качества создаваемых изделий. Эти САПР нового поколения должны строиться как интегрированные интеллектуальные САПР (ИИСАПР), в которые совместно применялись бы различные информационные технологии, включая средства обработки знаний, средства машинной графики, проектно-конструкторские базы данных, расчетные, оптимизационные и имитационные пакеты. Следовательно, классические САПР, усиленные новой информационной технологией обработки знаний, а также снабженные развитыми средствами связи различных модулей, и будут называться интегрированными интеллектуальными САПР (ИИСАПР).
Основными направлениями создания САПР новых поколений являются:
1) Сквозная автоматизация проектирования: для повышения эффективности решения задач проектирования надо стремиться к формализации любых (в том числе и трудноформализуемых) проектных процедур.
2) Оптимизация информационного взаимодействия человека и компьютерной системы, гармоничное объединение лучших качеств проектировщика и вычислительной машины, создание дружественного интерфейса для разработчиков изделия, включая поддержку у них целостных образов и представлений о проектируемых объектах, построение внешних и внутренних интерфейсов с пакетами прикладных программ.
3) Управление базами данных/знаний, представление проектных моделей с помощью инструментальных средств САПР и обеспечении доступа к большим объемам данных.
Все эти направления предполагают широкое использование методов и средств искусственного интеллекта (ИИ).
Существуют две главные стратегии интеллектуализации САПР:
внутренняя интеллектуализация интеллектуализация процессов формирования и решения отдельных расчетно-проектных задач, а также соответствующих алгоритмов;
- внешняя интеллектуализация - создание интеллектуальных сред управления процессом проектирования с включением в них существующих процедур проектирования, пакетов прикладных задач, пакетов геометрического моделирования и т.п.
