Автоматтандырылған жобалау жүйелері

Тақырыбы: Автоматтандырылған жобалау жүйелері

Кіріспе

1946 ж. алғаш пайда болған ЭЕМ –дер электрондық шамдар негізінде жұмыс істейтін, бұл өте үлкен, көлемді электрондық жабдық болатын. 1948 ж-ры электрондық шамдар шағын электрондық аспаптармен транзисторлармен алмастырылып, компьютерлердің бұрынғы жұмыс өнімділігі сақталғанмен, көлемі 100 есеге дейін төмендеді. 1970 жылдардың соңында интегралдық схемалардан немесе чиптерден жасалған мини-ЭЕМ-дер шыға бастады. Ал 1971 жылы бірінші микропроцессор 4 разрядты бір интегралды схема түрінде Intel фирмасында пайда болды және осы күнге дейін микропроцессор шығару облысында алдыңғы орында келе жатыр. 1976 жылы АҚШ-та тұңғыш Дербес Компьютерді APPLE фирмасы шығарды. 1978 жылы Intel фирмасы жаңа 16 разрядты микропроцессор жасап шығарды. Осы микропроцессордың негізінде 1981 жылы Intel фирмасы өздерінің тұңғыш IBM PC атты дербес компьютерін жасады. Осы кезеңде дербес копьютерлердің көптеп шығарылуы адамзат қызметінің барлық саласында төңкеріс жасаған еді. Сонымен Intel фирмасы 1993 жылы 64 разрядты жаңа микропроцессор Pentium –ді жасап шығарды. Осы аталған процессорлардың барлығын 80х86 атты класқа жатады, себебі кіші моделінде жазылған бағдарламаны ешқандай өзгеріссіз келесі үлкен кез-келген моделінде орындауға болады. Дербес компьютер- бұл өзара бір-бірімен байланысқан , әрі әрқайсысы өзіндік белгілі бір қызмет атқаратын электрондық құрылғылардың жиынтығы. Бұларды функционалдық белгілеріне қарай екіге бөлуге болады. Олар: Жүйелік блок және сырттық құрылғылар.

Қазіргі таңда Ассемблер (Assembler) бағдарламалау тілі бағдарламалаудың кең таралған, әрі әйгілі жүйелі тілі болып табылады. Ассемблер – машина тілінің символикалық ұғымы. Машинадағы барлық процестер төмен аппараттық деңгейде тек машина тілінің нұқсауы арқылы жүзеге асады. Осыдан әрбір компьютер тілінің өзіндік Ассемблер тілі болатыны белгілі. Бұл, ассемблерде жазылған бағдарламаның сыртқы көрінісі және тілге қатысты. Шын мәнінде ассемблерді білмей аппаратураға қатысты мәселені шешу мүмкін емес. Бағдарламалаушы немесе өзге де пайдаланушы кез келген жоғары деңгейдегі құралдарды пайдалана алады, алайда барлық нұсқауларды компьютер машина тілімен орындайтынын байқамауы да мүмкін.

Зертханалық жұмыстарға арналған бағдарлама үлгілері Турбо-Ассемблер тілінде көрсетілген. Бұл әдістемелік құрал жүйелік бағдарламалау пәні бойынша зертханалық жұмыстарды студенттер өзінше орындауға көмек береді. Әрбір зертханалық жұмысқа қажетті ұсыныстар беріліп, Турбо –Ассемблер тіліндегі бағдарлама үлгілері қарастырылған. Әрбір бөлімнің соңында материалды игеруін бақылауға арналған бақылау сұрақтарының тізімі берілген. Материалды сапалы игеруі үшін дәріс курсынан басқа, қосымша әдебиетті пайдалануы керек. Әдебиет тізімі әдістемелік нұсқаудың соңында келтірілген.

2: Жобалау процестері.

1. Жобалау процесінің мәні

2.Күрделі жүйелерді жобалаудың мәселесіне жүйелік әдістеменің методалогиясы.

3. РЭҚ- болашақтағы бірліктік, сериялық немесе массалық өндірісі

1.1 Жобалау процесінің мәні

РЭҚ-ты жобалау процесінің мәні талап ететін жағдайларға оларға бекітілген функцияларды минималды шығындармен және максималды тиімділікпен орындалуы қажет болатын жаңа радиоэлектронды құралдар өндірісінің конструкцияларымен технологиялық процестерін дайындауға негізделеді.

Кез-келген технологиялық объекттің жобалануы әлі пайда болмаған объекттің кескінін қабылданған пішімінде жасалуы, түрленуі және көрсетілуі болып табылады. Объекттің немесе оның құрамды бөліктерінің кескіні адамның қиялында шығармашылық процесінің нәтижесінде жасалуы немесе адам мен ЭЕМ-нің өзара әрекеттесу процесінде кейбір алгоритмдерге сәйкес генерациялануы мүмкін. Кез-келген жағдайда инженерлік жобалану РЭҚ өндірісінің объекттері, өнеркәсіптік бұйымдар немесе процесстер бола-алатын кейбір техникалық объекттерге қоғамның қажетті тұтынушылығы бар болған кезде басталады. Жобалау осы қажеттіліктерді бейнелейтін техникалық ұсыныстар және техникалық тапсырмалардан (ТТ) сонымен қатар жобалау құжаттары түріндегі ТТ-ны іске асырудан тұрады.

Әдетте ТТ-ны кейбір құжаттар түрінде көрсетеді және ол объекттің бастапқы (бірінші) суреттемесі б.т. Ережеге сай, жобалаудың нәтижесі берілген жағдайларға объекттерді дайындауға арналған жеткілікті мағыналардан тұратын құжаттардың толық жинағының қызметін атқарады. Осы құжаттар жоба болып келеді, нақты айтқанда, объекттің қорытынды суреттемесі б.т. Демек, жобалау-зерттеушілік, есептеушілік және конструкторлық сипаттағы жұмыстардың кешенін орындаудың негізінде объекттің бастапқы суреттемесінің қорытынды суреттемесіне түрленуі мен алынуына қорытындалатын процесс.

Күрделі процестердің жобалануы бірқатар теориялар мен принциптердіпайдалануға негізделеді. Айтарлықтай жалпы әдістемесі күрделі жүйелерді жобалардың әр түрлі әдістерімен негізделген идеялары бар жүйелік әдістеме б.т. Жаңа физикалық құбылыстары мен принциптерін қолданудың, айтарлықтай жетілген элементті фазасы мен құрылысшының жақсартылған конструкциялары мен озық техналогиялық процестердің арқасында өзінің аналогтары мен прототиптерінен анағұрлым жоғары тиімділігімен ерекшеленетін жаңа айтарлықтай жетілдірілген РЭҚ-тар жасалады.

Жобаланатын бұйымдардың жаңалығының дәрежесіне қарай жобаланудың келесі тапсырмаларын бөлуге болады.

• бұрынғы және жаңа тапсырмаларды тиімді шешу үшін сапаның бір немесе бірнеше көрсеткіштерінің салыстырмалы үлкен емес жақсартылуын(бірнеше ондаған пайыздар) қамтамасыз ететін жұмыс істеп жатқан РЭҚ-тың бөліктік модернизациялануы (оның параметрлерінің құрылымының және конструкцияларының өзгерісі;

• Сапа көрсеткіштерінің (бірнеше есе) айтарлықтай жақсартылуын білдіретін маңызды модернизацияланады.

• Бұрынғы және айтарлықтай жаңа тапсырмаларды шешу кезіндегі сапа көрсеткіштерінің (бірнеше рет) кенеттен жоғарлануы үшін әрекеттердің, констукторлаудың және өндірістердің жаңа принциптеріне негізделген жаңа РЭҚ-тардың жасалуы;

Жобалауды мамандардың үлкен ұжымдары бүкіл институттар мен ғылыми-өндірістік ұйымдар, сондай-ақ дайындалған аппаратураны пайдаланатын тапсырыс берушілердің ұйымдары қатыса алатын күрделі көп сатылы процесс б.т.

Орындау кезектіліне қарай жобалаудың негізгі сатыларын бөліп қарастыруға болады:

• жәтижесі техникалық ұсыныс (аван жоба) болып табылатын алдын-ала жобалау. Бұл саты айтарлықтай дәрежеде ғылыми ізденістің, теориялық есептелулердің тәжірибелік зерттеулердің элементтерімен қаныққан олар әдетте зертқаналық макеттердің жасалуымен аяқталады.

• Нәтижесі эскиздік жоба болып табылатын эскиздік жобалану осы сатыда қарастырушылардың күш-жігері көп жағдайда тиімді конструкторлық шешімдерді іздеуге бағытталады. Ол сондай-ақ теориялық ізденістер мен күрделі есептеулердің үлкен көмегімен байланысады және жобаланатын бұйымның тәжірибелік үлгісінің жасалуымен және олардың мұқиатты тәжірибелік зерттеулерімен аяқталады.

Барлық схемалық, конструкторлық және техникалық шешімдердің мұқиятты жасалуымен орындалу кезіндегі техникалық жобалау. Техникалық жобалау сатысында дайындалатын аппаратурараға және оның өндірісінің рпоцустеріне техникалық құжаттар жасалады. Қорытындысы қажетті құжаттардан тұратын техникалық жоба мен эксплутацияның нақты жағдайларында жан-жақты сынақтардан өткен бұйымдардың тәжірибелік үлгісі б.т

РЭҚ- болашақтағы бірліктік, сериялық немесе массалық өндірісі орын алатын негізіндегі техникалық құжаттардың жасалуы өте ерекше қиын процесс б.т.

• Жобалау мақсаттарының таңдалуы мен қалыптасуы, бастапқы мәліметтердің негізделуі және жүйе құрылуы принциптертерінің анықталуы кезіндегі жүйелік техникалық жобалау. Мұнда әдетте функционалды аяқталған блоктар болып табылатын жобаланатын объекттердің құрылымы, оның құралуы бөліктері қалыптасады, құрамды бөліктердің арасындағы энергетикалық және ақпараттық байланыстар анықталады. Нәтижесінде объекттің жеке техникалық тапсырмалар қалыптастырыла беледі.

• РЭҚ-ке қатысты схемасы техникалық деп те аталатын функционалды жобалау жүйенің құрамды бөліктерінің (кешендердің, қондырғылардың, тораптардың) аппаратуралық іске асырылу мақсатына ең жақсы функционалуды және тиімді өндірісті қамтамасыз ету көзқарасынан (схемалардың құрылымдық және параметрлік синтездін жасайды) элементтік базаны, принципиалды схемаларды таңдайды және параметрлерді оптимизациялайды. Элементтік базаны таңдағанда және схемалардың синтезі кезінде конструкторлық-технологиялық талаптарды ескеруге тырысады;

• Техникалық жобалау деп те аталатын конструкторлау схемалардың жинақтау, РЭҚ үшін барлық деңгейлердегі (модульдердегі, ұяшықтардағы, блоктардағы, шкафтағы) баспаға шығару және өткізгішті қосылыстарын жасау мәселелерін, сонымен қатар жылу бұрғыштың, электрлі беріктіктік, сыртқы әсер етулерден қорғаудың мәселелерін шешеді. Мұнда конструкторлы – технонологиялық, экономикалық және эксплуатациялық көрсеткіштертері бойынша қабылданатын шешімдердің оптималдауға тырысады. Жобалаудың осы сатысында РЭК-ты дайындау мен эксплутациялауға қажетті техникалық құжаттарды жасалады.

• өндірістің техникалық дайындығы бөлек блоктар мен жалпы барлық жүйе жасалуының техналогиялық процестерін дайындауды қамтамасыз етеді. Жобалаудың осы сатысында алдыңғы нәтижелердің негізіндегі техналогиялық құжаттар жасалады. Жобалаудың әрбір сатылап РЭҚ-тың жасалуы мен жұмысының әр түрлі иеархиялық деңгейлері мен аспекттеріне жататын жобаланатын РЭҚ суреттелуінің қалыптасына алып келеді.

• Жобалау сатылары жеке жобалық шешімімен аяқталатын бөлек жобалық процедуралардан тұрады. РЭҚ үшін жобалаудың типтік процедуралары әр түрлі деңгейлері мен аспекттері суреттемелерінің талдануы мен синтезі б.т.

Талдау процедурасы берілген (немесе таңдалған ) суреттеменің қасиеттерін анықтаудан тұрады. Осындай процедуралардың мысалдары электронды схемалардың жиіліктік немесе өткізгіштік сипаттамаларын есептеу берілген әсер етуге схеманың реакциясын анықтау бола алады. Талдау жобалық шешімнің берілген талаптарының қанағаттандыру дәрежесін бағалауға мүмкіндік береді. Және оның жарамдылығын да бағалай алады.

Синтез процедурасы берілген талаптарға, қасиеттеріне және шектеулерге қарай жобалық шешімінде (суреттемені) жасауға негізделеді. Мысалы, жиіліктік немесе уақыттық облыста оларға берілген сипаттамалары бойынша электорнды схемалардың синтез процедуралары РЭҚ-ты жобалауда кең қолданылады. Сондай –ақ синтез процесінде қажетті сипаттамаларды (параметрлік синтез) қамтамасыз ететін берілген схема элементтерінің параметрлерін анықтауға немесе схема құрылымын (құрылымдық синтез) жасауға болады. Жобалау процесіндегі талдау мен синтез процедуралары өзара тығыз байланысқан өйткені олардың екеуі де қолайлы немесе тиімді. Жобалық шешімді жасауға бағытталған. Типтік жобалық процедураға тиімді жобалық шешімге (белгілі бір критерий бойынша) алып келетін оптималдандыру б.т. Мысалы, жүйеліктік сипатамалардың берілген сипаттамаларға айтарлықтай жақындау мақсатымен электтронды схемалар параметрлерінің оптимизациялануы кең қолданылады. Оптимизациялану процесі схеманың параметрлері берілген сипаттамаларына қанағаттандыратын жақындауға дейінгі мақсатты өзгеру кезіндегі көп еселі талдаудан тұрады. Оптимизациялану жобалық шешімді жасауды (синтез) қамтамасыз етеді, алайда сипаттамалардың сатылы бағаланунан (талдау) тұрады.

Жобалық процедуралар жеке жобалық операциялардан тұрады. Мысалы , РЭҚ-тың математикалық мщдельдерінің талдау процесінде дефференциялды және алгебралық теңдеулерді шешуге, матрицалармен операцияларды жасауға тура келеді. Осындай операциялар ерекше сипатқа ие болуы мүмкін, бірақ жалпы түрде олар біріккен жобалық процедураны түзеді.

Жобалық процедуралар мен операциялар жобалаудың маршруты деп аталаиын белгілі бір кезектілікте орындалады.

Жобалаудың маршруты суреттемелердің иеархиалық төмен (жоғарылайтын жобалау) немесе жоғарғы (төмендейтін жобалау) деңгейлерінен басталуы мүмкін.

Жобалаудың барлық сатыраының арасында терең өзара байланыс орын тапқан. Осылайша, қорытынды конструкциясының анықталуы және барлық техникалық құжаттарды дайындау жиі технология дайындығының аяқталғанына лейін орындала алмайды. Техналогияны конструкциялау мен дайындау процесінде принципталуы схемалардың, жүйе құрылымының және типі бастапқы мәліметердің өзгертілуі қажет болып қалуы мүмкін. Сондықтан жобалау процесі тек көп сатылы болып қана қоймай, сонымен қатар оның орындалуына қарай көп ретті өзгеретін болуы да мүмкін, яғни жобалау итернационды сипатқа ие болады.

Жобалау процесінде беріген функционалды қамтамасыз ететін аппаратураны жасап қою ғана емес, сонымен қатар оны функционалды конструкторлы-техналогиялық, эксплутациялық және экономикалық көрсеткіштердің кең спетрлі бойынша оптимизацияландыру қажет болады. Бөлек жеке тпсырмалар үшін бөлек сатылардағы оптимизациялануды дайындаған формальді математикалық әдістердің негізінде жасауға болады. Алайда кешенді РЭҚ-қа қатысты оптимизациялану мәселесі жиі қалыптастырылуға түсе бермейді. Мұндай жағдаймен кездесе отырып, құрастырушылар әдетте алдыңғы ұжымдық тәжірибемен, интуициямен айтылған, алдын қойылған мәселе шешілуінің бірнеше нұсқаларын қарастырады. Және олардың ең үздігін таңдайды. Мұндай әдістеме эвристикалық көп нұсқалы талдау д.а. Алайда РЭҚ-тың өсіп келе жатқан күрделігіне оларға деген талаптардың жоғарылана байланысты қажетті есептеулер анағұрлым қиын болып келеді, ал қарастыруға орынды болатын нұсқалардың саны үнемі жоғарлануда. Осы жағдай альтернативалардың қаталдығы деген атқа ие болады.

Жобалау сатысында жиі эксплутацияның жағдайларынан шығатын кейбір талаптарды алдын-ала көру қиынға соғады. Осының барлығының нәтижесінде жаңа РЭҚ-тың жасалуы ұзақ жылдарға сщзылып кетеді. Сынақтарға тусетін тәжірибелік үлгілер әдетте берілген талаптарды қанағаттандырылмайды, ал аппаратураның жеткізілімі сынақтардың процесінде жүреді, бұл жобалануды көп есе қымбаттатады.

Мұндай жағдай құрастырушылардың кінәсі емес. Бұл жобалауға қатысты дәстүрлік әдістеменің заманауи радиоэлектрлік құрамдарының күрделігіне пайда болған принципиалды сәйкес еместігінің нәтижесі б.т. Көрсетілген қарама-қайшылық РЭҚ жобалануының жаңа техналогиясының қарқынды дамуын шақыртты.

Мұндай даму математикалық әдістер мен есептеу техникаларының құралдарын, қиын және күрделі жобалық жұмыстарының кешенді автоматизациялануын, математикалық модульденумен макеттеуді табиғи модульді алмастыруды, көп оптимизацияланудың тиімді әдістерін және оптимизациялануын, сондай-ақ жобаланумен басқару сапасының жоғарлануын қолданумен жобалану процестерінің жетілдіруіне жеке жүйелік әдістемеге негізделеді.

1.2 Күрделі жүйелерді жобалаудың мәселесіне жүйелік әдістеменің методалогиясы.

Жүйелік әдістеме кең мағнада, жобаланатын бұйымдарды, жобаланудың өз процестерін жан-жақты , толық қарастырудың арқасында жобалану топтастырмасының оптималды шешімін табуға мүмкіндік береді. Және нақты шығармашыл жаңашыл шешімдерге, сонымен қатар ірі өнертабыстар мен ғылыми ашылуларға ашып келуге қабілетті болады.

Жобалау автоматизациясының басты құралы ЭЕМ және жүйелік әдістеменің патенциалды мүмкіндіктерін толық іске асыруға арналған қажетті негізді құратын олармен басқарылатын басқа техникалық құралдар б.т.

Жүйелік әдістеме жобалау мен басқару кезінде айтарлықтай кең таратылып жатыр. Жүйелік әдістеменің маңыздылығы жобалау немесе басқару объекттісі жүйе ретінде, яғни біріккен толықтықты түзету және біріккен мақсатты іске асыруда әрекет ететін өзара байланысқан элементтердің бірлестігі ретінде қарастырылады. Жүйелік әдістеме жүйенің әрбір элементін, басқа элементтермен өзара байланыста және өзара әдістемелікте қарастыруды, аталған нақты жүйеге қатысты заңдылықтарды ашуға, оның функционалдарының тиімді режимін анықтауға талап етеді. Жүйелік әдістеме ең алдымен зерттелетін немесе басқарылатын объекттің толық суретін жасау әрекетінде байқалады. Сонымен қатар жеке элементтердің зерттелуі немесе сурет-барлық жүйедегі элементтік ролі мен орын ескере отырып өңделеді.

Күрделі процеспен зерттеуге, жобалауға немесе басқаруға жүйелік әдістемені іске асыру әдістемелік құралының қызметін жүйелік талдау атқарады. Мұнымен жүйелер және олардың келесі талдауы түрінцестерді зертеу әдістері мен тәсілдерінің жиынтығы түсіндіріледі.

Кез-келген жүйе сыртқы ортаман қатынынасады, оған кіретін және шығаратын жолдарға ие болады(сурет2.1)

Кірістері мыналар болуы мүмкін: параметрлері бар жинақтауыш элементтердің құрамы, транзисторлардың өндірісі кезіндегі қабыршақтың параметрлері, т.б; шығыстары келесілер бола алады.: дайын өнім сапасаның көрсеткіштері (РЭҚ-тың сенімділігі жарамды құралдардың шығым пайызы т.б)

Жүйек әдетте бүлінулерге шалдығады, оларды өтеу үшін және жүйе қажетті режимде жұмыс істеуі үшін басқарушы әсер етулерді (элетрлі үздіксіз және дискретті сигналдар, әр түрлі мехеникалық әсерлер, т.б) қолданады.

Демек, жүйелік объекттер зерттелетін жүйенің параметрлері б.т: кіріс процесс шығыс мақсат, кері байланыс және шектеулер. Жүйелік объекттердің әрекеттері объекттер параметрлерінің сапасын түсіндіреді. Қасиеттер сандық түрде белгілі бір қалыптылыққа ие болатын бірліктерде бейнеленетін объекттерді суреттеуге мүмкіндік береді.

Егер элементтер бір-бірінің тәртібіне байланысқан шектеулерді салса, бұл олардың арасында байланыстың бар екендігін куәландырады. Элементтер мен олародың қасиеттерінің арасындағы байланыстың бар екендігі жүйені бар екендігінің шарты б.т.

Жүйелік талдау элементтердің кіші жүйелердің және жүйелердің арасындағы байланыстарды зерттеуге деген жүйелік әдістемесін болжамдайды.

Күрделі жүйенің функциялану процесі көптеген деңгейлерде жүреді. Жүйенің жұмыс істеуі мен әрекет етуіне қажетті болатын компаненттер болып табылатын кіші жүйелерге жүйе бөлінеді

2: жүйелік талдау методологиясы

1. Жүйелік талдау методологиясының мәні

2. Орталықтандыру дәрежесі.

3. Орталықтандыру дәрежесі және басқару нормасы

1. Жүйелік талдау методологиясының мәні

Жүйелік талдау методологиясының орта кезеңі – мақсаттарды анықтау. Жобалаушылдар үшін болашақ басқару жүйесінен не талап етілетінін, қандай нәтижелер қажетті екенін анық көз алдына келтіруі маңызды. Демек, жүйеге анықталған талаптар жиынтығына, яғни жобалаудың анық кисынға келген мақсатына ие болу қажет. Тапсырманы түсіндірудің ең бірінші фазасынан-ақ технологиялық процессті жобалау кезінде, оларды басқару нәтижесінде қол жеткізу ұсынылатын мақсаттар жайлы түсінікке ие болу қажет.

Мақсаттарды түрлендіру олармен байланысты критерилерді таңдау мүмкіндігін құрады. Жүелік талдауда критерий сөзінің астында, мақсатқа қол жеткізудің сол немесе басқада құралдарына іріктеу жүргізілетін ереже түсініледі. Критерий жалпы жағдайда мақсатты түсінігін толтырады және оған қол жеткізудің әсерлі тәсілін анықтауға көмектеседі. Егер мақсат пен оған қол жеткізудің әсерлі тәсілі арасында анық бірмағыналы байланыс бар болса, онда критерий аналогтық айтылым түрінде берілуі мүмкін. Бұл жағдай, мысалы, жобалаудың немесе басқарудың «қарапайым» жұйесі үшін, функционал түрінде берілген критерий, берілген мақсатты қамтамасыз ететін басқарушы әсерді табуға рұқсат еткен кезінде типтік болып келеді. Сондықтан, мұндай жағдайларда масқат пен критерий түсінігі ажыратылмайды. Анықсыздықтың жоғарғы дәрежесі бар күрделі жүйелерде, мақсаттар сапалы сипаттаманы алып жүргент кезінде және аналитикалық айтылымдарды алу мүмкін болмай қалады, мақсатты критерилерден, мақсатқа қол жеткізу құралдарына сипаттама бере отырып, айыру қажет болады.

Критериий талап қатарына жауап беруі тиіс. Біріншіден, ол басқарарушы жүйені функционирлеудің қосымша мақсатын емес, негізгісін көрсетуі тиіс. Екіншіден, жүйе қызметінің барлық маңызды жақтарын көрсету, яғни барынша таныстырушы болу. Үшіншіден, басқарушы жүйені функционирлеу процесінде пайда болған маңызды өзгерістерге критериий сезімталды болуы керек.

Жүйелік жақындау байланыстың мүмкіндігінше көп санының ізінен аңдуды талап етеді – тек ішкі емес, сыртқыны да, – нағыз маңызды байланыс пен факторларды жіберіп алмас үшін және олардың жүйеге әсерін бағалау үшін.

Басқару жүйесін өңдеу барысында өңделуші процесстермен ЭЕМ-да қолданылуымен байланыста бәрінен бұрын мынадай, басқару құрылымының толық жетілуі, дайындық және шешім қабылдау әдістері, сонымен бірге, сәйкесінше, жобалау процесінде қолданылатын мақсат пен критерилерді түрлендіру сұрақтарын қарастыруға тура келеді.

Жүйе түсінігіндегі маңызды орынды бүтіндік принципі алады, объекттердің арақатынасы және қарым-қатынасы, оның бөлек элементі ретінде тән емес объекттің жүйелік қасиеті жаңалардлы тудырады,.

Жобалауды автоматтандыруға жүйелік жақын келудің көз қарасы бойынша, жобалау процесі өздігінен әрбір қабаты шешімнің оптиммизациясымен көп қабатты иерархиялық процедураны түсіндіреді.

Жобалау мен басқарудағы иерархиялықтың принципі, сонымен қатар, бітіндік принципі, басқарудың ең төменгі буынының тапсырмасын шешу үшін арналған жеке критерилер, логикалық түрде, ең жоғарғы иерархиялық деңгейде қолданылатын критерилермен сәйкес келген кезінде критериий жүйесін тұрғызу керектігін ескертеді.

Жобалау және басқару процесінде шығыс мөлшерлері, яғни, жүйенің критеримен функционирлеу нәтижесі салыстырылады. Демек, басқару жүйесіндегі критерий – бұл мақсатқа қол жеткізудің өте әсерлі тәсілі таңдалынатын белгі. Ол жүйені оның қызмет мақсатымен басқару кезінде максимизациялау немесе минимизациялау қажет мөлшер болып табылады.

Ослылайша, жүйе – бұл ішкі жүйеге немесе құратын элементтерге мүшелеуге болатын барынша өте күрделі объект. Элементтер бір-бірімен және объект қоршау ортасымен ақпаратты байланысқан.

Байланыстардың жиынтығы жүйенің құрылымын ұйымдастырады. Жүйө анықталған мақсатқа қол жеткізуге бағытталған функционирлеу алгоритміне ие.

Мысалы, технолногиялық процеспен автьоматтандаралған басқару жүйесін жобалау кезінде (АСУТП) оны бөлек типтік технонлгиялық процесс және аппараттың тығыз байланысты жиынтығы ретніде қарастырады. олардың арақатынасы кезінде ашудың (возмущения) уақыты бойынша статистикалық орналасқандар пайда болатын, яғни, ішкі жүйенің кіріс және шығыс айнымалыларының арасында стохастикалық ара қатынас бар болады.

Жаңа технолногиялықь процесстерді құру немесе ескілерді реконструкциялау кезінде оларды оптимизациялау мақсатымен, ереже бойынша, мынадай тапсырмалар шешіледі:

• өнеркәсіптң және сәйкес агрегаттардың жұмыстарын оптимальді режимде экокнмикалық және энерготехнологиялық көрсеткіш бойынша ұйымдастыру;

• басқару функциясын агрегаттың өзіне агрегаттағы заттық және энергетикалық ағыстардың оптимальді ұйымдастырылуы арқылы жіберу, яғни, агрегаттың құрылымы кибернетикалық түрде ұйымдастырылады;

• агрегатты функционирлеудің сенімділігін қамтамасыздандыру.

Осы технологиялық процесстерді жобалау кезінде шешілетін негізігі тапысрмалардан шыға отырып, мақсаттарды, критерилерді және жобалаудың ең алғашқы сатысындағы шек қоюды қалыптастыру қажет. Бұл талаптар конструкторлы жобалау кезінде теңдәрежеде әділ.

Жобалаудың және басқарудың глобальді мақсатын әдетте оның қол жеткізу құралдарымен тікелей байланыстырудың сәті бола бермейді. Сондықтанда, әдетте оны, олардың қол жеткізу құралдарын айқындауды рұқсат етеін, жеке локальді мақсаттарға бөледі (декомпозиция). Жүйелік талдаудың мұндай әдісін мақсат ағашын тұрғызу әдісі деп атайды.

Ағаш (2.2-сурет) бар иерархияны таныстыру үшін ыңғайлы құрал болып табылады. Ағаш тамыры жүйемен теңестіріледі, ал ағаш деңгейі – ішкі жүйелермен және элементтермен.

Ағаш тамыры басты мақсатқа сай келетін, мақсат ағашы аналогты тұрғызылады, ал қалған мөлшерлер – ішкі мақсатты, және де ағаш деңгейімен түсу мөлшері бойынша мақсат жекеге айналалды. Басты мақсатты ішкі мақсатқа бөлу, ағаштың төменгі деңгейінің мақсатын, осы мақсаттың орындалуын қамтамасыз ететін құралдарымен байланыстыру мүмкіндігі пайда болғанға дейін жалғасады.

Осылайша, ағашты тұрғызудың басты тапсырмаларының бірі – қойылған басты мақсатқа қол жеткізуді қамтамасыз етуші, құралдардың толық жиынтығын орнату және осы құралдар арасындағы байланысты табу.

Мақсат ағашының эвристикалық негізде қалыптасуына қарамастан, ағашты тұрғызу әдісін ұйымдастыру кезінде екі кезеңді белгілеуге болады:

• мақсат ағашының алғашқы нұсқасын тұрғызу;

• оның бөлек элементтерінің салыстырмалы маңыздылқ коэффициентін анықтау және мақсат ағашының соңғы нұсқасын құру.

Жобалау және басқару жүйесінің иерархиясы, қажетті сан деңгейінің анықталуы, деңгейлер арасында дұрыс арақатынасты орнату, ақпараттық ағыстарды ұйымдастыру, шешім қабылдаудың контурын жасау – осының бәрі жобалау және басқару сұлбаларының рациональді таңдауымен өте тығыз байланысты сұрақтар. Оларды шешу объекттердің матреиалдық табиғатымен, олардағы болып жатқан процестердің мінезімен және олардың арасындағы ара қатынасымен, оларды йункционирлеуге шек қоюмен, сонымен қатар, басқару алгоритмдерімен анықталады. Бұл факторлар күрделі жүйенің құрылымына тікелей әсер етеді.

Жұмыста әр түрлі құру факторларына әсер ететін талдау өткізіледі немесе орталықтандыру және басқару нормасы сияқты құрылымның маңызды мінездемесінің позициясы бар күрделі техникалық жүйе құрылымын таңдау.

Орталық дәрежесі жүйе деңгейлерінің арасындағы өкілеттіліктерін бөлу өлшемінің бірнеше мағынасында қызмет етеді. Әр бір көршілес деңгейлерінің жұбы үшін (i–1,i), i = 2, ... , N орталықтандыру дәрежесі, iM деңгейінде шешілетін wi тапсырмасының көлемінің, (i–1)M деңгеінде шешілетін, яғни, = wi/wi-1 (2.2- сурет) , wi-1 тапсырмасының көлеміне қатынасымен өлшенуі мүмкін. wi шешілетін тапсырмасының көлемі, мысалы, i деңгейінде жасалушы ақпараттын саны арқылы бағаланған болуы мүмкін.

Шешімнің негізгі массасын жоғарғы деңгейге қарай ( орталықтандыру дәрежесінің жоғарылауы) қызметтен алу әдетте ішкі жүйенің басқарылуының жоғарылауымен және жоғарғы деңгейдегі жасалынатын ақпараттар көлемінің бірмезгілде көбеюі бар шешімнің сапасын жақсартумен теңдестіріледі. Шешімдерді төменгі деңгей (децентрализация дәрежесінің жоғарылауы) жаққа қарай теңдестіру ішкі жүйенің өздігінен көбеюімен, жоғарғы деңгеймен жасалынған ақпарат көлемінің азаюымен сай келеді.

Орталықтандыру дәрежесінің түсінігі ұйымдастыру құрылымының басқа мінездемесімен тығыз байланысты – басқару нормасымен. Соңғысы, шешімдерімен жетекші әсерлі басқара алатын тапсырма көлемін анықтайды. Ішкі жүйелерде «ақпаратты қайтажасаудың қуаттылығына» шектеу құрылымыды таңдауға маңызды ықпал етеді.

Орталықтандыру дәрежесә және басқару нормасы,ереже сияқты, жүйенің бір иерархиялық деңгейінен екіншісіне өтумен өзгереді. Сонымен қатар, оларға басқарудың автоматтандырылуы маңызды ықпал етеді

Құру кезінде және құрылымды таңдауда маңызды көрсеткіш болып, басқарудың еңбексіңіргіштігі (қиындығы) саналады. Берілген көрсеткіш, құрылымы және басқару алгоритмі бар жүйе үшін басқару функциясын орындау кезінде адам-машина уақытының шығынын ( құнын ) сипаттайды.

Басқарудың еңбексіңіргіштік (қиындығы) функциясы әр түрлі деңгейлерде шешілетін тапсырмалардың өлшемділігінен, иерархияның әр бір деңгейіндегі ішкі жүйе санынан және деңгей санынан тәуелді. Негізі болып, иерархия деңгей санына қажетті анықтама үшін, әдетте, жүйенің мүмкін болатын буындарының жүктелуіне, немесе басқарудың әр түрлі сұлбалары кезінде операциялардың санымен және мінезімен анықталатын басқару қиындығының бірнеше функцияларына қызмет етеді. Қиындық функциясы берілген алгоритм жұмыстарының барысында және олардың арасындағы ара қатынас кезінде анықталуы мүмкін.

Жұмыста, құрылымды таңдау кезінде есепке алуға тиіс болатын, екі бекіту келтірілген. Біріншіден, шектеу болмаған кезде, басқару деңгейінің санын көбейте отырып, басқару сапасының көрсеткішін көбейтуге болмайды. Екіншіден, берілген басқару деңгейінде ішкі жүйе санын шектеуге тырысу керек. Сонда барып, тапсырма, басқарудың жіберілген қиындықтары кезінде басқару деңгейінің минимальді санымен және ішкі жүйөнің минимальді санымен басқарудың табылған құрылымынан құралады.

Басқару жүйесінің тез әрекеттілігі, пайда болған ашуға (возмущения) жеткілікті оперативтілікпен оның сезіну қабілетімен анықталады. Тез әрекеттілік техникалық құралдар және жинаудың жүзеге асырылуындағы персолналдың, ақпаратты өңдеу және жіберу мүмкіндіктерінен ғана емес, сонымен бірге, құрылымның ұйымдастырылуынан, яғни, басқару деңгейінің таралуының және олардың жетекшілік деңгейі бойынша өкілеттілікті және әр бір деңгейдің құрылымдық ішкі бөлімдерін іске асыру үшін қажетті.

Қажетсіз орталықтандыру, нәтижесінде бұрмалау болатын шешімдермен орындалатын буындарға ақпараттарды жіберу шынжырын ұзартады. Сонымен қатар, «орнынан орталыққа» ақпаратты жіберу және шешімді «орталықтан орнына» жіберу шынжырын ұзарту нәтижесі ақпаратты жіберу және шешімді алу арасындағы уақытын ұзартады.

Деңгейлер арасындағы әрекеттестіктерді ықшамдау кезінде ирархиялық басқару жүйесінде маңызды болып үйлестік мәселесі табылады.

Жоғарғы ішкі жүйенің мақсаты – төменггіге, барлық жүйеге берілген ортақ мақсатқа қол жеткізілуі үшін әсер етеді. Осы үйлестік түсінігінің мазмұнын құрады.

Айтылғанға сәйкес, 2.3 – суретте келтірілген қол жетерлік құрылымдардан ең жақсы иерархиялық құрылымдар «д» ішкі пунктінде көсетілген. Төрт басқару деңгейін иемденуші құрылымдардың арасындағы (сурет 2.3б, в, г) жақсы құрылым сурет 2.3б-да көрсетілген, ол жоғарғы деңгейдің минимальді санына ие.

Демек, кез келген күрделі жүйе әр түрлі құрылымдар негізінде іске асырыла алады. Осымен байланыста, жүенің функционирлену сапасынның критериін максимизациялайтын ( жалпы жағдайдв векторлық ) ықшамдалған құрылымның берілген ресурсы барысында таңдаудың (синтездің) мәселесі жүйені жобалаудың бірінші жұбында пайда болады.

Құрылымының синтез мәселесінің ішінде келесілер түсіндіріледі:

• жүйенің басқару құрылымының синтезі, яғни, берілген байланыс мінездемелерімен қолданатын бөлек ішкі жиындарға басқарушы объекттердің жиынын үйлесімді бөлу;

• деңгейдің және ішкі жүенің (жүөнің иерархиясы) санын таңдау;

• басқаруды ұйымдастыру принципін таңдау, яғни, деңгейлер арасында дұрыс ара қатыснасты орнату (бұл әр түрлі деңгей ішкі жүесінің мақсаттарының сәйкестігімен және олардың жұмысының үйлесімді ынталандырумен, құқықтың және жауапкершіліктің таралуымен, шешімдерді қабылдау нұсқаларын құрумен байланысты);

• адамадар мен есептеу техника құралдырының арасындағы орындалатын функциялардың үйлесімді таралуы;

• ұйымдастырушылық иерархияны таңдау.

Құрылымның талдау мәселесінің түбінде бірнеше таңдалынған (фиксирленген) құрылым барысында жүйенің негізіг мінездемесінің анықталуы түсіндіріледі.

3: Технологиялық процесстің автоматты жобаланған мақсатына жүйелік қадам

1.Технологиялық процесстің автоматты жобаланған мақсатына жүйелік қадам

2. Күрделі процесстердің жүйелік талдау

3. Күрделі жүйелерді жобалау кезеңдері

4. Объектті техникалық жоба өңдеу кезеңі

1 Технологиялық процестің автоматты жобаланған мақсатына жүйелік қадам

Технологиялық процесстің автоматты жобаланған мақстаны деген жүйелік қадам осы процеспен техникалық процесс (ТП) автоматты басқару жүйесімен сай жобалауды ұйымдастыруды талап етеді.

Осыған байланысты, қазіргі әдебиеттерде осы екі процестің мәселесін шешу жайында емес, екі процессті бірге жобалау жайында әңгіме болып жур.

Жобалаудың жоғарғы сапалы кепілін бере алмағандықтан, процессті әдеттегідей бөлек жобалау қазіргі таңның сұраныстарын толық ынталандырмайды. Бірақ, осы жобалау процесінде қолданылатын өндіріс ұйымына арналған ақпараттың ең негізгі бөлімі пайда болады. Жаңа түсінік пайда болды: автоматтандырылған технологиялық кешен (АТК).

Технологиялық процесті автоматтандыру басқарудың технологиялық обьекті (БТО) ретінде қаралады. Соңғысы технологиялық жабдықтау мен онда сәйкес нұсқау бойынша ұйымдастырылған өндірістің технологиялық процестің уақыт тәртіптерінің жиынтықтарын көрсетеді. БТО басқару, алынған критерийлер бойынша технологиялық процесті оптималды басқару үшін қажетті ақпаратты жиау және өңдеуді автоматтандыруды қамтамасыздандыратын, адам-машина басқару жүйесін көрсететін жүйені автоматты басқарудың (АСУТП) көмегімен жүзеге асады. Бірге функцияландыратын БТО және оларды басқаратын АСУТП автоматтандырылған технологиялық кешенді (АТК) құрайды.

АТК-ны жобалаудың жүйелік қадамы технологиялық процесс пен АТК құрылымы бойынша сәйкестендірілген басқарудың автоматтандырылған жүйесін өңдеуінің бірігуін талап етеді.

Егер де АТК-ны "ТП — АСУТП" жүйесі ретінде қарастырсақ, онда технологиялық процесті жобалаудың анықталған кезеңдерінде АСУТП-ға көрсетілуші талаптардың орындалынуы шарт. Бұл АТК-ны жобалаудың мерзімін қысқартып, жаңа неғұрлым тиімдірек әмбебап жүйе жасауға мүмкіндік береді.

Соған сәйкес, АТК-ны жобалау жобалаудың екі бағытын біріктіреді: ТП және АСУТП-ны өңдеу. АТК-ны жасау мақсаты-бұл кейбір қиын обьекттерді басқару блып табылғандықтан, басқарылатын және басқарушы жүйені ажырата білу керек.

Басқарылатын жүйе болып басқару обьектісі болып табылатын, технологиялық өндірістік кешен болып табылады. Ал Басқарушы жүйе бұл басқарудың автоматтандырылған жүйесі болып табылады.

АТК әрбір қабатында оптималды шешімге ие күрделі көптеңдеулі блок-иерархиялы жүйені көрсетеді. Оны оңайлатып, келесі түрде көрсетуге болады (сурет 3.1):

Блок-иерархиялы қадамның маңызы жобалау обьектісінің бірте-бірте жүйені көрсетудің жоғарыдан төмен қарай кішкене бөліктерге бөлінуінде болып табылады. Сонымен қатар жүйе бүтін болып қаралмастан, бөлек-бөлек блоктармен қарастырылады. Блок-иерархиялы қадамның артықшылығы үлкен көлемді күрделі есеп, аз көлемді және шешімі бар бөліктерге бөлінеді.

АТК-ны жобалаудың жүйелік қадамы келесі негізгі мақсаттардың есебін талап етеді:

• Технологиялық процесс пен АТК құрылымына сәйкес осы процесспен АСУТП-ны өңдеумен сай жобалауды ұйымдастыру:

• АТК күрделі жүйесін көрстеуде негізделген блок-иерархиялы мақсаттың қолданылуы;

• Жобалау нәтижесінде аз энергокөлемді және жоғары дәрежелі өнімділікті АТК жасау мақсатына жету керек.

Алғашқы мақсат, жеке операциялар параллельді орындалынуын талап етеді. Бұдан басқа, технологиялық процесстің анықталған кезеңдерінде , алдын көрсетілгендей, оған АСУТП талаптарын көрсетеді.

Екінші мақсат, АТК-ны ішкі жүйелер мен бірнеше элементтерден тұратын күрделі жүйе етіп жетілдіру талап етіледі.

Үшінші мақсат, АТК-ны жобалаушылардың қызметін мақсаттандырылған әрекет түрінде ұйымдастыруды талап етеді. Сонымен бірге, алдымен жобалаудың глобальды (жалпы) мақсаты анықталады, мысалы аз энергокөлемді жоғары өндірісті АТК жасау.

Мұндай талдау глобалды мақсатқа жетуді қамтамасыздандыратын жобалаудың жеке-жеке мақсаттарын құруға мүмкіндік береді.

2 Күрделі процесстердің жүйелік талдау

Күрделі процесстерді талдауда жүйедегі ішкі байланыстарды табу мүмкіндігі жоқ кезде кибернетикадағы таныс әдіс «қара жәшік» қолданылады. Бұл принциптің негізі процесстің ішкі құрылымы, ол жайындағы ақпаратқа ие болмаса да, оның математикалық көрсетілуі үшін тек кіріс өлшемінен шығыс өлшемінің тәелділігін ғана қолданылады.

«Қара жәшік» түсінігі кибернетиканвң негізгі түсініктерінің біріне жатады және ішкі түрлі әсерлердің реакцияларын, олардың ішкі құрылғыларынан абстрактылануға көмектеседі. Көптеген жүйелер, әсіресе үлкендері,олардың элементтерінің жағдайы жайындағы ақпаратқа ие болса да практикада жүйенің әрекетімен бүтін етіп байланыстыру мүмкін емес. Мұндай жағдайларда кейбір «қара жәшік» түріндегі ұқсас функцияланатын күрделі жүйенің ұсынылуы сұратылға модельдің құрылуын жеңілдетеді. Модельдің әрекеті мен жүйенің әркетімен оны салыстыруын талдай отырып, жүйенің қасиеттері мен олардың модель қасиеттерімен сәйкестіктері жайында көптеген қорытынды шығаруға болады.

Жүйенің кірісіне Х әсері, ал шығысында сапаның көрсетілімі Р болсын делік (сурет 3.1). Мұндай жүйенің әрекетін жетерліктей бақылай отырып, керек болса онымен белсенді эксперименттер жүргізіп, жүйенің қасиеті жайында кірістің кез-келген көрсеткіштерінің шығыстағы мәнін айта алатындай білім дәрежесіне ие болуға болады.

«Қара жәшік» қолданушы әдіс, басқарылатын жүйелерді моделдеу есептерін шешуде жүйенің әректі жайында қызығушылық пайда болған кезде қолданылады. сонымен бірге өндіруші ақпарат статистикалық мінезге ие болады. Осымен статистикалық модельдердің технологиялық процестерді басқару мен зерттеуде қолданылуы түсіндіріледі.

Статистистикалық әдістерді қолдануда екі негізгі мәселе пайда болады: модельдің құрылуы мен үйлесімді басқару стратегиясын табу. Бұл мәселелердің шешілуі үшін көптеген статистикалық нәтижелік әдістер өңделген.

Математикалық мделдерді жасау барысында талдаудың регресстік әдісі әмбебап болып табылады. Бұл жағдайда прцесс кірісінің әрбір параметрінің тәуелділігі олардың комбинациясы мен қарастырылатын факторларын қосатын көпмүше түрінде беріледі. Көпмүшенің жеке-жеке буынының коэффициенттері эксперименталдық деректердің өңделуінің статистикалық жолымен анықталады.

Жұмыс көлемін азайту мақсатында қазіргі уақытта көпфакторлы тәжірибе әдісі қолданылады. Зерттелетін ауыстырғыштардың аз көлемінде де шарт бойынша әдіс тәжірибенің көлемін анағұрлым азайтады. Мақсатты функциялардың өсу бағытының нұсқаларын іздеуге негізделуді орындайтын бірнеше әдістер бар. Мұндай әдістердің құрылуы ЭЕМ негізіндегі басқару жүйелерінде нәтижелі болып табылады.

Көптеген автоматтандырылған басқару жүйелері технологияның мамандандырылған негізі және электрондық приборлардың өндірісіне байланысты тек статистикалық басқару әдісі негізінде құрылған болуы мүмкін. Бұл статистикалық әдістерді жай түден күрделенуге алып келді, алғашқысы- корреляциялы-регрессивті талдау әдісі және регрессиялық теңдеулерді процесстердің математика-статистикалық әдісі ретінде жасалынуы. Жүйелік талдаудың әдістемесі жетерліктей әмбебап болып, процессті жобалауда бүтін болып та, жеке-жеке болып та қолданыла береді. Жалпы жобалаудын жеке сатыларға өту барысында мақсаттардың мазмұны, шешімдері өзгереді, бірақ талдау кезеңдерінің жалпы жүйесі сақталып қалады.

ЭЕМ-нің көмегімен АТК-ны жобалау кезінде ең алдымен жобалауға тапсырма жасалынады. Тапсырма жобаны өңдейтін ұйымның қатысуымен, тапсырыс беруші немесе жобалаушымен құрастырылады.

Жобаның тапсырмасы бірнеше пунктерден тұрады. Кейбіреулерін қарастырайық:

• Жобалауға арналған негіз;

• әрқайсынының жеке-жеке шарттарының көрсетілімі бар автоматтандыру жобаларымен қамтылып отырған жүйелердің, құрулардың, цех пен өндірістердің тізімі;

• жобалау сатысы;

• жобаны өңдеу нұсқаларына талаптар;

• автоматтандырылған жобаға капиталдық шығындардың жоспарлаушы деңгейі және ғылыми-зерттеу жұмысы (ҒЗЖ), тәжірибелі-конструкторлық жұмыстарының (ТКЖ) шамалық шығындары, сонымен қатар қаржыландыру көздерінің көрсеткішті жобалау және тағы да басқа.

Автоматтандырылған АТК-ны жобалаудың негізі болып, ереже бойынша , жобалау мерзімін қысқарту және енгізу, жобалау барысындағы қателердің мөлшерін азайту, жобалау шешімдерінің өзгерту мүмкіндігімен қамтамасыздандыру және микросхеманы тестілеу уақытын азайту болып табылады.

Жүйені күрделендіру шарасында енгізу және құрастыру уақыты дереу көбейеді және еңбек шығындары өседі. Соған сәйкес енгізу мен құрастыру үшін шығындар да көбейеді. Бұл факторды міндетті түрде жобалау үшін құрастыру сатысында және техника-экономикалық есептерді өткізу барысынды тікелей қолданылып отыру қажет.

3 Күрделі жүйелерді жобалау кезеңдері

Ақпаратты өңдеу технологиясы бойынша жобалаудың негізгі кезеңдерін қарастырамыз. Дәстүр бойынша күрделі техникалық жүйелерді жобалау келесі кезеңдерге немесе өңдеу сатыларына бөлінеді:

• жобалау обьекті бойынша техникалық тапсырма;

• ғылыми-зерттеу жұмысы;

• нұсқалы жоба;

• техникалық жоба;

• жұмыс жобасы;

• жасалынған жобаны сынау және даярлау технологиясы, түзетулер енгізу (керек болған жағдайда)

4: Технологиялық тапсырмалар.

1. Технологиялық тапсырмаларды (ТТ) өңдеу кезеңіндегі мәселелер

2. НИР кезеңі

3. ОКР кезеңі

4. Объектті техникалық жоба өңдеу кезеңі

5. Жұмысшы жобалауы

6. Жоба жасалған объектті даярлау технология жобалауы

Анықталғантехнологиялық схеманы жабдықтау мінездемелерімен.

Бақыланатын және жөнге келтірілетін параметрлердің тізімдеріқажетті талаптармен (нормалармен, мысалы жөнге салу бақылау шекараларымен және т.б.).

Өндіріс орналастырулардың чертеждері технологиялық жабдықтау орналастыруымен.

Технологиялық жабдықтау чертеждері, қайсы бір құралдардың құруы ескеріліп және автоматтандыру құралдарымен.

Автоматтандыру жүйелерінің сенімділік талаптылығымен.

Ұстаушы кепілдемелік жүйелердің жобалауымен және автоматтандырылған құралдарымен.

Техникалық құжатнама типтік және жобалы шешімдермен және басқалар.

1. Технологиялық тапсырмаларды (ТТ) өңдеу кезеңіндегі мәселелер

• Сәйкес мәліметтер қорынан керекті ғылыми-техникалық ақпаратты іздеу және таңдау. Жаңа сұлбаның аналогы болуы да болмауы да мүмкін. Егер де аналогы бар болатын болса, онда құрылғыны (жүйені) жобалау кезеңіне өтуге болады. Біран, ереже бойынша, аналогы жоқ болса немесе өңделініп жатқан жүйе танымал аналогтан басым болуы керек, сондықтан НИР кезеңін өткізу керек;

• Таңдалған ақпаратты талдау және оның негізінде жобаланушы обьекттің техникалық талаптарын (ТТ) ұйымдастыру. Орнатылған ереже бойынша ТТ дайындау. Жобалаудың берілген кезеңінде ақпаратты іздеу және құжаттарды дайындау операциялары автоматтандырылған болуы мүмкін. Сонымен бірге, таңдалынған ақпаратты талдау бойынша кейбір қосымша әрекеттер де автоматтандырылған болуы мүмкін. Бұдан басқа, технологиялық тапсырмалар кезеңінде сәйкес документтерде шешіледі және дайындалады, мысалы келесі сұрақтар:

- құрылғымен орындалатын функциялардың тізімі;

- құрылғының құрылымдық сұлбасын өңдеу;

- құрылғының жұмысқабілеттілік шарттарын дайындау;

- жеке түйіндердің мінездемелерін анықтау;

- орындалатын операцияның алгоритмдерін өңдеу.

2. НИР кезеңі

Бұл кезең алдын ала жобалаумен келіп жатыр. Бұл ең жауапты кезеңдердің бірі. Бұл кезең мақсаттары ЭВМ дерде қолданылуы қажетті шешімдерге арналған. Мына аталған ғылыми зерттеулердің автоматтандырылған жүйелері төмендегідей (АСНИ).

НИР кезеңінде келесі мақсаттардың шешімі қажетті :

1. Сапа белгілеріне формулировка беру және басқару.

2. Ғылыми басқару тәжірибемен .

3. Сапасыз өткізу немесе белсенді тәжірибелі өңдеумен олардың нәтижелері.

4. Тап осыларға математикалық үлгілерді өңдеу және оларды теңестіру тәжірибелері.

5. РЭС объектілерінің, даярлау технологиялық процестерінің, еңбекпен өтеу параметрлерінің нормаларды іздеу мақсаты мен сапасын қамтамасыз етуші үйлесімді шығатын көрсеткіштері .

6. Талдап қорытылған сапалы белгі құру, жеке қосылған барлық өзіндік сапа көрсеткіштері. Ықшамдау мақсаттары шешім жөнінде мақсаттық функцияның соңынан одан әрі талдап қорытылған белгі қабылданылады.

7. Мақсаттық ықшамдау шешімі. Анықталған нормалардың рамкаларында технологиялық процес кіріс және басқарушы параметрлерінің түрлендіруі шығарылып ( кіру рұқсаттарының ) сапа үйлесімді белгісі алыну мақсатымен.

8. Жүйе құру принципті мүмкіншілікді іздеу.

9. Жаңа техникалық құралдарды өңдеу, соның ішінде бақылау құралдары және өлшеулері.

НИР өткізуі нәтижесінде техникалық ұсыныс беру ( ТП ).

Бірақ НИР кезеңі дербес кезеңімен келіп жатыр, әдістер, алгоритмдер және ААЖ бағдарламалары осында қолданылады.

3. ОКР кезеңі

Мынау нұсқалы жобалау кезеңі. Тап осы кезеңде келесі мақсатты шешімдер шығарылады:

1. Жобаланушы жүйе өңделініп, (құрылғының) оның мүмкіншіліктерін толық өңдеу мен көбірек толық хабар іздеу және таңдау жүзеге асырылады.

2. Алынған хабарды талдау негізінде алдын ала жобалы шешімдер қабылданып және бірінші жобалы құжаттарды дайындайды.

3. Қайсы бір жобалы құжаттардың өңдірілінуіне арналған әртүрлі есеп-қисаптар, ұстау, көлем және еңбек сіңіргіштік жобаланушы объект мінездемелеріне тәуелді болып өндіріледі.

Мына кезең жұмыстары ең үлкен дәрежелі автоматтандыруға беріліп жатыр және олардың жобалы автоматтандыру шешімдерінің, ықшамдау шотының соңынан ең үлкен техникалық - экономикалық күшті әсер беріп жатыр.

Көрсетілген жұмыстардың автоматтандырылуы ықшамдылық математикалық әдістерді қолдану шотының соңынан жетіп барады.

4. Объектті техникалық жоба өңдеу кезеңі

Мына кезең шешімдерді нақтылап және анықтап жатыр, қабылданғандар нұсқалы жобалау жөнінде жаңа жоба жасап жатыр, көбірек дәл жобалы құжат. Іздеу, таңдау және негізгі хабар талдауын қайтадан өндіріп жатыр (негізінде нормативті - техникалық және техника - экономикалықтың). Көп санды есеп-қисаптарды қайтадан орындап жатыр, бірақ көбірек басқаларға дәл әдістеме. Бұлар маңызды дәрежелі жұмыстарды автоматтандыра алып жатыр.

Құжаттардың көпшілігі, ұйымдасқандардың нұсқалы және техникалық жобалау кезеңдерінде, жұмысшы жобалау орындалуына арналған тек қана қолданылады және жұмысшы және эксплуатациялық құжатнамалардың құрамына енбейді.

5. Жұмысшы жобалауы

Жұмысшы жобалау сатыларына оларға және объектіге эксплуатациялық құжатнаманың чертеждердің, егжей-тегжейін ашулар түрінде орындалатын жұмыстардың негізгі түрімен жобалы шешімдердің дайындауы келтіріледі.

Есептеуіш замандас құралдың техникалық чертеждерді дайындау және егжей-тегжейін ашуларды толық автоматтандыруды рұқсат етіп, айқын дәрежеде эксплуатациялық құжатнама құруы.

Егер автоматтандыру жүйесі шығаруды орындаса, тек қана жұмысшы жобалау жобасы емес сонымен қатар технология жобалауы, чертеждер және дәстүрлі түрде егжей-тегжейін ашуларды сол уақытта мақсатқа лайықты әзірлемеу, ал хабарды жобалаушыларға - технологтерге тапсыру машиналыларды сақтаушыларда база түрінде тап осылардың жобалану объектісі.

6. Жоба жасалған объектті даярлау технология жобалауы

Бұйым өндірістері технологиялық дайындау барысында мына сатыларда дәстүрлі жұмысты орындап немесе оның түйіндерідің және бөлшектерідің кәсіпорында әзірленуі.

Технология жобалау жөнінде өндірілуі:

• іздеу және негізгі хабар таңдау (объект туралы, даярлауға жататындар; кәсіпорын технологиялық жабдықтауы туралы; технологиялық және еңбектілердің нормативтері туралы);

• талдау және өңдеуді тап осылардың өңдеу сапар желілерінің анықтама мақсаттарында, технологиялық операциялардың жүйеліліктері және тәртіптердің оларды өткізудің, аспапта қажеттіліктер және өлшеу жабдықтауда, арнайы жабдықтау жасауында;

• лайықты технологиялық құжатнама дайындауы.

Жұмыста аталғандар техникалық тапсырмада және техникалық жобада бұйым жобалауы жөнінде көптеген операцияларға ұқсас. Өзіне меншікті технология жобалауын, өзіндік есеп-қисаптардың және технологиялық операциялардың әртүрлі түрлеріне арналған шешімдерді талап етіп жатыр. Әйткенмен әдістер сондай жұмыстардың көпшілік формалаулары бар, демек, олар автоматтандырылған бола алады.

Операциялардың автоматтандырылуы хабар өңдеулері және басқару процестерінің хабар қолдануымен барлық қаралғандарды жобалау сатыларында ААЖ замандас жұмыс жасау маңызы құрастырады.

Нұсқалы және техникалық жобалау мақсаттарының негізін тағайындау ААЖ - шешімі. Бұл кезеңдерде топология синтез сұрақтары шешіліп жатыр ( функция аяқталған бөлімдерге электрлік схема бөлшектеу, электрлік схема элементтерін орналастыру, элементтер аралық жолдардың жол тарту анықтамасы ) сонымен қатар өңдеу және фото шаблондардың шығарылуы.

Мини топология синтезі барысында қолданылып - ЭВМ және аз автоматтандыру әртүрлі құралдары: графикалық экрандық пульттар, координата графиктер және мына оқиғада т.б. интерактивтік әдістер қолданылады. Кемірек практикалық қолданылады, бірақ көбірек перспективалды автоматтандырылған жобалау қолдану топология синтезі жөнінде ЭВМ нен үлкен және аз автоматтандыру құралдары.

Параметрлердің хабарлылық анықтамасы жүзеге асырылады, белсенді тәжірибе өткізіліп, технологиялық процеспен математикалық үлгілер және басқару алгоритмдері өңделеді.

Сәйкес ГОСТ ғылыми - зерттеу жұмыстарды техникалық тапсырма сатыларына өткізеді; сонымен қатар, бұлар көбірек тіпті жұмыстарды өткізуді рұқсат етеді.

Жүйе жобалауы (немесе құрылғының) түзеліп, екі негізгі кезеңдердің :

• негіздеу негізгі тап осыларды (техникалық шарттардың, техникалық тапсырманың) жобалауға арналған;

• жүйе жобалауы үшін қисынға келген тап осылардың негізі.

Бірінші кезең сыртқы жобалаумен аталады, ал екінші кезең - ішкі жобалаумен. Мүмкін негізгі тап осы тарау жөнінде жүйе жобалау мақсаттары сынып қажетін беруі мүмкін (техникалық шарттардың сыныбы), мүмкін сыныптан тап осы шешімдердің сыныбы (жобалардың сыныбы) және шешімдердің сыныбынан қандай болмасын өз бетімен техникалық шартпен негізгі жоба құру тәсілі. Мүмкін негізгі тап осы автоматтандырылған жобалауды нақтылы сыныптан техникалық шарт тапсырмасы арқылы сол уақытта апарылып және оған шешімдердің сыныбына асу алгоритмын қолдану. Негізгі тап осылар жүйе жұмыстары шарттарын жан-жақты қарау жолымен дәлелденіп және талаптардың, көрсетушілердің жүйеге оның тағайындауынан аралап шығады. Жасалынушы жүйе жаңадан, ереже сияқты, жүйелердің бар болу элементтерін асырап, сондықтан мақсат анықталу кезеңі барлық қол жеткізу әдістерді іздеуді ертерек жобалау жөнінде өзіндік тексеруге қосылып, аналогтердің және өңделетін жүйеге арналған элементтердің, сонымен қатар қажеттіліктерді табуы алдын ала ескеріледі. Мынау анамент кезеңін сипаттап жатыр, тап осы терімде бастапқы белгісіз жағдайға айналдырып, мақсаттарды қисынға келтіруді рұқсат етіліп, барлық жобалау процесі анықталады. Демек, жобаланушы жүйенің хабар жинауынан мақсат анықталуы басталады. Оларға мыналар жөнінде, жүйелерге талдау өткізу және қолданылатын әдістері бар болуы қажетті техникалық және технологиялық дамуға қол жеткен деңгей, табиғи қамау, экономикалық шарттар, қоғамдық және дара адамдық факторлар - барлық жүйе жобалауы жөнінде қажетті шарттардың еске алынуы.

Негізгі тап осы негіздеу процесі (сыртқы жобалау) маңызды тәуелді болып, жобаланушы жүйе бөліммен көбірек күрделі жүйе, т .б. ішкі жүйемен (немесе құрылғымен), немесе ол автономиялық ойланған, дербес т.б. тапсырыс берушімен қолданыла алады. Төмендегі оқиғада, өңделетін жүйе құрастырушының көбірек күрделі жүйесінде болады (ішкі жүйемен), негізі тап осыны тұжырымдамас бұрын сондай құрастырушылардың, бұлар керек жүйені сындыру бөлімі. Сәтті болмайды күрделі объектілердің артынан барлық бөлімдерге арналған бір уақытта үйлесімді жобалау орындау. Мынау әсіресе ана оқиғаларға жатып, қашан жүйе параметрлері тек қана емес таңдауды талап етіп жатыр, сонымен қатар оның құрылымын синтез жасау. Сондықтан жүйелердің жобалауы жөнінде ортаның және әсіресе үлкен қиындықтарды ішкі жүйелерге оларды әдеттегідей сындырып жатыр немесе сегменттеп.

Негіздеу жөнінде негізгі тап осылардың жүйе жобалауына арналған нақты шек қоюлардың қажетті еске алынуы. Бұлар шек қоюларды жұмыстардың қатарында қисынға келтіреді.

Негізгі тап осылар (негізгі суреттеу) артық хабарға тиісті алып жүрмеу. Негізгі параметрлер және келешек жүйе мінездемелері және жобалау техникалық шарттары, шек қойылатын жобалы шешімнің барлық уақытта тиісті берілген болуы. Егер жобалау процесі кезеңдерге соғылса, негізгі тап осылар әрбір кезеңді оның өтуіне арналған ең аз қажетті хабарды тиісті асырау.

Негізгі тап осы ұсыну тілі (тіл соның ішінде негізгі тап осылардың әрбірінің ішкі жүйелерінен) ұғымдардың жүйесіне тиісті таяу болуы, инженерлермен - жобалаушылармен қолданылуы.

Негізгі және ақырғы тап осы жазу сырт пішіні жобалаушылармен әдеттегі қолданылатын техникалық суреттеулерге таяу әрбір кезеңге тиісті болу. Мысалы, чертеждердің, сметалардың, түсіндіргіш запискалар түрінде дайын жобаны суреттеулердің жиынтығы тиісті ұсыну, техника - экономикалық хабардың бәрін ұстаушылардың, қажеттіні даярлауға арналған, жөндеулер және қаралған жүйе берулері, және бөлек мамандандырылған бөлімдерге бөлісу: функционал схемалар, құрылысты схемалар, егжей-тегжейін ашулар, сметалар, принципшіл схемалар, басқару алгоритмдары, басқару бағдарламалары.

Негізгі хабардың бәрін, дайын технологиялық процестерді өңдеуіге арналған негізі мәліметтер басқарып жатыр.

Тап осы басқаратын хабар келесі құжаттарда:

• салалық стандарттарда, технологиялық процестерге орнатып жатқан талаптың және басқару әдістеріне, сонымен қатар жабдықтау стандарттарда және жабдықтауларда;

• жұмыс істейтін жеке типтік және топталған технологиялық процестерге құжатнамада;

• техникалық - экономикалық хабар топтастырғыштарында ;

• материалдарда технологиялық нормативтардың таңдауымен (тәртіптердің, материалдардың шығын нормаларының және т.б.);

• құжатнамаға қауіпсіздік техникасы бойынша және өнеркәсіпті санитарияда.

Тап осы хабар ұстаушы мәліметтер келесі құжаттарда:

• тәжірибелі өндіріс техникалық құжатнамаларында ;

• даярлау прогресшіл әдістерінің суреттеулері және жөндеулерінде;

• каталогтерде, төлқұжаттарда, анықтамаларда, технологиялық жабдықтау прогресшіл құралдарының құрастыруларының альбомдарында;

• әдістемелік материалдар мен басқару технологиялық процестерде ;

• өндіріс учаскелерінің жоспарлауларында.

Сонымен, автоматтандырылған технологиялық кешендердің, жүйелердің, жобалардың орындалуына арналған (АТК) негізгі материалдар келесілер:

• анықталғантехнологиялық схеманы жабдықтау мінездемелерімен;

• бақыланатын және жөнге келтірілетін параметрлердің тізімдеріқажетті талаптармен (нормалармен, мысалы жөнге салу бақылау шекараларымен және т.б.);

• өндіріс орналастырулардың чертеждері технологиялық жабдықтау орналастыруымен;

• технологиялық жабдықтау чертеждері, қайсы бір құралдардың құруы ескеріліп және автоматтандыру құралдарымен;

• автоматтандыру жүйелерінің сенімділік талаптылығымен;

• ұстаушы кепілдемелік жүйелердің жобалауымен және автоматтандырылған құралдарымен;

• техникалық құжатнама типтік және жобалы шешімдермен және басқалар.

Негізгі кепілдемелермен, берілетіндердің нәтижесінде, тиісті болу, тізім ең хабарлылардың (бақыланатын және жөнге салынатындардың) параметрлердің, математикалық үлгілері және басқару алгоритмдары, жобаланушы жүйе сызбасы.

5: Техникалық қамтамасыз етуге қойылатын талаптар Лекция мақсаты: Техникалық қамтамасыз етуге қойылатын талаптардың негізгі ұғымдарымен таныстыру.

1.Техникалық қамтамасыз етуге қойылатын талаптар

2. Желілер типтері.

3. Ашық жүйелердің өзара байланысының эталондық моделі.

4. ААЖ техникалық қамтама құрылымы

Байланыс каналына жақын болып мәліметтерді бір жақты беру құралын түсінуге болады. Байланыс каналының мысалы ретінде радиобайланыста бір жіберушіге бөлінген жиіліктер жолағын қарастыруға болады.

Кейбір сызықтарда байланыстың бірнеше каналын түзуге болады, олар бойынша өз ақпараттары беріледі. Мұнда сызық бірнеше каналдар арасында бөлінеді дегенді айтады.

1. Техникалық қамтамасыз етуге қойылатын талаптар

ААЖ қолданылатын техникалық құралдар келесілерді қамтамасыз етуі қажет:

• Сәйкес бағдарламалық қамтамасыз ету бар барлық қажетті жобалық процедураларды орындау;

• Жұмыстың интерактивті режимін, ЭЕМ және жобалаушылар арасында өзара байланысты орнату;

• Жалпы ортақ жобамен жұмыс істеуші ұзым мүшелері арасында өазара байланыстың болуы.

Осы айтылған талаптардың біріншісі ААЖ-да есептеу машиналары болғанда және жеткілікті өнімділікке ие және қажетті жады көлеміне ие жүйе болғанда орындалады.

Екінші талап пайдаланушылық интерфейске жатқызылады және ААЖ-дағы қолайлы мәліәметтерді енгізу/шығару құралдары есебінене, ең алдымен графикалық ақпараттармен алмасу құрылғысы болғанда орындалады.

Үшінші талап ААЖ-дағы аппараттық құралдарды есептеу желісіне біріктіруді негіздейді.

Осылардың нәтижесінде ТО ААЖ жалпы құрылымы мәлімсеттерді беру ортасымен өзара бір бірімен түйіндер желісі тәрізді түрге келеді. [71] (сурет 3.5). мұнда түйіндер (мәліметтер станциялары) болып жобалаушылардың жұмысшы орындары есептеледі, олар көпшілік жағдайда автоматтандырылыған жұмысшы орындары (АЖО) немесе жұмысшы станциялар (WS — Workstation) деп аталады; олар болып сонымен қатар үлкен ЭЕМ (мейнфреймдер), жеке перферийлі және өлшеу құралдары есептеледі.

Атап айтқанда автоматтандырылған жұмыс орындары жобалаушының ЭЕМ-сымен ентерфейсі үшін құралдарға ие болуы қажет. Ал есептеу қуатына келетін болсақ, онда ол есептеу желісінің әртүрлі түйіндері арасында таратылуы мүмкін.

Мәліметтерді беру ортасы байланыстар сызығы және коммутациялық жабдықтардан тұратын мәліметтерді беру каналдары түрінде өрнектеледі.

Әрбір түйінде негізінен жобалау бойынша белгілі бір жұмыстарды орындауды жүзеге асыратын аяқталған мәліметтер жабдықтарын (АМЖ) және мәліметтер каналының аяқталу аппаратурасын (МКАА) бөліп көрсетуге болады, соңғысы негізінен аяқталған мәліметтер жабдықтарын мәліметтерді беру ортасымен байланыстыру үшін арналады. Мысалы, АМЖ ретінде персональды компьютерді, ал МКАА ретінде – компьютерге қойылатын желілік платаны қарастыруға болады.

Мәліметтерді беру каналы - өзі МКАА және байланыстар сызығынан тұратын мәліметтерді екі жақты алмасатын құрал болып табылады. Байланыс сызығы деп – белгілі бір бағытта сигналдарды тарату үшін пайдаланылатын физикалық орта бөлігін айтуға болады, байланыстар сызығының мысалы болып коаксиальды кабель, сымдарды витты жұбы, байланыстың талшықты оптикалық байланыс сызығы (БТОС) есептеледі.

2. Желілер типтері

Мәліметтерді беру сызықтарын бөлудің екі әдісі бар: уақытша мультипликсирлау (басқаша айтқанда – уақыт бойынша бөлу, немесе TDM — Time Division Method), мұнда негізінен әрбір канал бойынша уақыттың кейбір кванты бөлінеді және сәйкесінше жиіліктік бөлінеді (FDM — Frequency Division Method), бұл жиілікте канал бойынша жиіліктердің кейбір жолағы бөлінеді.

ААЖ - да үлкен емес жобалық ұйымдарда компьютерлердің ондаған бірлігінен көп саны болмайды, олар бір бірінен аз қашықтықта орналасады (мысалы, бір немесе бірнеше көршілес бөлмелерде), компьютерлерді біріктіретін желі локальды болып саналады. Локальды есептеу желісі (ЛВС), немесе LAN (Local Area Network), желінің барлық түйіндері қосылатын сызыққа ие болады. Мұнда түйіндердің қосылу топологиясы шиналық (bus), сақиналық (ring), жұлдызшалы (star) болуы мүмкін. Мұнда сызықтың ұзындығы және оған қосылатын түйіндердің саны локальды есептеу желісінде шектеледі.

Масштабы бойынша анағұрлым ірі болып келетін жобалау ұйымдарында желіге ондаған жүз компьютерлер қосылады және олардың саны мыңнан асады, бұл әртүрлі жобалық және басқарушылық бөлімшелерге тиесілі болады және бұл компьютерлер бір ғимаратта немесе бірнеше ғимаратта орналасуы мүмкін. Мұндай желіні корпоративтік желі деп атайды. Бұлардың құрылымында локальды есептеу желілерінің бірқатарын бөліп көруге болады, олар кіші желілер деп аталады және осы желі ішіндегі желілерді өзара байланыстыратын байланыс каналдары болады. Бұл құралдарға негізінен коммутациялық серверлер (желі ішіндегі желілер өзара қосылу блоктары). Егер коммутациялық серверлер локальды жесептеу желілерінен жеке мәліметтерді берудің басқа каналдарымен біріктірілген болса, онда олар жаңа желі ішіндегі желіні түзеді және тіректік желі деп аталатын болады (немесе тасымалдаушылық желі), ал жалпы барлық желі – иерархиялық құрылым бөлігі ретіндже қарастыралады.

Егер жобалаушы ұйымның ғимараттары бір бірінен елеулі қашықтықтарға аластатылған болса, (олардың әртүрлі қалаларда орналасқандығына дейін қарастырсақ), онда корпоративтік желі өзінің масштабы бойынша аймақтық желі болып (WAN — Wide Area Network) саналады. Бұл аймақтық желіде мәліметтерді берудің магистральды каналдары (магистральды желісі) болады, олар едәуір ұзындыққа, мәліметтер берудің бірнеше каналына ие болады, бұл каналдар кейбірі өз кезегінде локальды есептеу желілерін байланыстырады (немесе жеке ғимараттың немесе кампус локальды есептеу желілерінің жиынтығы) және сол желілерді магистральды желімен байланыстырып, абоненттік сызық немесе «соңғы мильді» байланыстыру деп аталады.

Әдетте жеке бөлінген магистральды желіні құру, яғни жалғыз ұйымға қызмет ететін желіні құру, сол ұйым үшін өте қымбатқа түседі. Сондықтан көпшілік жағдайларда провайдерлер қызметіне жүгінеді, яғни көптеген пайдаланушыларға телекоммуникациялық қызметті ұсыныатын фирмалар көмегіне жүгінеді. Бұл жағдайда корпоративті желі ішінде едәуір қашықытықтардағы байланыс жалпы пайдаланудағы магистральды желі арқылы жүзеге асырылады. Мұндай желі ретінде мысалы, қалалық немесе қала аралық телефондық желіні немесе аймақтық мәліметтер берудің желілерін пайдалануға болады. Осы желілерге қол жеткізудің ең кең тараған жолы қазіргі уақытта глобальды есептеу желісі Интернетке қосылу болып табылады.

Көптеген корпоративтік желілер үшін интернетке шығу мүмкіндігі сол меншікті ұйымның қашықтатылған қызметкерлерінің өзара байланысын қамтамасыз ету үшін ғана емес, сонымен бірге басқа да ақпараттық қызметтерді алу үшін де қажет. Виртуальды кәсіпорындардың дамуы, атап айтсақ CALS-технология арқылы жұмыс істейтіндерін дамыту, аймақтық желілер арқылы ақпараттар алмасуды қамтамасыз етуді қажет етеді. Бірақ атап өту қажет, жалпы мақсматтағы желілерді пайдалану ақпараттық қамтамасыз етуді өте қиын етеді.

ТО ААЖ құрылымы ірі кәсіпорындар немесе ұйымдар үшін 5.3 суретте көрсетілген. Мұнда ААЖ ірі корпоративті желінің типтік құрылымы көрсетілген, ол клиент сервер архитектурасы деп аталады. «Клиент-сервер» желілеріндесерверлер деп аталатын бір немесе бірнеше түйін бөлінеді, олар желіде басқарушылық немесе барлық пайдаланушылар үшін ортақ болып келетін жобалық функцияларды атқарады, ал қалған түйіндер (жұмысшы орындар) терминалды деп аталады – оларды клиенттер деп атайды, оларда пайдаланушылар жұмыс істейді. Жалпы жағдайда серверлер деп белілі бір функцияларды атқару үшін арналған бағдарламалық құралдардыңғ жиынтығын айтады. Бірақ егер бұл құралдар есептеу желісінің нақты бір түйінінде шоғырланған болса, онда сервер түсінігі дәл желі түйініне қатыстиы болады.

Желі "клиент-сервер" серверлер арасында функцияларды бөлу сипаты бойынша бөлінеді – басқаша сөздермен айтқанда олар серверлер типтері бойынша классификацияланады. Көптеген пайдаланушылармен бөлінетін, файлдарды сақтауға арналған файл-серверлер, автоматтандырылған жүйе мәліметтер базасы сервері, нақты қолданбалы міндетерді шешу үшін арналған сервер қосымшалар, желілер және желі ішіндегі желілер байланысын қамтамасыз ететін коммутациялық серверлер (бұлар желі немесе қол жеткізу серверлері арасында әсерлесу блоктары деп аталады), сонымен қатар белгілі бір телекоммуникациялық қызметтерді орындау үшін арналған арнайы серверлер болады, мысалы электрондық почта есрверлері.

Серверлерді желінің белгілі бір қосымшалары бойынша мамандандыру жағдайында ол желіні таратылған есептеулер желілері деп атайды. Егер қосымсша сервері бір локальды есептеу желілерінің пайдаланушыларына қызмет ететін болса, онда ондай сервер локалоьды деп аталады. Бірақ ААЖ да қосымшалар болатындықтан және мәліметтер базасы болатындықтан, локальды есептеу желілерінің өздерінің клиенттері болады, олай болса, сәйкес серверлер корпоративті, әдетте теректі желіге қосылатын желі тобына жататын болады.

3. Ашық жүйелердің өзара байланысының эталондық моделі.

Модернгизациялау қолайла болуы үшін күрделі ақпараттық жүйелерді максималды ашық етіп орындайды, басқаша айтқанда олар қалған бөліктерін өзгертпестен жүйенің белгілі бір бөлігіне өзгертулер енгізу үшін қолайлы және жарамды етп дайындайды. Есептеу желілеріне қатысты ашықтылық концепциясын тарату ашық жүйелердің өзара байланысының эталонды моделінің пайда болуына алып келді. (ЭМВОС), ол стандарттаудың Халықараралық ұйымымен ұсынылған (ISO — International Standard Organization). Бұл модельде негізінен ақпарттық жүйелердің өзара байланыстарын қамтамасыз ететін, келісімдер, қағидалар және жалпы принциптер бейнеленген хаттама деп аталатын суреттеме келтірілген.

ЭМВОС – тағы ақпараттық желіні деңгейлер деп аталатын топтарға бөлетін функциялар (хаттамалар) жиынтығы ретінде қарастыруға болады. Атап айтқанда дәл осы деңгейлерге бөлу операциясы басқа деңгейлер құралдарын өзгертпестен бір деңгейге өзгерістер енгізу қолайлылығын және мүмкіндігін береді, ол өзз кезегінде техниканың даму дәрежесіне байланысты құралдарды модернизациялауды едәуір қарапайым және арзан етеді. ЖМВОС жеті деңгейі бар.

Мәліметтерді тармақталған желі арқылы жіберу мәліметтер бөлігінің инкапсуляции/декапсуляции-сын қолданады. Осылай, транспорттың деңгейге келіп түсетін хабарлама сегменттерге бөлінеді, оның тақырыбы болады және желілік деңгейге беріледі.

Сегмент деп транспорттық деңгей пакетін айтады. Желілік деңгей аралық желі арқылы мәлімет жіберуді ұйымдастырады. Бұл үшін сегмент бөліктерге (пакеттерге) бөлінуі мүмкін, егер желі бүтіндей мәлімет жіберуді көтермесе. Пакет өзінің желілік тақырыбымен жабыдықталады (яғни, желілік деңгей пакетінде сегмент инкапсуляциясы жүреді). Аралық ЛВС тораптары арасындағы мәліметтер жіберу кезінде пакеттік бөлінуі бар кадрдағы пакеттік инкапсуляциясын қажет етеді. Қабылдаушы сегменттерді декапсуляциялайды және көздік хаттамаларды қайтарады.

4. ААЖ техникалық қамтама құрылымы

ААЖ техникалық қамтамасына (ТҚ) есептеуіш комплекс(ЕК) кіреді, үлкен көлемдегі оперативті және сыртқы жадысы, тексті және сызбалы құжатты шығаруға арналған, толық бағалы деректер қорын құруға, жұмыстың диалогтық режимін қамтамасыз етуге үшін перифериялық құрылғылардың кеңінен таңдауы бар жоғарыөнімділікті есептеуіш техникасы базасында.

Комплексті ААЖ-ды ЭВМ екідеңгейлі иерархиялық құрылымы негізінде құру мақсатқа лайықты орташа және үлкен өнімділік жоғарғы деңгейде және терминалдық станциялар желісі төменгі деңгейде.

Жоғарғы деңгей үшін типтік ВК таңдау жобалау обьектісі күрделілігіне байланысты жүреді, құрама бөліктер сандарына қатысты мемлекеттік стандартпен анықталатын.

ААЖ-дың жоғарғы деңгейі үшін операциялық жүйелердің (ОЖ) бір версиясы бар ВК-ның әртүрлі модификациясының шығарылуын қарастырған. Типтік ВК құрамына ОЖ кіруі тиіс, графикалық ақпараттарды, арнайы графикалық процессорды, графикалық перифериялық құрылғыларды өңдеуге арналған.

Өзінің дамуындағы онжылдықта ААЖ техникалық құралдары бірнеше кезеңдерден өтті, мағыналы дәрежеде ЭВМ ұрпағын алмастырды және перифериялық құрылғылар пайда болды. ААЖ-дың бірінші ұрпағы базалық ЭВМ РЭС – автоматтандырылған жұмыс орны (АРМ) – орта кластағы әмбебап ЭВМ негізінде және графикалық ақпаратты енгізу/шығаруға арналған перифериялық құрылғылардың кеңейтілген таңдаулары бар мини-ЭВМ (АРМ ЭВМ IBM-360 базасында және PDP-11 шет елдерінде, АРМ БЭСМ-6, МИР, ЕС ЭВМ, СМ ЭВМ базасында, "Электроника" біздің елде).

Осы ұрпақтардың техникалық құралдарының дамуының мінездемелік сызығы ААЖ көмегімен АРМ-ді РЭС жобалаушысына максимальды жақындатуға тырысу. Осыдан туындаған қарама-қайшылықтар төменгі бағалылық пен шешілетін тапсырма күрделілігінен базалық ЭВМ жоғарғы техникалық параметрлері сақталуы қажеттілігі арасындағы әсерінен ААЖ күшті орталықтандырылған ЭВМ жүйесін құруына әкеп соқты, жергілікті есептеуіш желілірміен қосылған (ЛВС).

Қазіргі уақытта ААЖ облысында бағдарламалық және аппараттық құралдардың өтуі өсуші рынокта тұрақты түрде күрделенді. Базалық ЭВМ-ге, перифериялық құрылғыларғы және ЛВС-ға қажеттілерді өзіндік өңдеген. Эталлонды базалық ЭВМ ретінде, РЭС жобалаушылары орнында елеусізден орналастырылған, ұзақ уақыт шамасында жұмыс станциясы шығады, өзара ЛВС байланысы және басқа ЭВМ-дермен.

РС-да персоналды компьютерлерден айырмашылығы бар, РС қажеттіліктері ААЖ облысында нарықпен қалыптасады, ал ПК қажеттіліктері – мағыналы деңгейде офистік қондырғылар, тұрмыстық техника, байланыс пен коммуникация құрылғылары облысы нарығында. РС ПК-ға байланысты болмай дамыды, бірақ РС элементтік базаларының арзандауы және ПК техникалық мінездемелеріне қажеттіліктердің артуы ПК-ның күшті модельдерінің ААЖ ұүралдары нарығына кіруіне әсерін тигізді, арзан РС-ға конкурент ретінде.

РС архитектуралық және техникалық сипаттамсының ерекшелігі ААЖ РЭС облысында оларды базалық есептеуіш жүйе ретінде қабылдау ПК-мен салыстырғанда анықтылық танытады.

1. Көптеген РС есептеуіш ядролары болып RISC-процессор табылады, яғни, қысқартылған команда таңдауы және жоғарылаудың жылдамдылығы – оның көптеген командалары сондай микропроцессордың (МК) жұмысын синхронизациялайтын, жиіліктің тактілік генераторының бір периодында орындалады.

2. Көптеген ПК командара күрделі таңдауы (CISC-процессор) бар МП есептеуіш ядросы ретінде болады, онда әрбір команда жиілік генераторының бірнеше тактісінде орындалады. Осымен салыстырғанда ПК тқмен өнімділігі қарапайым бағдарламалық қамтамамен және ПК ның бұрынғы моделдерімен сәйкестілігімен компенсацияланады.

3. Барлық заманға сай PC-да үлкен көлемдегі оперативті есте сақтау құрылғысы (ОЗУ) бар және сүйемелдеуші аппараттық құралдарға сәйкес күрделі көптапсырамлы операциялық жүйлере басқаруымен болады. ПК үлкен бөлігі бірнеше кіші көлемдегі ОЗУ-ға ие және MS-DOS типіндегі қарапайым біртапсырмалы ОЖ-мен басқарылады, бірақ көптапсырамлы ОЖ аппарттық құралдарына ие. PC-ның бұл ерекшелігі ААЖ-дың иерархиялық пакеттері мен тапсырам күрделілігін ескертті.

4. PC-да жоғарғыжылдамдықты және жоғарғысапалы күшті графикалық процессорлар бар, графика кеңейтілімі 1000х1000-нан кем емес және түрлі түстік палитрасы 1,5 млн түрлі түстік реңі бар. Көптеген ПК-да ең болмады дегенде VGA, SVGA стандартындағы жоғарғысапалы графикасы қолданылады. PC-ның бұл ерекшелігі ААЖ-дың көптеген тапсырмалары ақпаратты енгізу/шығарудың жоғарғысапалық графикасын қажет етуін ескертеді.

5. PC базалық жинағында міндетті түрде стандартты ЛВС-пен байланысты жоғарғыжылдамдықты аппаратура – желілік адаптер болады. ПК базалық жинағында негізі желілік адаптер барлығы қарастырылмаған. PC мұндай ерекшелігі мынаны ескертті, PC автономды режимде тиімді жұмыс істей алмайды, ЛВС арқылы PC мен ЭВМ-нің басқа түрлерімен өзара әрекеттесусіз. ПК автономдық құрылғылар ретінде жобаланған, сондықтан ПК-ны жергілікті желіге қоссақ та, ПК-дағы көптеген ақпараттар автономды өтеді. Перифериялық құрылғы қосылған типтік PC құрылымдық схемасы 5.4 суретте көрсетілген.

PC компоненттерінің базалық таңдаулары құрайды:

o жүйелік плата, RISC-процессор бар, онда оперативті және тұрақты есте сақтау құрылғысы (ОЗУ и ПЗУ), монитор қосылған графикалық адаптер бар;

o перифериялық құрылғылар кесдесетін платалар, клавиатурадан енгізу/шығаруды ұйымдастыратын, «тышқан» түріндегі манипулятор, кейде автоматты сканер, графоқұрушы немесе лазерлі баспаға шығару;

o сыртқы есте сақтау құрылғысы бар плата (ВЗУ), желілік адаптер платасы

6. Жүйелік платаның негізі болып базалық МП табылады, арифметикалық және логикалық операцияларды жүзеге асыратын, PC-ны басқаратын. Заманға сай RISC-МП бір кристалында бүтінсандылық процессор орналасқан, жиі арифметика сопроцессоры, кейде бейнені өңдеудің графикалық процессоры (бір кристалда жүз мыңнан бір милионға дейін транзистор). ААЖ арзан нұсқадағы базалық ЭВМ-дері ПК негізінде күрделі таңдауы бар командалы МП қолданылады.

PC және ПК ААЖ-дың төменгі деңгейлі техникалық құралдары болып табылады. ААЖ тапсырма бөлігі жоғары өніділікті қажет етеді, басқа класс ЭВМ-дерін қолданумен мақсатқа жетеді және олардың ЛВС базасында ПК және PC-мен бірге комплекстенеді.

6: ААЖ техникалық құралдарының жұмыс жасау режимі.

1. ААЖ – дің жоғары өнімді техникалық құралдары және оларды комплекстеу

2. ААЖ техникалық құралдарының жұмы жасау режимі.

3. ААЖ есептеуіш желі.

4. ААЖ техникалық қамтамасыз етуі, өңдеуі

1. ААЖ – дің жоғары өнімді техникалық құралдары және оларды комплекстеу.

Жұмыс станциялары (ЖС) және Дербес компьютерге (ДК) дәстүрлі архитектуралы болып келеді, олар жүйелері есептеу бойнша қалыптасқан. Бір ағымдық командалар арқылы, олар бір ағымдық деректрді өңдейді. Есептеуді осылайша ұйымдыстыруды Фон-Нейман ұсынған болатын және соның есімен аталуда.

ААЖ – дің есептеуіш алгоритімдерінің және шешілуші есептерінің күрделенуінің арқасында бұл облысқа жоғары өнімді ЭЕМ-ді енгізуге тура келді. Есептеуді ұйымдастыру командалар ағымдары көптігі негізінде құрылған, тап осы ағымдардың жиынын өңдеуші. Бұл ЭЕМ-нің архитектурасы параллельді деп аталады – «НЕ Фоннеймановский» ЭЕМ-нің командалар және деректер ағымдарының күрделігі және даралығы бойынша төрт классқа бөлуге болады. Бірақ. Практикада ЭЕМ-нің үшінші классы қолданылады. 6.1-суретте ЭЕМ-нің үш классының оңайлатылған схемалары көрсетілген, құрамына келесі блоктар кіреді: ЖЕҚ командасы, деректер ЖЕҚ, басқару құрылғысы (БҚ), орталық процессор (ОП), сонымен бірге командалар ағымы (К) және деректер ағымы (Д).

ОКОД ЭЕМ классы- бұл «Фон - неймановскийдің» дара командалар ағымынан және дара деректер ағымынантұратын дәстүрлі машинасы. Оған РС және ДК кіреді. ЭЕМ ОКМД – бұл көптеген деректер ағымы мен дара командалар ағымынан тұратын параллельді компьютерлер.

ЭЕМ МКМД – бұл көптеген командалар ағымынан тұратын коппроцессорлы ЭЕМ. Сонымен бірге 6.1- а,б – суретінде ЭЕМ-нің үш классына сәйкес есептеуді ұйымдастыру алгоритімі көрсетілген стрелкамен командалар және деректер ағымы көрсетілген, дөңгелекшелермен – орындалатын операторлар.

ОКОД ЭЕМ жағдайында есептеу жүйенің алгоритімі қолданылады. ОКМД ЭЕМ классының есептеуін ұйымдастыру үшін жүйелі-топтық алгоритімі қолданылады. бұл жағдайда орындап жатқан операторлар топтарына векторларға және матрицалық деректерге сәйкес операциялар орындалады. ОКМД ЭЕМ-і матрицалық және векторлық түрде іске асырылады. Өйткені, бұндай матрицалардың өнімділігі жоғары, оларды супер – ЭЕМ дейді.

Матрицалық супер –ЭЕМ дегеніміз – өзінің жеке локалды ЖЕС құрылғысы бар бірдей процессорлық элементтер жиынтығы. Матрицаның әр бір процессоры барлық бірдей командаларды орындайды.

Матрицалық ЭЕМ-нің кемшіліктері- матрицадағы процессорлық элементтердің шектеулігі ЭЕМ-нің өнімділігін шектейді. Өңделетін деректердің векторлары ұзын болған сайын, матрицалық супер – ЭЕМ –нің өнімділігі скалярлық машина деп аталатын қарапайым ОКОД ЭЕМ-ге қарағанда.

Бұндай кемшіліктен ОКМД классына жататын супер –ЭЕМ векторлары ғана босатылған. Матрицалық ЭЕМ-геқарағанда векторлық супер – ЭЕМ-де бір процессордан тұрады, бірақ оның аппаратуралары бөлек секцияларға бөлінген. Сонымен бірге әрбір секция векторлық деректердіңэлементтерін өзінің логикалық ішкі функциясының такт уақытында өңдейді, оған ол векторлық процессордың жұмысын көрсететін, жалпы логикалық функция кіреді. Элемент векторы секциядан секцияға бөлек-бөлек (жаңа уақыт) бойынша үзіліссіз конвейрін қалыптастырады. Конвейрдің секцияларын оның сатылары деп аталады. бұндай супер-ЭЕМ – нің ең негізгі кемшілігіне – конвейр кірісіне келетін үзіліссіз ақпараттар көлемін өңдеудің бірден төмендеуі.

ОКМД ЭЕМ-де есептеуді ұйымдастырудың өзіне арналған арнайы алгоритімі бар – жүйелік топтық – бұндай классты ЭЕМ-ді арнайланған, өйткені олар өзінің өндіру шегін белгілі деңгейде жетеді. ААЖ аумағында бұндай супер-ЭЕМ көптеген үш өлшемді графикалық суреттерді ұйымдастыруда және вктор мен матрицаны өңдеуді қажет ететін бұйымдарды қарастыру жобаларын ұйымдастыруда. МКМД классының супер-ЭЕМ супер скалярының жоғары параллельді көппроцессорлы жүйе деп аталады. бұндай ЭЕМ-дер нашар байланысқан көптеген командалар ағымдары мен деректердің есептеу алгоритімдерін ұйымдастырады. олар универсалды болып келеді ААЖ аумағында шешілетін және де скаялрныйға қарағанда тапсырманы өңдеуді көп жағдайда ұтымдылығын қамтамасыз етеді. Бұл класстың супер –ЭЕМ-і көптеген процессорлардан тұрады. Әр бір процессор өзіндегі деректерді өзінің командалар ағымының басқаруы арқылы өңдейді. Бұндай супер ЭЕМ-дер үшін ең қиыны тапсырмалар арасындағы деректердің алмасуын синхронизациялау болып табылады. Бірнеше процессерлерге жіберілген және кезекте тұруды синхронизациялау.

• Бірнеше процессорларды байланыстыратын ортақ шинаны пайдалану

• Барлық МП қол жететін, ортақ компьютер ЖЕК пайдалану.

• Коммутациялық байланысты микросхемаларда қолдану.

Бірнеше МП байланыстыратын ортақ шина пайдалану, МП арасында шина арқылы монопольды алмасу үшін келіспеушіліктер тууы мүмкін, бұндай кикілжін ЭЕМ-нің тиімділігін төмендетеді. Бұл кемшіліктің арқасында қазіргі уақытта МП арасында бұл байланыс түрі мүлдем қолданылмайтын болды. Көппорты ЖЕҚ қолдану ЖЕҚ басқару құрылғысына қатаң талаптар қоюда және жадының тиімділігінің өзіне де. Бұл тиімділікке қарамастан МКМД супер-ЭЕМ ортақ көппортты есте сақтау құрылғысы ААЖ-де кең қолданыс табуда.

Ең тиімді көппроцессорлы комплекске бір-бірімен қиылысатын коммутаторы арқылы байланысты жеделдету үшін КМОП – өшіргіштері қолданылады.

Негізінен параллельді ЭЕМ-де түрлі амалдарды шешуде теориялық түрде бағалау қиынға түседі, олардың өнімділігі тәжірибе және мәтіндік пакеттерді қолдану арқылы анықтауға болады.

Параллельді супер-ЭЕМ – бұл өте жоғары қымбат компьютерлер, сондықтан оларды уақытты бөліп алатын ұжымдық қолданыста көптеп қолданады. Олар ААЖ жүйелі каналы арқылы байланысқан аумақтың және глобальдық үлкен жылдамдықты адаптерлер арқылы байланысқан.

Супер ЭЕМ мен РС арасындағы ААЖ – дің техникалық құрылғыларының аралық деңгейлері ретінде, ДК-ге ортаңғы класстың ЭЕМ-і қолдануда: біздің елімізде ЕС ЭВМ үлгісі және шетелдерде «ES-900» үлгісі -немесе супер ЭЕМ-нің «Электроника -82» үлгісі біздің елде және VAX үлгісі, Microvax – шетелде. Бұл ЭЕМ РС және ДК қарағанда жоғары өнімділікті қамтамасыз етеді, эксплуатациялаудың көп шығынын қажет етеді Сонымен бірге ұжымдық қолданыстағы компьютер болып табылады сондай-ақ фирмалардың аумақтық және глобальды желіге қосылуын қамтамасыз етеді.

Соңғы уақыттарда ААЖ-ді орта және ұсақ фирмалардың қолдануына байланысты ААЖ техникалық құралдар базарында қымбат тұратын ЭЕМ-ге сұраныс азаюда. Желілік қосылуды РС-түрлі серверлері қамтамасыз етуде.

РС сервер – бұл периферийлік құрылғылардың РС кеңейтілген түрі. ОС бұндай жүктемеде тағы бір тапсырмасы ретінде процесс-сервер-программа, жүктелінеді, басқа РС-ғы пайдаланушыларға желі арқылы қызмет етуші. Осыған сәйкес файл-серверді, желілік байланыс серверін, есептеуіш серверлерін ажыратады.

Барлық РС, ДК және ЭЕМ басқа класстары ААЖ аумағын есептеуіш желілерінде тиімді қолдану үшін біріктіріледі.

Бұндай комплексті етудің артықшылығы ААЖ функционалдық мүмкіншіліктерін кеңейту болып табылады, қымбат бағаланатын графикалық периферииі ұжымдық қолдану, ААЖ техникалық құрылғыларының функционалдық сенімділігін жоғарлату.

Есептеуіш желілерінің келесідей классификациялары бар:

• Байланыс топологиясы бойынша: радинады, магистральды, айналмалы, радианды-айналмалы, толық;

• ЭЕМ құрамы бойынша: комутация каналы бар желі, хабарламалар немесе пакеттер.

• Басқаруы бойынша: орталықтандырылған және деорталықтандырылған.

• Түйіндер қашықтығы бойынша: локальды, аумақтық және глобальды.

2. ААЖ техникалық құралдарының жұмы жасау режимі.

Шешіліп жатқан тапсырмалар мен ЭЕМ режимін қолдануының арасында байланыс бар.

ЭЕМ түрлі жұмыс істеу режимін анықтайтын харак теристикасын көру мақсатында ААЖ аумағында орындалатын тапсырмаларды қарастырамыз. Шешіліп жатқан тапсырманың есептеуіш процессінің мінез-құлқы бойынша екі негізгі группаға бөлуге болады: пайдаланушының қатысуынсыз орындалатын тапсырма және тапсырманы орындау барысында пайдаланушы қатысуын қажет етеді.

Есептеудің қиындығы бойынша тапсырмалар бірнеше группа: бірнеше минутты қажет ететін тапсырмалар, шоттары секундпен өлшенетін тапсырмалар.

Екінші группа: пайдаланушы мен әрекеттескен уақыт тапсырманың шоттарының уақытымен өлшемдес; есептеу уақыты диалог уақытына қарағанда көбірек. ААЖ есептелетін тапсырманың мәліметтерінің көлеміне қарай, келесідей бөлуге болады: ЭЕМ-нің негізгі жадысын монополялық қолданушылар және ЭЕМ негізгі жадысын жартылай қолданушылар. Осындай ААЖ шешілетін тапсырмаларға техникалық құралдардың жұмыс істеу режиміне қажетті:

• Бағдарламалық режим, бұнда есептеліп жатқан тапсырмаға ЭЕМ-нің барлық ресурстарын қолдана алады.

• Фиксирленген тапсырмалар саны бар мультибағдарламалық режим; бұндай режимде ЭЕМ ОП фиксирленген сандар бөліктеріне бөлінеді; кейбір сыртқы құрылғылар бірнеше тапсырмаларда қолдануы мүмкін.

• Тапсырманың өзгергіш санынан құралған мультибағдарламалық режим, мұнда ЭЕМ-нің барлық ресурстары ортақ.

• Жергілікті режим, бұл жағдайда пайдаланушы тікелей ЭЕМ мен жұмыс жасайды.

• Қолданушы режимі, мұнда периферилік құрылғының жартысы процессордың байланыс каналымен байланысқан

Техникалық құрылғылардың жұмыс істеу режимін пайдаланушының тапсырманы шешуде қатысуы бойынша классификациялауға болады.

• Пакеттік режим, пайдаланушы бағдарлама орындау үшін тапсырмалар құрады. Содан тапсырмалар пакеті ЭЕМ өңделу үшін жүктелінеді. Тапсырманы өңдеу кезегімен жүреді

• Уақытты бөлу режимі, әр бір тапсырмаға процессордың жұмыс істеуіне уақыт кванты беріледі. Пайдаланушы сеанс кезінде бағдарламаны өзгертуге, құрастыруына, және оны орындауға көшуіне болады. Бағдарламаның дайын болуы пайдаланушының УБЖ жұмыс істеуге дайындығына байланысты

Ақпаратты өңдеудің пакеттік режимі үлкен көлемді уақытты қажет ететін тапсырмаларға арналған және тапсырманы шешуде пайдаланушының қатысуын қажет етпейді.

3. ААЖ есептеуіш желі

Сақтаудың және хабар өңдеулерідің іске асырылған есептеуіш желілер түрінде ААЖ техникалық құралдарының кешенді даму эволюциясын жинау көпмашиналық территориялық бөліп жайғасқан жүйелерінің жасауымен сипатталып жатыр. Соңғы кішкентай кәсіпорындардың аумақтарында және график жасаушылар, терминалды станциялар және басқа мамандандырылған аспапты біріктіріп, жергілікті есептеуіш аулармен аталып жатыр ( ЛВС ). Жергілікті ВС ашық сәулетті, ЛВС - басқа ауға қосылуға мүмкіншілігін қамтамасыз етуші, ЭВМ ірі желілерінің ішіндегі ЛВС негізгі тапсырушы жүйе болып табылады.

Жергілікті есептеуіш желілер ААЖ қамсыздандыруы тиіс: пакетті және диалогтық өңдеу тәртіптерінің қолдануы , уақыт бөлігін , виртуалды жадты ; экономикалық үнемдеу, өңдеу принциптері "ең маңызды ААЖ техникалық құралдармен дамыған бағдарламалық процестері орындалуын қамтамасыз ету және биік өнімділікпен , жауаптылар — мини және микро арзандар "; биік сенімділік және жұмыс жасау анықтылығы, биік өнімділік; әр түрлі проблемалы - хабарларды қолдану, БД жады қажетті көлемімен; орталықтандырылған және жергілікті жұмысты әртүрлі тағайындау автоматтандырылған жұмысшы орындарымен және басқа мамандандырылған жабдықтаулармен; информацияны орталықтандырылған және децентрализацияланған өңдеумен қолданылуы тиіс .

Бақылау-өлшеу комплекстері және Мәлімет жинау орталығы мен схемотехниктердің автоматтандырылған жұмыс орындары, конструкторлар, механиктерді ортақтандыратын ЛВС ті қолдану өз кезегінде жаңа ғасырлық ААЖды құруға мүмкіндік береді.

ЛВС-тің негізгі бағыты — ЭВМ қорларының таратуы ( бағдарламалар, шеттегі құрылғылардың жиынтығы, терминалдардың, жадтың) автоматтандырылған жобалау мақсаттарының нәтижелі шешімдері үшін. Локольды ВС сенімді , жылдам және арзан мәлімет беру жүйесіне ие болуы керек ( СПД ), ал хабар бірліктері өңдеу құны хабар бірліктерін өңдеу құнынан алде қайда арзан болуы керек. Жетуіне арналған жүйе сияқты таратылған қорларды келесі принциптардың негізінде тиісті орындалу .Бірыңғай хаттамалардың принципі . Хаттамалар байланысы ЛВСта машинааралық ау компоненттерін хабармен айырбас ұйымы үшін арналған . Ау хаттамалары хабарлау түрін анықтап немесе хабарлаулардың пакетін барлық басқару процедураларына және хаттамалар лайықты ынтымақ үшін барлық аудың және ЭВМ үлгісінен тәуелді болмай жатыр.

Бірыңғай орта тапсырушы принципі . ЛВСқа арналған СПД құруы жанында тапсырушы орта белсенді немесе енжар құрылымын қолданып жатыр .

Белсенді құрылым жүйелі кодтарда таратылған күшейткіштердің негізінде және хабарға тапсыру қамтамасыз етуші паралельді түрлендіргіштер орындалады. Енжар құрылым сақтаушы негізінде коаксиальды немесе жалпақ кабельді енжар орындалады. Ол бір үлгі түрлендіргіштер - күшейткіштерін қолданып жатыр . Паралельді немесе жүйелі кодта мынау жұмыс мүмкіншілігінше қамсыздандырып жатыр.

Тапсырушы байланыс көпжелілілігі орта құрылымын қолданумен іске асырылған Барлық абоненттік жүйелерге моноканаламины физикалық орта келіп, аппараттықтар бағдарламалық құралдың , бір уақытта паралельді тапсырулардың артынан арналған ( дәлдікпен сигнал таратуы уақыттарына дейін ). Моноканал абоненттік жүйелердің үлкен санымен ұжым қолдану үшін арналған және хабар тапсыру қабілеттілікпен сорғыш қағазға тиісті ие болуы мүмкін.

Моноканалдың физикалық ортасы волокнооптикалық байланыс сызықтары, коаксиальды немесе жалпақ кабельдер арқылы іске асып жатыр.

Бірыңғай басқару әдіс принцибі . ЛВС протоколдары құрылыммен бірузелді басқаруларды орталықтандырылған және децентрализацияланған түрлерді қолдана алады.Басқару принципінің бірыңғай әдісі осы бір форманы таңдағанда білінеді, СПД жұмысының жеткілікиі сенімділігі және байланыс каналдарының барынша көп қамтамасыз етеді. Сонымен қатар басқару әдісін анықтау үшін қосулардың құрылымын, олардың ұзындығын, абоненттердің және ЛВС қорлары көмегімен хабар өңдеу қиындығын.

Іске қосылатын приоритеттердің молдық станциялардың мінездемелі басқару орталықтандырылған түрлеріне арналған қызметі л және даудың қорғанышы - орталық басқарушы машинамен іске асып жатыр .

даудың қорғаныш көп сатылы даңғыл жолдары Децентрализацияланған басқару түрлерінде барлық станциялардың бірдей приоритетін іске қосылып, қолданылып жатыр. Олар сенімділік қайшы талаптарын және барынша көп тиеулерді еске алып жатыр.

ЛВС-та қолдану жанында басқарудың Бірнеше әдісі тап осы тапсыру ортасымен контроллерлердің жүйелік шешімдерін қиындығы маңызды үлкейтіп жатыр, ЛВС станциялары арқасында тап осы тапсыру ортасына іске қосылып жатыр .

ЛВС рамкаларында ақпараттық және бағдарламалық принципі операциялық жүйелердің сыйысушылығын алдын ала ескеріп жатыр , бағдарламалардың және басқару жүйелерінің базалармен тап осылар ( СУБД ) бөліп жайғасқан .

кодтау бірыңғай жүйелерінің қолдануы және хабар бақылауының мына принцип ерекшелігі — қайта жіберу хабар түрлерінің процестерінің бейімделу мүмкіншілігіне ие.

Иілгіш модульдік ұйым принципі иілгіш конструктивті аяқталған модульдердің терім негізінде жобалауын алдын ала ескеріп жатыр .

Жергілікті есептеуіш ауларды топтастырып көрейік :

• Топологиялық кескін үйлесімдер белгілерімен : " жалпы шина "; иерархия , айналма және жұлдыз тәрізді кескін үйлесім ;

• Басқару әдістері қорлармен тапсыру орталары : кездейсоқ және детерминанты;

• Бағдарламаны қамтамасыз ету : ЛВС әртүрлі терімдермен бірыңғай операциялық сүйеумен және теледоступқа бірыңғай әдістерімен , операциялық сүйеу басқа компоненттерінің хабарланған ЛВС пен нақтылынады.

• ЛВСпен замандастарды пакеттердің коммутация қолдануы мінездемелері осы тапсыру әдістерімен: яғни аудың каналдық коммутациясы, хабарлаулардың коммутациясы және пакеттік коммутациясымен қолданылады;

• Техникалық қамтамасыз ету : гомогенді және гетерогенді ЛВС .

кешенді жабдықтау станцияларында біртүрлі қолдану алдын ала ескеріліп жатыр, мысалы, тек қана машиналының графиктері. Қосулар мүмкіндік туғызған - абоненттік кешендердің — құрылғылардан конструкторлық құжатнама берулері жоғары өнімді есептеуіш кешендерге дейін терминалды аумен дамыған .

ЛВС базасында есептеуіш орталықтарының құрылымдарын стандартты базада ААЖ техникалық қамтамасыз ету орындау тәсілдерді талдап - пайдалану ұжымын шығаруға болады . Стандартты желілі сәулет салыстыруда - артықшылықтар көп болып жатыр :

• ЛВС жұмысшы машиналарының терминалды қорларымен барлық терминал әрекеттестік мүмкіншілігі бар;

• Резерв - жұмысшы машина қатарынан шыққан ауыстыру жолын өңдеуші биік сенімділікті қамтамасыз етеді ;

• ЭВМ жұмыс жасау нәтижелілік жоғарылауы шоттың артынан олардың сақтау айқын функцияларының орындалуына мамандандырулар және тап осы , геометриялық үлгілеу басқарулары , бағдарламалық басқарылатын жабдықтауға арналған басқарушы хабар дайындаулары және д . т

4. ААЖ техникалық қамтамасыз етуі, өңдеуі

ААЖ - жүйелердің қамтамасыз етуін математикалық , бағдарламалық , техникалық , ақпараттық және басқа түрлерінің жасауымен өзара байланысқан жұмыстардың кешені.

Технологиялық ұйымдардың өңдеуде ААЖ енгізу жобасы үлкен ұжымдар және конструкторсконы қатысуды қабылдап - жігерлі жүйелік зерттеушілердің тобымен үйлесіп жатыр .

Ұйым принциптары және ААЖ өңдеулері сатылары басқаратын және әдістемелік материалдармен регламентпен, сонымен қатар мемлекеттік стандарттармен белгіленген.

ААЖ техникалық қамтамасыз ету өңдеулері бірсыпыра ерекше аспектілерді қарап шығамыз (ТО ААЖ ). К ТО ААЖды ЭВМмен жобалаушылардың шапшаң әрекеттестік ұйымдары мүмкіншілік талаптары көрсетелінеді, есептеуіш құралдардың жеткілікті өнімділігінің және автоматтандырылған жобалау мақсаттарының шешіміне арналған шапшаң жад қажетті көлемді қабылдауға болатын уақыттың артынан , бір уақытта жұмыс мүмкіншіліктері бірнеше пайдаланушы қорлармен ТО, биік сенімділіктің , қабылдауға болатын құнның және п . т .

Саналған талаптардың қанағаттандыруы ұйым жолымен тек қана ТО ААЖ мамандандырылған иерархия есептеуіш жүйе түрінде мүмкін ( ВС ) немесе есептеуіш аудың дамыған шеттегі жабдықтаумен , хабарланғанмен енгізуге , өңдеуді және мәтіндік және графикалық хабар беруін .

ТО ААЖды құрастыру мақсаты мынаны меңзейді, (КТС) ААЖ-дың техникалық мүмкіншіліктерінің Көп салалы комплекстерінің структурасын таңдағанда және есептегенде, хабарланған объектілердің айқын сынып автоматтандырылған жобалауы мақсаттарының шешіміне. Стандартты жабдықтаудың сияқты КТС құруын комплекстеу жолымен жүзеге асырып жатыр ( ЭВМ, каналдар, дисплейлер, сыртқы жад құрылғылары және д т), дәл осылай және арнайы өңделгенді арналған КТС ААЖ ( АРМ, график жасаушылар, кодтаушылар және д т).

Көпсалалы КТСты құру ең жақсы деңгейде біреу немесе бірнеше ЭВМ үлкен өнімділіктің болуы керек болады (үлгіні ЕС, үлгілердің үлкен ЭВМ). Бұлар ЭВМге күрделілердің мақсаттардың жобалаудың шешімдері үшін арналған, машиналыны уақыттарының және жадтың үлкен шығындардың талап ететіндер. Ең төменгі иерархия деңгейлерінде ЭВМнің орта өнімділігі орналасады, сонымен қатар мини – және Микро ЭВМ, автоматтандырылған жұмысшы орындардың құрамына кірушілер ( АРМ )( ЭВМмен терминалдылар ). Бұлар ЭВМды жобалау салыстырмалы күрделі емес мақсаттарының шешімі үшін арналған, басқаруға арналған шеттегі жабдықтау жинағы жұмысымен және КТС әртүрлі деңгейлері аралық хабармен айырбас ұйымына арналған.

Анықтамаға арналған КТС құрылымдары және параметрлердің компоненттері оған кіруші шек қоюларға қызмет ете алады : төмен жағынан — ААЖ бағдарламалық қамтамасыз етуі құрамына кіруші N бағдарламаларының санына; Жоғарғы жағынан – КТСтің Т реакциясының жобалауға түскен жұмысқа жұмсаған орташа уақыты; төмен жағынан — жобалау бағдарламаларының сақтауына арналған шапшаң жад көлеміне; үстіңгі жағынан —бірбағдарламалы орталанған мақсат шешіміне арналған процессорға тәртіпте қажетті уақытқа, сонымен қатар КТС ААЖ шеттегі жабдықтауы номенклатурасымен.

Жалпы тағайындау техниктері есептеуіш ААЖ техникалық құралдарының кешендері құралдардың базасында жасалып жатыр — ЭВМ бірыңғай жүйелері , мини – және микро-ЭВМнің көптеген түрлері.

Техникалық құралдардың жиынтығы өзімен ЭВМ бірыңғай жүйесін ұсынып жатыр және бағдарламалық қамтамасыз етудің негізде қайсылардың әртүрлі кескін үйлесімі есептеуіш жүйелері жасауға болады .

ЕС ЭВМ құрамына енген концепциялар жүие компоненттерін жетілдіруге мүмкіндік береді( бағдарламалық сыйысушылық , әмбебаптық , техникалық құралдардың құру модульдік принцибы және бағдарламалық қамтамасыз етудің ). Үтірлермен бекітілген және жүзушімен операцияларды өндіріп жатыр , ондық операциялар және операцияның өзгергіш ұзындық далаларымен ЕС ЭВМ Командалардың терімі арқасында.

ЕС ЭВМ бағдарламалық қамтамасыз ету жүиесі қолданбалы бағдарламалардың пакеті және техникалық қызмет ету бағдарламаларының операциялық жүиесінен тұрады. Ол пакетті тәртіпте қосулардың жол тартуын және конструкторско - технологиялық құжаттарды шығаруда элементтердің түрлігабаритті орналасуын қамтамасыз етеді. Ішкі жүйе өтетін металлданған тесіктермен баспа төлеулерді жобалау. фотооригиналдар, құрастырылатын сызба, шынжырлардың кестелері, элементтердің тізім, спецификация ішкі жүиенің шығатын құжаттары болып табылады.

7: ААЖ методикалық қамтамасының қызметі және құрамының негіздері

1. ААЖ методикалық қамтамасының қызметі және құрамы

2. ААЖ методикалық қамтамасы.

3. ААЖ лингвистикалық қамтамасы.

ААЖ методикалық қамтамасының құрамына бағдарламалаудың арнайы алгоритмдік тілдері,терминология,нормативтер,стандарттар және басқа да деректер кіреді.ААЖ РЭС методикалық қамтамасын құру радиотехника, электроника, әсіресе, системотехника, схемотехника және микроэлектроника, РЭС өндірісін технологиясы мен конструкциясы туралы арнайы білімді қажет етеді. ААЖ РЭС методикалық қамтамасын құру – радиотехника және электроника мамандарының жұмысы болып табылады

1. ААЖ методикалық қамтамасының қызметі және құрамы.

ААЖ методикалық қамтамасының құрамына: РЭС конструкцияларында және сызбаларында орындалатын процесстер теориясы; радиоэлектронды құрылғылардың,жүйелердің және оның қосымша бөліктерін,олардың математикалық модельдерінің конструкциясы мен сызбасын синтездеу мен анализдеу тәсілдері; РЭС-тің конструкциялары мен сызбаларын сипаттайтын теңдеу жүйелерін сандық шешудің алгоритмдері мен математикалық тәсілдері.Методикалыққамтаманың сипатталған компоненттері ААЖ-дың ядросын құрайды. ААЖ методикалық қамтамасының құрамына сондай-ақ бағдарламалаудың арнайы алгоритмдік тілдері,терминология,нормативтер,стандарттар және басқа да деректер кіреді.ААЖ РЭС методикалық қамтамасын құру радиотехника, электроника, әсіресе, системотехника, схемотехника және микроэлектроника, РЭС өндірісін технологиясы мен конструкциясы туралы арнайы білімді қажет етеді. ААЖ РЭС методикалық қамтамасын құру – радиотехника және электроника мамандарының жұмысы болып табылады.

Әдетте методикалық қамтамада жекеленген блок ретінде метематикалық және лингвистикалық қамтама болып табылады.

Математикалық қамтама – автоматтандырылған жобалаудың тапсырмаларын шешуге арналған математикалық үлгілердің, әдістердің және алгоритмдердің жиынтығы.

Лингвистикалық қамтама жобалаушы мен ЭЕМ арасындағы диалогты жүзеге асыру , жобалаудың процесі мен құралдары, жобаланып жатқан объект туралы ақпарат беру үшін ААЖ-да қолданылатын тілдердің жиынтығын құрайды.

Егер математикалық және лингвистикалық қамтамалар ААЖ-дың құрамында толығымен дербес болса,онда ААЖ методикалық қамтамасының астарынан оның құрамына кіретін және ретін реттейтін құжаттарды түсінеміз.

ААЖ-ды құру процесіне жататын құжаттар (әдістер, ұжымдық, директивалық құжаттар) методикалық қамтаманың құрамына кірмейді.Бұл анықтау айтарлықтай принципиальді,себебі ААЖ облысының мамандарының өзі кейде ААЖ методикалық қамтамасын оның құрастырылуының әдістері ретінде қарастырады.

Алайда,ААЖ-ды құруда және оны құруға арналған бөлек құжаттар ААЖ-дың құрамына кіруі және қолданылуы мүмкін.Мысалы,ААЖ-ды құру үшін деректер қорының сипаттамасы және құрылымдары,оларды толтыру мен енгізуге арналған нұсқаулар құрылады.Бұл құжаттар өзгеріссіз қалу және ААЖ методикалық қамтамасының бөлігі болып қала алады.Бұндай ААЖ құрылу процесіне жататын және оның құрамына кіретін құжаттардың құрылу реті мемлекеттік стандарттармен анықталған.

Методикалық қамтаманың компоненттері жобалаудың болашақ әдістерінің, техникалық шешімдер мен әрекеттің жаңа принциптерін іздеудің, объектімен жобаланатын эффективті математикалық және басқа да әдістердің,көпнұсқалы жобалау мен оптимизация әдістердің қолданылуын, типті және стандартты жобалау процедураларын, стандартты есептеу әдістерін қолдану негізінде құрылады.

Жобалаудың автоматизациялануы облысындағы ұжымдық жұмыстарды жетілдіру типті бағдарламалық-әдістемелік комплекстердің(БӘК) кең көлемде тираждалу мақсатында оларды бір орталықтан құруға бағытталған. Бұндай комплекстер есептеу техникасына арналған бағдарламалар мен деректер қорымен қатар құжаттама жинақтарынан тұруы керек. БӘК-ті қолданған жағдайда көрсетілген құжаттама методикалық қамтаманың бір бөлігіне айналады.

2 ААЖ методикалық қамтамасы

Бұл ААЖ компонентінің негізін ААЖ бағдарламалық қамтамасы құрастырылатын алгоритмдер жіне сәйкес ААЖ жобалаудың автоматизацияланатын процесі жүзеге асады. Математикалық қамтама (МҚ) автоматизацияланған жобалау жағдайында айқын түрінде көрсетілмейді,оның туынды компоненті – бағдарламалық қамтама қолданылады.

Сонымен қатар МҚ құрастыру ААЖ-ды құрудың ең қиын этапы болап табылады,оған шартты бірдей техникалық құралдарды пайдалануда көбінесе өнімділігі және жалпы ААЖ-дың функционерленуі тәуелді болады.

Кез келген ААЖ-дың МҚ-сы қызметі және орындалу әрекеті бойынша екі бөлікке бөлінеді. Біріншісін математикалық әдістер және олардың негізінде тұрғызылған,жобалаудың объекттерін немесе оның бөліктерін сипаттайтын немесе объектінің керекті қасиеттерін және параметрлерін есептейтін математикалық нұсқалар құрайды.

Екінші бөлігін автоматизацияланған жобалаудың технологиясының формализацияланған сипаттамасы құрайды.

Кез келген ААЖ-дың құрамында МҚ-ның бұл бөліктер бір-бірімен байланысты болуы керек.

МҚ-ның бірінші бөлігін орындаудың тәсілдері мен құралдары түрлі ААЖ-ларда ерекше және жобалау процесінің ерекшеліктеріне тәуелді.

Бұл бөлікте әдістерді дамыту мен жетілдіру – тұрақты процесс.ААЖ-ды құру бұл жұмыстарды ынталандырады,әсіресе – жобалаудың оптимизациялық әдістерін құрастыру аймағында.

МҚ-ның екінші бөлігін құрастыру қиынға түседі.Комплексте автоматизацияланған жобалаудың процестерін формализациялау бөлек жобалы есептерді бағдарламалау мен алгоритмдеуден қиын тапсырма болып шықты.Бұл бөлікте есептер шешуде жобалау технологиясының барлық логикасы,соның ішінде автоматизация құралдарын пайдаланып,жобалаушылардың бір-бірімен байланыс логикасы формализациялануы керек.Көрсетілген мәселелер қазіргі уақытта эмпирикалық жолмен,негізінен сынақтар мен қателердің әдісімен шешілген және шешіліп келеді.

Сәйкесінше, ААЖ МҚ жобалаудың автоматизациялық құралдарының, процестерінің және объектерінің өзара байланысын сипаттауы керек. МҚ-ны жетілдіруде екі бағытты жұмыс жасалады:

1.Оптималды жобалау шешімдерін,соның ішінде автоматизацияланған жобалауға арналған шешімдерді алатын әдістерді дамыту.

2.Автоматизацияланған жобалау процестерінің өздерін дамыту және жетілдіру.

Автоматизацияланған жобалаудың оптимизациялық есептерін шешу әдістерін анализдеу келесідей нәтиже берді:

- қазіргі заманғы жобалаудың методологиясының маңызды сұрақтарының қатарына жобалық шешімдердің нұсқаларының эффективтілігінің критерилерін таңдау жатады,ол өз кезегінде оптимизацияның көпкритериялды есептерін шешуді талап етеді;

- теориялық тұрғыдан алғанда оптималды жобалы шешімдерді іздеуде қисық сызықты математикалық бағдарламалау әдістері эффективті болып табылады.

- Нақты математикалық әдістердің көмегімен оптималды жобалау шешімдерін іздеудің практикалық қиындығы мен көп еңбекті қажет ететіндігіне байланысты арнайы «білім банктерінің» (объектерді,техникалық шешімдерді және де типті эвристикалық әдістерді сипаттау фондтары) негізінде құрылған эффективті жобалау шешімдерін іздеу жолы бар.

3 ААЖ лингвистикалық қамтамасы

Бұл адам мен ЭЕМ арасында ақпарат алмасу үшін ААЖ-ды құрастыру мен пайдаланылуда қолданылатын тілдердің жиынтығы. «Тіл» термині деп кең мағынада кез келген қатынас құралын,ақпарат алмасатын кез келген белгілер мен символдар жүйесін түсінеміз.

ААЖ лингвистикалық қамтамасы бағдарламалау тілдерінен,жобалаудан және басқарудан тұрады.

Бағдарламалау тілдері жүйелік және қолданбалы ААЖ бағдарламалық қамтамасын құруға және түзетуге арналған.Олар алгоритмдік тілдерге – есептерді шешудің алгоритмдерін беру үшін символдардан конструкцияның түрленуінің ережелері мен символдарды теруге негізделген.

Жобалау тілдері – қолданушы мен ЭЕМ арасында объект және жобалау процесі туралы ақпарат алмасу үшін қызмет ететін проблемалы-бағытталған тілдер қолданылады.

Басқару тілдері ЭЕМ переяериялық құрылғыларын, құжаттама құрылғыларын, технологиялық құрылғыларды басқару командаларын түзетуге қызмет жасайды.

Бағдарламалау тілдерінің түрлі деңгейлері бар:қолданушыға көбірек ыңғайлы жоғарғы және машиналық тілге жақын төменгі деңгей.

Жоғарғы деңгейлі бағдарламалау тілінде жазылған бағдарламалар ағымдық деп аталады. Ағымдық бағдарлама орындалмастан бұрын ол ЭЕМ берілген типіне сәйкес келетін машиналық формаға түрленуі керек. Бұндай түрленулер тілдік процессорлар деп аталатын арнайы бағдарламалармен орындалады.

Тілдік процессорлардың негізгі типтері – трансляторлар және интерпретаторлар; сәйкесінше бағдарлаиалардың түрленуін трансляция және интерпретация деп атайды.

Мәтінді алғашқы тілден объекті тілге аударуды трансляция деп атаймыз. Егер алғашқы тіл жоғары деңгейдегі тіл болса, ол объекті – машиналық болған жағдайда трансляторды компилятор деп атаймыз. Егер алғашқы тіл машиндық – бағыты болса (автокадада) ол объекті – машиндық болса, онда транслятор ассамблер деп аталады.

Егер алғашқы және объекті тілдер бір деңгейге қатысты болса, онда трансляторды конверттер деп атаймыз.

Трансляция әдісі бойынша (компиляция) алдымен алғашқы бағдарлама машиндық тілге, аударылады, содан соң сконпилярлық жұмыс бағдарламасы орындалады.

Интерпретация (талдау) алғашқы бағдарламаны жұмыс бағдарламасына ауыстыру уақыт бойынша қосарланады. Алғашқы бағдарламаның кезекті операторы сарапталып, орындалады.

Трансляторды қолдану машиндық уақытты үнемдейді, алайда интеграцияға талдау қарағанда машиндық есіне жадына көптеген шығындарына алып келеді.

Бағдарламалау тілінің жиынтығы және оған сай келетін тіл процессорын бағдарламалау жүйесі деп аталады.

Тіл бағдарламаның жүйелілігі 8.1. суретінде көрсетілген.

Мәтінді тәуелді тілдерінің таптары Ассамблермен көрсетілген. Ол төмен дәрежедегі тілдерге қатысты және нақты аппаратураны қолданатын бағдарламалар үшін қолайлы.

Мәтінді - бағытты тілдерге СИ тілі қатысты. (1972ж жасалынған). Онда ассамблердің төменгі дәрежедегі мүмкіндіктерінің қасиеттері мен жоғары дәрежедегі бағдарламалау тілдерінің мықты айқын құралдарының бірігу процессі жүреді. СИ тілі ААЖ бағдарламасының ең негізгі тілдер қатарына жатады және жүйелі бағдарламаларды жасау үшін бағытталады. ЭВМ UNIX және MS DOS операциялық жүйелерді жасауда ең негізгі құрал болып табылады.

Фортран тілі ең бірінші жоғарғы дәрежелі жан – жақты тіл болып есептеледі. Есепте тиімді, құрылымы күрделі емес және бағдарламалау кезеңінде өте ыңғайлы.

Кемшіліктеріне қарамастан, ғылыми мәселелерді шешу процесінде Фортран тілі кеңінен қолданыс тапқан. Ең тиімді Фортран – 77 тілі қолданылады. Фортран идеялары PL| | тілінде дамыған. (1964 ж шыққан). Қазіргі уақытта бұл тілдің бірнеше түрі қолданылады. PL | M, PL | Z, PL |65 т.б. PL | M Паскаль мен Модульға тіліне жол береді.

Паскаль тілі жүйелі және қолданылатын бағдарлама үшін, ЭВМ тілі үшін қолданылады. Алғашқы оқу мақсаттарында ғана шығарылып, кейін үлкен танымдылыққа ие болады.

Turbo Pascal компиляторы интерактивті жаңа редактормен жабдықталып, күрделі базалық жабдық жасауға мүмкіндік береді – данный базасымен – басқару жүйесі графикалық пакеті т.б.

Паскаль дамуы Модуль – 2 Европада және АҚШ тілдерімен көрсетіледі. Модуль – 2 тілі үлкен программалық жиынтықтарды өңдеу үшін қолданылып және аппаратураның ерекшеліктерін тиімді қолдануға көмектеседі. Келешекте Модуль – 2 тілі, мамандардың айтуы бойынша, ең танымал тіл болады.

Ада тілі тілдердің ішінде жан – жақты тіл болып табылады. Алайда бұл тілдің тронсляторлары кеңінен таралмаған.

Алгол тілі – ғылыми мәселелерінің алгоритмдерін айқындау үшін қолданылады. Алгол тілі қатаң, ЭВМ тілінде қолдану қиын, сондықтан оны кеңейту үшін толық емес түрлері қолданылады.

Кобол тілі – экономикалық мәселелерді шешу үшін қолданылып, персоналдық ЭВМ тілінде тарамаған, экономикалық және басқару жүйесінде қолданылады.

ЭВМ – де кеңінен тараған тіл Бейсик тілі.

Программистерге алғашқы сатыларында қолдануға тиімді. Дисплей экранымен, клавиатурамен, сыртқы накопителдерімен, принтермен, байланыс каналдарымен жұмыс істеу үшін қолайлы Бейсик жүйесі – интерпретация тәртібінде жұмыс істейді. Бағдарламаны құрау – сынақты қолдану – қателерді жөндеу – қайта қолдану.

Паскальмен қатар Бейсик бағдарламалауды меңгеру үшін оқу орындарында қолданылады. АПЛ тілі вектор, матрицаны құрау үшін және бағдарлама бойынша мәтіндерін иогролиф бойынша жазуда қолданылады. Иероглифтің көптігіне байланысты (100 шамалас) оны қытай Бейсигі деп атайды.

Проблемалы бағыттау тіліне Лого, СРSS, Форт және Смолток тілдерін жатқызамыз.

Лого тілі – интерпретацияға негізделген. Диологтың процедуралық тіл, ал тізімдермен, текстермен, графикалық құралдармен т.б. жұмыс істейді. Тіл оқыту үшін, электронды ойыншықтар жасау үшін тиімді.

Проблемалық бағытты тілдердің ерекшеліктеріне процедура құрылымының модульдығы, программаның динамикалық бағыты, иерархия түріндегі механизмін қолдану жатқызамыз.

Кемшіліктері – бағдарламаның орындалу бәсеңдігі және транслятордың күрделілігі, Смолток тілі жасанды интеллекті жүйесін жасау үшін қолданылады. Форт тіліне құрылымдық бағдарлама және тиімді машиндық код енгізілген.

Жасанды интеллект жасау үшін Лист, Пролог, СНОБОЛ тілдері қолданылмайды. Бұл тілдер символдық хабарламаларды өңдеу үшін тиімді.

Лист – ой-өріс есептерін бағдарламалау үшін қолданылады. Нақты тілде сөйлесу, теореманы дәлелдеу, шешім шығару т.б.

Пролог тілі – есептеу жүйесінің япондық тілінің шығуымен байланысты

Жасанды интеллекті және экспорттық жүйе үшін қолданылады.

ААЖ есептеу және өңдеу мәселелерін жинау үшін ғана емес, сонымен қатар объектері автоматтандыру, кіру, шығу, процестерін жүйелеу, сызбаларды енгізу үшін де қолдануға болады.

Бұл мақсатта жоба тілі қолданылады.

Жоба тілі кіру, шығу, сүйемелдеу, аралық және ішкі болып бөлінеді.

Кіру тілдер объектілер жобалаудың алғашқы хабарлама үшін қолданылады.

Кіру тілінде процедуралық емес (объектінің құрылымын сипаттайтын) және процедуралық (жоба операциясын тапсырманы сипаттау) болып екіге бөлінеді.

Сүйемелдеу тілі жобаның хабарламаларын жөндеу үшін қолданылады. Кіру, шығу, сүйемелдеу тілдері ЭВМ – де диалатық тіл болып топталады. Диалог ЭВМ-мен белсенді және белсенді емес бола алады.

Диалогтық емес тілдер жүйесі ЭВМ жұмысының пакеттық тәртібіне бағытталған.

Аралық тілдер алғашқы бағдарламаны трансляциялау жөніндегі хабарламаны жеткізу үшін қолданылады. Мұндай бағдарламалар жиынтығын енгізу ААЖтың жаңа тілдерінің бейімделуі үшін өте ыңғайлы, яғни комплекске линвиттік жабдықтауға жол ашады.

Ішкі тілдер ЭВМ жадында және ААЖ жүйесінде хабарламалардың біріңғай түрін нақтылайды.

Қазіргі жобалау тілдер қатарына VHDL жоғары жылдамдық интегралдық сызбаның негізінде аппаратураны сипаттау тілін жатқызуға болады. Бұл тілді СБИС жобасын автоматтандыру үшін стандарт құралы ретінде қолданамыз. Барлық сандық электроника аумағындағы жобалау аспектілерін қамту үшін VHDL универсалды (жан-жақты) тіл болып табылады.

8: Жүйелік бағдарламалық қамтама

1. ААЖ бағдарламалық қамтамасы.

2. РЭС конструкторының жобалаудың бағдарламалары.

3. Операциялық жүйелердің функциялары және құрылымы.

Күрделі құрылымды қолданбалы бағдарламалық қамтаманың дамуы нәтижесінде пайда болды. Олардың біріншісінде жеке басқарушы бөлік – монитор бар, ал екіншісінде – мәселелі – ориентирленген кіріс тілімен тілдік процессор бар. Сәйкес лингвистикалық және ақпараттық қамтамамен бірге бағдарламалық жүйелерді ААЖ бағдарламалық әдістемелі комплекстер деп атайды.

1. ААЖ бағдарламалық қамтамасы. ААЖ РЭС қолданбалы бағдарламалық қамтама. Жүйелік бағдарламалық қамтама

ААЖ бағдарламалық қамтамасы барлық бағдарламаның жиынтығын және автоматтандырылған жобалау үшін қажетті олардың эксплуатациялық құжаттамасын ұсынады. Бағдарламалық қамтама құрамына [7, 30, 16]:

• Бағдарлама мәтінімен құжаттар;

• Ақпараттың машиналық тасымалдаушыларында жасалған бағдарламалар;

• Эксплуатациялық құжаттар кіреді;

Нақты ААЖ бағдарламалық қамтамасы өзіне бағдарламалар және ААЖ –да қолданылатын, ЭЕМ-ң барлық типтері үшін арналған құжаттамалардан тұрады.

ААЖ бағдарламалық қамтамасының құрауыштары, сондай – ақ оның дайындалуына және мемлекеттік стандарттармен орнатылған құжаттамалауға деген талаптар.

ААЖ бағдарламалық қамтамасы жалпы жүйелік және мамандандырылған деп бөлінеді.

Жалпы жүйелік бағдарламалық қамтама ААЖ есептеуіш комплекстерін қолданудың тиімділігін көтеру үшін арналған бағддарламалық құралдар жиынын және осы комплекстерде қызмет көрсететін персонал еңбегінің өнімділігін құрайды. Жалпы жүйелік бағдарламалық қамтаманың функцияларына жатады:

1. есептеу процесін басқару;

2. ақпаратты енгізу, шығару және өңдеу;

3. жобалау процесінде тұтынушымен диалогтық байланыс;

4. жалпы математикалық есептерді шешу;

5. жобалау кезінде қажетті мәліметтерді сақтау, іздеу, сұрыптау, олардың толықтылығын қорғау және санкционирленбеген рұқсаттан қорғау.

6. есептеуіш комплекстің жұмысын бағалау және болжау.

Бірінші үшеуі және соңғы көрсетілген функциялар заманауи есептеуіш космплекстің (операциялық жүйе (ОЖ) базасында) орындалады, яғни жұмыс бағдарламаларының орындалу қадамымен басқарылатын бағдарламалар комплексінде және есептеуіш комплекстің (ВК) барлық ресурстарының орындалуымен орындалады.

Жалпы математикалық есептерді шешу үшін жалпы жүйелік бағдарламалардың қамтама құрамына стандартты бағдарламалардың сәйкес кітапханаларын қосады. Әртүрлі мәліметтерді сақтау және өзгерту үшін арнайы мәліметтер қорын басқару жүйесі (МҚБЖ) құрылады.

Мамандандырылған бағдарламалық қамтама өзіне негізгі функциялары жобалық шешімдерді алу болып табылатын, қолданбалы бағдарламаларды және олардың пакеттерін (ППП) қосады.

Жалпы жүйелік бағдарламалардың қамтамалық нақты құрамы ААЖ есептеуіш комплексінің техникалық құралдарының және осы комплексте ақпаратты өңдеудің орнатылған режимдерінің құрамына байланысты.

Операциялық жүйелер өзіне екі топты қосады:

- тұтынушылық дайындық бағдарламалардың ішкі жүйесін құрайтын өңдеуші бағдарламалар (сыртқы бағдарламалық қамтама) ;

- тұтынушының бағдарламаларының орындалу тобын сипаттайтын басқарушы бағдарламалар (ішкі бағдарламалар қамтама).

- ААЖ жалпы жүйелік бағдарламалық қамтаманың құрылымы (операциялық сұлба, өңдеуші бағдарламалар, басқарушы бағдарламалар, бағдарламалауға қызмет көрсететін трансметорлап, тапсырмаларды басқару).

Өңдеуші бағдарламаларға алгоритмдік тілді трансметролар, стандартты бағдарламалардың кітапханалары және жүйелік қызмет көрсету бағдарламалары.

Басқарушы бағдарламалар тобы тапсырмаларды, есептерді және мәліметтерді басқару бағдарламаларын қосады.

Есептерді басқару бағдарламасы (супервизор, диспетчер, монитор, резидентті бағдарлама) оперативті жадыда орналасқан және барлық мүмкін болатын диспетчерлік функцияларды орындайды, яғни бір бағдарламаларда басқасына өтуді орындау, бағдарламалар арасында оперативті жады мен уақыт ресуртарын реттеу.

Супервизор ЭЕМ мультибағдарламалық режимін немесе уақытты бөлу режимін орындайды.

Тапсырмаларды басқару бағдарламасы тапсырмаларды басқару тілінің директива интерпретациясын: енгізу, транслияция, ЭЕМ жадысында жүктеме, шешім және ақпаратты шығаруды орындайды.

Мәліметтерді басқару бағдарламалары іздеу, сақтау, оперативті жадыға жүктеу және файлды өңдеуді қамтамасыз етеді.

Қолданбалы бағдарламалық қамтама әртүрлі жобалы процедураларды орындау үшін қолданбалы бағдарламалардың пакеттерін (ҚБП) ұсынылады. Олар бір кіріс тілінің, графикалық және мәтіндік ақпараттың бір ішкі көрсетілімі негізінде дайындалады, модульді принцип бойынша құрылады және бағдарлаушы емес – жобаланушымен қолдануға ор

Пакеттің құрамына байланысты ҚБП бірнеше типтерге бөледі. Қарапайым құрылымның қолданбалы бағдарламалық пакеттері тек өңдеуші бөліктің болуымен сипатталады, яғни функционалды бағдарламалар (модульдер) жиынымен, олардың әрбірі тек бір жобалы процедураны орындау үшін ғана арналған. Қажетті модульдердің бірігуі ЭЕМ операциясының жүйесінің құралдарымен жүзеге асады.

Бағдарламалық қамтаманың басқарушы бөлігі иерархиялық организациясына ие, және жалпы жағдайда онда әртүрлі деңгейлерді бөлуге болады: есептеуіш желінің операциялық жүйесінің деңгейі, жеке ЭЕМ операциялық жүйесі, ААЖ мониторлық жүйесі және жеке ППП монитарлары.

Басқарушы бөліктің негізгі функциялары: диалогтық режимде тұтынушымен байланыс, есептеуіш процесін жобалау, есептеуіш ресуртарды реттеу, жадының динамикалық реттелуі және т.б.

ААЖ мамандандырылған бағдарламалардың қамтамасы ұйым есебімен және жалпы жүйелік бағдарламалық қамтаманың мүмкіндіктерімен құрылады. Толық құрамда бағдарламалардың қамтама ААЖ құрылымымен және құрамымен және оның ішкі жүйелерімен анықталады.

Есептеуіш техниканың (ЕТ) заманауилануымен және дамуымен үлкен мәнге операциялық жүйе секілді жалпы жүйелік бағдарламалардың қамтама компонентіне ие. Заманауи есептеуіш комплекстер ұсынған мүмкіндіктері жоғары деңгейде техникалық құралдарына қарағанда олардың операциялық жүйелерімен (ОЖ) анықталады.

Операциялық жүйелер ЕТ-да әртүрлі есептердің бірмезгілді шешімін, мәліметтерді жіберу командаларының (және есептер арасындағы сыртқы құрамының) динамикалық реттелуін есептер ағынын және орнатылған приоритеттер есебімен олардың шешімінің нәтижесін жобалау, есептеуіш комплекс жадысының динамикалық реттеуін ұйымдастырады, әртүрлі режимдерде жұмыс істеуді қамтамасыз етеді.

Операциялық жүйелер тұрақты заманауиланады, дамиды, ЕТ жанұясы немесе жаңа ұрпақтары үшін жаңа ОЖ құрылуда.

Жүйелік бағдарламалық қамтама есептеуіш процесінің басқаруын, бақылауын және жобалауын жүзеге асыратын, ресурстарды реттеуді, мәліметтерді енгізу, шығаруды және ААЖ ішкі жүйесінде басқа операцияларды жүзеге асыратын бағдарламаларды қосады. Оны екі бөлікке бөледі. Бірінші бөлік – операциялық жүйелермен көрсетілген жалпы жүйелік бағдарламалық қамтама. Олар ААЖ – да қолданады. Екінші бөлігі – ААЖ ішкі жүйелерін (мониторлық жүйелер, МҚБЖ, графикалық және мәтіндік редакторлар) қызмет ететін бағдарламаларды қосатын базалық бағдарламалық қамтама.

Бағдарламалық қамтамаға келесі талаптар қойылады:

- үнемділік (жадының шығындары және жылдам әрекет теуі бойынша тиімділік);

- қарапайым мәселелі – оринтерленген тілдерді қолдану, пайдалану ыңғайлылығы;

- тұтынушы қателерін анықтау құралының бар болуы;

- жобалау нәтижесін алудың сенімділігі және дұрыстығы

- шешілетін тапсырмалардың сол немесе басқа шектеулеріне деген қатынас бойынша әмбебаптарының

- бағдарламаларға өзгерістер енгізу кезінде бағдарламалардың жұмысқа қабілеттілігін сипаттайтын тіркеу

- бір типті ЭЕМ – нен басқа типті ЭЕМ – ге бағдарламаларды қайта орнату кезіндегі мобильділік

бағдарламалық қамтаманы иерархиялық және модульділік принциптерінің негізінде құруда. Операциялық жүйе ААЖ жүйелік бағдарламалық қамтаманың негізгі компоненті болып табылады.

Модульділік және иерархиялылық принциптері бағдарламалық қамтаманың әртүрлі бөлімдерінің колективті паралельді дайындаудан ұйымдастыруға, ашық бағдарламалық жүйелерді құруға, олардың комплексті отладкасын және ақпараттың келісімін жеңілдетуге мүмкін болады.

Қолданбалы бағдарламалық қамтаманың дайындаудың жүйелік деңгейін, қолданбалы бағдарламалар деңгейін және ішкі бағдарламалар (модульдер) деңгейін ерекшелейді.

Жеке бағдарламалық модульдер арасындағы байланыстар. Ақпаратты басқару, орналастыру және әрекет етуі бойынша орындалуы мүмкін.

Басқару бойынша модульдер байланысының екі түрі болады: алдынғы модульге қайтарусыз модульдер арасындағы ретті байланыс және әртүрлі деңгейлердің модулінің бағыныңқылықты иерархиялық байланысы.

Модульдердің өзара әрекеттестігінің бұл аспектісі ААЖ ақпараттық қамтамасы құрудың мәселелерін қарастырады.

Орналастыру бойынша модульдердің байланысы бір мезгілде оперативті жадыда жобалаудың әр түрлі кезеңдерінде орналасатын модульдер тобын көрсетеді.

Әсер бойынша модульдер байланысы бағадарламалардың өзін өзгеріске келтіретін бір бағдарламалардың басқаларға әсерін бейнелейді, мысалы, тілдік процестердің жұмыс бағдарламасына әсері. Жұмыс бағдарламасының ішінде әсер бойынша модульдер байланысын жоюға тырысады.

Осы уақытқа электрлік және электрондық құрылғылардың ААЖ қосымша бағдарламалардың пакеттерінің үлкен саны дайындалды. Мысал ретінде ДИСП, САМРИС-2, СПАРС, АРОПС, КРОСС келтіруге болады. Шетелдік жүйелерден Micro CAP, PSPICE, P-CAD, SPADE пакеттерін атап айтуға да болады.

Осы пакетердің айтарлықтай саны баспалы платаны жобалауын автоматтаныруға, сандық және аналогтық интегралдық сұлбаларға, операциялық күшейткіштерге, төмен жиілікті радио – техникалық құрылғыларға негізделген.

Алайда осы уақытта өзіне көрсеткіштерді де, пассивті радиожиілікті қондырғыларды қосатын, радиожиілікті құралдардың қосатын, радиожиілікті құралдардың интеграциясына және комплексті құрылуына арналған, пакеттердің, радиоэлектрондық СВЧ құралдарын, күшті қондырғыларды қоса есептегенде радиожиілікті бағдарламаларды жобалау пакеттері жетіспейді.

ААЖ бағдарламалық қамтаманы дамыту жоғары квалифицирленген еңбектің үлкен шығынын талап етеді. Көптеген өндірістік ААЖ құны миллион долларды құрайды. Сондықтан екінші реттің ААЖ дайындау немесе ААЖ – лар ААЖ дайындау актуальды болып отыр. Қазір мұндай жүйелер жоқ, бірақ бұл бағыттағы прогресс қадағлануда. Дәстүрлі ААЖ – ға қарағанда мұндай жүйелерде нәтиже материалды емес (ақпараттың) сипатқа ие болады. Нәтижелер айырмашылығы пәндік облысты сипаттаудың әртүрлі тілдерімен шақырылған: бір жағдайда – сызулар, сұлбалар, қондырғылар, ал басқасында – жобалау бағдарламасы. Алайда екі жағдайда да жобалауға жалғыз жүйелік әдістемелік қадам мүмкін: жобалау үшін қажетті инженерлік білім банкінің құрылуы немесе дамуы актуалды болып келеді.

2. РЭС конструкторының жобалаудың бағдарламалары

РЭС конструкторының жобалаудың әртүрлі есептерінің толық шешімдерін қамтамасыз ететін таза конструкторлық пакеттер бар. Personal CAD Systems Inc фирмасының P-CAD бағдарламалар пакеті – бұл электрондық құралдарды жобалау үшін толық комплексті бағдарламалық шешім. Комплекстік шешім сұлбада сипатталған логика баспалы платаның топологиясында іске асырады деп болжайды. Бағдарламалар логикалық модельдеудің функцияларын іске асырады, жобалаудың ережелерді сақтауын тексереді, модельдеу үшін бірігулер тізімін құрады, автоматты түрде компонентерді орналастырады, баспалы платаны трассирлейді және автоматтандырылған өндірісті жүйелер үшін құжаттарды құрады. Пакет жобалаудың өзара әрекеттесетін құралынан, тұтынушыға ыңғайлы қабықшадан және интеллектуальды мәліметтер қорынан, кең көлемді кітапханадан, диалогты редактордан, талдаудың танымал құралдарымен бірігу құралынан тұрады. Пакет ашық архитектураға ие, мантаж технологиясы үшін және басқа жобалы құжаттаманың (дайын құжаттардың) қамтамасыз етеді.

Бақылаудан кейін құжаттаманың дисплейге шығуы принтерімен, плоттермен немесе фото плоттермен жүзеге асады. Жүйе қабықшасы тұтынушыға мәзір, подсказка көмегімен жобалаудың процесі қасынан қозғалуға мүмкіндік береді. Баспаны платаның жобалау жүйесі топологияның толық дайындалуы үшін құралдармен қамтамасыз етеді: диалогтың редактордан компоненттердің автоматты орналасуына дейін, автотрансировкасына, өндірісті бірігудің және жобалаудың ережелерін қадағалауды тексеруге дейін.

Пакет кітапханасына интегралдық сұлбалардың дискретті және электр механикалық бөлшектерінен бар және тапсырыс берілген микросборларына дейін электронды сұлбалардың компоненттері туралы кең көлемді ақпаратты қамтиды. Бірігудің бағдарламалық құралдары сұлба компонентерін бірігу тізімінен берілгендерді сандық және аналогты сұлбаның (PSPICE типті) модельдеудің нақты бағдарламасы үшін қажетті форматқа айналдырады. Пакет 500 элементіне дейін және 2000 байланысқа ие баспа платаларын жобалауға мүмкіндік береді. Or CAD System Corp фирмасының Or CAD бағдарламалар пакеті сұлба техникалық және конструкторлық жобалаудың аяқталған және иілгіш бағдарламалық блогы болып табылады. Ол принципальды сұлбаларды енгізуді және баспаға шығаруды, баспалы платаның және басқа операциялардың трассировкасын қамтамасыз етеді. Пакет қолдану да жеңіл, мәзірдің иерархиялық тармақталған жүйесінің көмегімен басқарылады, сұлбаларды енгізу және шығарудың көптеген қосымша мүмкіндіктеріне ие.

Пакет кітапханасы РЭС компонентерінің 2700 астам суреттерінен тұрады, элементтердің жеке сызуларын оңай құруға болады. Пернені жайғана басумен сұлбаларды енгізу және шығару кезінде көптеген графикалық операциялар орындалады: масштабтың ұлғаюы және кішірейді, элементтердің және сұлбаның кез келген енгізілген фрагменттерінің қайта айналуы (ауыстыру, айналдыру, бейнелеу). Жүйеде элементтер (спеификация) тізімдерін құру. Модульдерге кіру, шиналар проводниктер ажырату мүмкіндігі қарастырылған.

Дәл осы уақытта Or CAD пакеті РЭС принципиальды сұлбаларының графикалық суреттерін енгізу және шығару үшін өз мүмкіндігі бойынша ең ыңғайлы және бай болып табылады. Пакет РЭС талдауының және модельдеу ішкі жүйесіне, сондай – ақ басқа да графикалық пакеттер (PSPICE, P-CAD) ыңғайлы шығуға ие.

Auto Desk фирмасының AutoCAD әмбебап белгілеуінің пакеті машиналық графиканың ең жоғарғы заманауи деңгейінде дайындалған және дайындалушыға әртүрлі объектілердің, техникалық жүйелерімен қондырғылардың: үйлердің, баспалы платалардың, станоктардың, бөлшектермен киімдерді жобалаудың үлкен мүмкіндігін ұсынады. Пакет өзіндік сызулардың автоматтандырылған дайындауының жүйесін ұсынады, сызулар, суреттер және сұлбалар иерархиялық мәзірдің жүйесімен басқарылатын интерактивті режимде құрылады. Кез келген сызуға түсіндіруші мәтін орнатылуына болады. Функциялар жиынына рамкалау, ұлғайту, мастабтау, айналдыру, секционирлеу, штрихтау және суретті қайта дайындаудың басқа операциялары кіреді. Жүйеде кез келген команда үшін және кез келген жағдайда подсказка қарастырылған.

Пакетте графикалық құрылғылар драйверлерінің графикалық дисплейлердің, матрицалық принтерлердің графикалық плоттермен плоттерлердің (үлкен таңдауы) дайындалған. Пакеттің ең маңызды құндылығының бірі әртүрлі ракурстарда (егер қаласа көрінбейтін сызықтар суреттен өшіріледі) бақылауға болатын.

Нақты объектілерді құруға мүмкіндік беретін үш өлшемді графикамен жұмыс істеу мүмкіндігі болып табылады. Бөлшектердің күрделі қисық контурлардың шығуы үшін жарты сызықтың арнайы тәсілі қолданылған. AutoCAD жүйесі үзіліссіз дамуда. Сонымен, жүйенің соңғы нұсқаларына жасанды интеллект жүйелерінде және символдық өңдеуде кең қолданылатын, LISP тілінің нұсқасының бірі - Auto Lisp тілінің интерпретаторы кіреді. Осы тілді қолдану тұтынушыға бір жағынан AutoCAD ортасында өз функцияларын және командаларын анықтауға, ал екінші жағынан – AutoCAD –ты басқа қосымшалармен байланысын қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

Қауіп тек бағдарламалау тілін ғана емес, сондай – ақ шешімдерді қабылдау үшін экперименттік жүйелерді (эксперименттік орнатулар) және дайындау процесінде конструкторға нұсқама беруді қосатын өте күрделі жүйелер пайда бола бастады. Бұл орнатуларға математикалық модельдер және ережелер жиыны кірген, жұмыс істеу процесінде конструктор жүйемен дайындалатын сол немесе басқа параметрлерді тиімді таңдау бойынша кеңестер алуға болады.

3. Операциялық жүйелердің функциялары және құрылымы

Операциялық жүйенің функциялары мен құрылымы және көппроцессорлық есептеуіш жүйелерде, көп машиналық комплекстерде және есептеуіш желілерде айырмашылыққа ие. Осыған сәйкес ОЖ ЭЕМ жұмысының бір немесе мультибағдарламалық режимін, арнайы мониторлық жүйе арқылы ААЖ ішкі жүйесін және деңгейін сәйкес функционерлеуді қамтамасыз етуі тиіс.

Дербес ЭЕМ-р үшін ең көп таралғандықты UNIX, MS DOS, Windows және басқа ОЖ алды.

UNIX жүйесі ұйымдастыру бойынша қарапайым, бір машинадан басқасына оңай ауыстырылады, тұтынушы – бағдарламалаушыға ориентирленген. UNIX жүйесі – бұл коллективті рұқсатпен мульти бағдарламалық жүйе. Ол құндылықтар қатарына ие: көп деңгейлі және көп тапсырмалы жұмыстың ұйымдастыру мүмкіндігі, жоғары мобильділік, иерархиялық файлдың құрылым, иілмелі және командалы тіл , кітапханалық сервестік процедуралар және функциялар. Осы уақытта бұл жүйе зерттеу және оқу мақсаттарында қолданылады.

ЮЭЕМ –де кең таралымды IBM РС сериялы ЭЕМ үшін базалы болып табылатын және 16 және 32 разрядты дербес компьютерлер үшін операциялық жүйенің стандартты болып табылатын MS DOS операциялық жүйесі алды. Жүйе дамыған командал тілге, көп деңгейлі каталогтарды ұйымдастыру мүмкіндігіне, файлдармен секілді ретті қондырғылармен жұмыс, сыртқы құрылғылардың қосымша драйверлерін қосуға ие. Жоғары деңгейдің барлық танымал тілдері үшін трансляторлар бар.

Ож негізі құндылығы виртуальды диктер деп аталатын ОЕСҚ – да (ОЗУ қолдау мүмкіндігі болып табылады. Виртуальды диск дегенде ОЗУ облысын түсінеміз. Жүйенің мұндай тұрғызылуы жазу жылдамдығын және ақпаратқа енуді көтеруге және нақты дискке жүктемеші (қатынастар саны) төмендетуге мүмкіндік береді.

Дербес ЭЕМ үшін бағдарламалар – қабықшалар деп аталатын, операциялық жүйенің түсінігін толықтыратын және кеңейтетін – жалпы жүйелік бағдарламалық қамтаманың жаңа класы дайындалды. Дәстүрлі операциялық жүйелерді басқарушы командалар пернетақтадан ендіріледі, өзара әрекеттесудің мұндай тәсілі айтарлықтай ыңғайлы емес. Толық экранды режимінде бағдарламаны – қабықшаны қолданумен жүйемен жұмыс істеу кезінде үнемі кездесетін операциялар орындалады: дисктегі каталогтарды көру, бір каталогтан басқасына өту, көшіру, ауыстыру және файлды өшіру, бағдарламаны іске қосу. Мұндай бағдарламаны қабықшаның мысалы Norton Commander, Window болып табылады. Кейбір ОЖ – де өзінің жеке бағдарламалы қабықшасы болады.

Соңғы жылдары мәтіндерді, графикалық мәліметтрді өңдеуге дербес ЭЕМ-ң белсенді иіру басталды. Осыған байланысты бағдарламалық қамтаманың арнайы класы ретінде бағдарламаның интегрирленген пакеттері, мәтіндік редакторлап және динамикалық электрондық кестелер белгілейді. Мәтіндік редакторды қолдана отырып басып шығарушы құрылғыны дербес ЭЕМ-ді электронды жазу машинасына айналдыру оңай: мәтінді өзгертудің жеңілділігі, қателерді түзету, мәтінді өзгертудің жеңілділігі, қателерді түзету, мәтінді қою және өшіру, әртүрлі шрифтерді қолдана отырып әр түрлі форматтарда көшірмесінің кез келген санын баспаға шығару. Лексиан, Chi-Writer, Word, MultiMate және т.б. мәтіндік редакторлау белгілі.

Бағдарламалар ұяшықтарда (ұяшықтардың элементтері арасында өзара байланыс орнататын) мәтіндер, сандар және математикалық формулалар орналасатын динамикалық электронды кестелер болып табылады. Жұмыс кезінде бағдарламалар тұрғызылуы және күрделі жүйенің моделі есептелінуі мүмкін, мысалы кәсіпорын, мекеме, басқа экономикалық объект. Электронды (динамикалық) кестелер (мысалы, Lotus 1-2-3 FRAME WORK) өзіне өз кестесімен басқа мәтіндік редактор, МҚБЖ, машиналық графикалық ішкі жүйесін, политранды интерфейс, телекомуникациялық байланыс құралдарын қосады.

9: ААЖ (АҚ) ақпаратты қамтамассыз етудің құрамдас бөлімдері

1. ААЖ АҚ негізгі тағайындалуы.

2. Мәліметтерді ұсыну деңгейлері.

3. Мәліметтердің ирархиялық және желілік модельдері.

ААЖ АҚ мазмұны мен құрылымы, сонымен бірге оны пайдалану мәліметтер банкісімен дамыту деңгейіне байланысты. АҚ мәліметтері жеке массивтері топтастырылады, олардың әрқайсысы белгілі бір сипаттау обьектісіне жатады. Мұндай массивтерді файлдар деп атайды. Барлық файлдардың жиынтығы мәліметтер базасын құрайды, оларды әр түрлі кезеңдер мен деңгейлер үшін РЭС – ті жобалау кезінде көп рет қолдануға болады;

1. ААЖ АҚ негізгі тағайындалуы.

ААЖ (АҚ) ақпаратты қамтамассыз етудің құрамдас бөлімдері және мәні мен тағайындалуы. ААЖ АҚ негізгі тағайындалуы – РЭС-ті жасаушылардан жобалау үрдісінде талап етілетін ақпараттар көлемінің азаюы қиын қосымша, бағдарламалық және ААЖ техникалық қамтамассыз етуге мәліметтерді қайталауды қысқарту [7, 51].

ААЖ АҚ Стандартты жобалық үрдістерден, типті жобалық шешімдерден, РЭС типті элементтерден, жинақтық бұйымдар мен моделдерден, материалдардар, сандық мәні бар параметірлер мен басқа да мәліметтерден тұрады. Бұл мәліметтер кодталған жасанды машиналарында жазылады: магнитті ленталар мен дискілерді.

Оның үстіне, ААЖ АҚ жобамен ережелері мен нормаларына кіреді, олар сәйкес келетін нармативті – техникалық құжаттар құрамында да болады. Сонымен бірге қабарлау нәтижелерін құжаттандыру ережелері туралы ақпараттар да кіреді. ААЖ АҚ мазмұны мен құрылымы, сонымен бірге оны пайдалану мәліметтер банкісімен дамыту деңгейіне байланысты. АҚ мәліметтері жеке массивтері топтастырылады, олардың әрқайсысы белгілі бір сипаттау обьектісіне жатады. Мұндай массивтерді файлдар деп атайды. Барлық файлдардың жиынтығы мәліметтер базасын құрайды, оларды әр түрлі кезеңдер мен деңгейлер үшін РЭС – ті жобалау кезінде көп рет қолдануға болады;

Мәліметтерді ұжымдық пайдалануды және түзетуді, кеңейтуде, құру үшін мәліметтер базасын басқарудың арнайы жүйесі құрылады (МББЖ).

Мәліметтер базасының жиынтыңы, файлдармен басқару жүйесі, сонымен бірге оларға бағдарламалық, тілдік, техникалық және ұйымдастырушылық әдістері мен құралдарын мәліметтер банксы деп аталады. Сәйкесінше, мәліметтер банксы ААЖ АҚ құрамды бөлігі болып табыладыжәне мәліметтер базасынан, мәліметте базасын басқару жүйесінен тұрады. БНД ААЖ-дың ішкі жүйесін қамтамассыз етуі ретінде құрамды және ААЖ-дың жобаланған ішкі жүйесінің қажетті мәліметтерін автоматты түрде қамтамассыз етуге арналған .

СУБД – ны тағайындауы бойынша ақпараттық қамтамассыз ету элементі болып табылады,ақпараттарды қабарлаушының автоматты қамтамассыз етілуін ұйымдастырады, құрамы бойынша бағдарламаның бұл кешені бағдарламалық қамтамассыз ету, элементі болып табылады.

МБ құрамы жобалау обьектісінің сипатталу есебімен анықталады (техникалық, метрологиялық, эксплуатациялық, жобалау үрдісінің сипаттамалары (типтік жобалау шешімдері, жүзеге асыру нұсқаулықтарымен техналогиялық операциалардысипаттау), іс-жүзіндегі нармативті және анықтамалық мәліметтері, ақпараттық массивті ұйымдастыруды ерте құрылған түрлері: өндірістік – жіберілу әдістері бойынша көп жақты байланыстарды орындау; МБ эксплуатациалауда және құрудағы шығындары бойынша төменгі артықтық; мәліметтерлі іздеу мүмкіндіктері мен толықтыңы; санкционарлық емес мүмкіндіктен қауіпсіздігі мен құпиялығы, жобаланған және қайта жосылған МБ мен байланыс; мәліметтерді орналастыру мен қалыптастыру мүмкіндігі. Соңғы талаптары автоматтандырылған ақпараттық жүйелердің концепциясын құрайды, және оның дамуындағы динамикалы есептеумен пәндік салалар мәліметіне СУБД бейімделуіне ие.

Мәліметтер базасы екі аспектірмен сипатталады: ақпараттық және манипуляциялық. Біріншісі мәліметтер құрылымын білдіреді, пәндік сала мәліметтер үшін сәйкес келеді, екіншісі – құрылымдық мәліметтердегі іс-әрекеттер: іріктемелері, толықтырылуы, жою, жаңарту және мәліметтерді қайта жасау.

МБ құру кезінде ақпараттық бірлігінің қағйдаларын орнату қажет, яғни терминдер, белгілер, шартты белгілер, мәселелік – бағыттау тілдері мен басқа да ақпараттарды ұсынудың басқа да, әдістері қолданылады; Негізгі логикалық мәліметтер базасының негізгі логикалық құрылымы ретінде қолданылатындар ие – эрархиялық, желілік, реляциялық, аралас (жоғарыда көрсетілген құрылымдардың әртүрлі сәйкестігін ұсынады).

МБ-ның мазмұны, құрылымы және пайдалануды ұйымдастыру қамтамассыз етілуі тиіс:

. кез-келген ауқымдығы МБ кез-келген санын біріктіруі, әртүрлі тапсырмалар үшін ААЖ әртүрлі ішкі жүйелерінің мәліметтерін біріктіру;

. МБ өсіру мүмкіндігі, мәліметтердің мүмкіндігі және қарсылықсыздыңы, оларды сақтау үшін ЭВМ миының төмен ауқымы;

. МБ – ға жібероу мүмкіндігін реттеу, және қорғау;

. Мәліметтерді көп рет қолдану;

Бағдарламалардың келісу мәселесі ең алдымен мәліметтер құрылымын таңдау және ЭВМ минималді массивтерді таңдау. Егер де бағдарламалар жұмысқа жалпы мәліметтері мен есептелсе, әртүрлі топтастырылады, бірақ мұндай бағдарламалар ақпараттық келісілген болып табылмайды, жобалардың кейбір маршрутын қамтамассыз ететін бағдарламалардың сәйкестігіне тікелей кіре алады. Маршруттағы бағдарламалардың өзара әрекеті қамтамассыз етуі үшін олардың ақпараттық келісімдері қажет, яғни ақпараттық біріңғай құрылымдық массивімен жұмысқа ыңғайлануы.

Бағдарламаның ақпараттық келісімдері МБ келісілген бағдарламалар үшін бағдарламаның жалпы құрылуын қамтамассыз етеді.

МБ-да жобалау үрдісіндегі әртүрлі рольдерды білдіретін бөлімдерді бөліп қарастыруға болады.

Бірінші бөлімі – АНЫҚТАМА – ГОСТ туралы, нормалар туралы анықтамалық мәліметтерді білдіреді, бұрын типті жобалардыорындаған. Бұл бөлімдер көп өзгереді, бір дүркінді жазбалармен сипатталады және МБ – ның тұрақты бөлімі деп атайды.

Екінші бөлімі – ЖОБА – жобалау үрдісіндегі аппаратура туралы мәліметтерге ие болады. Оларға әртүрлі жобалық тапсырмалардың нәтижесі (кестелердің әртүрлісі, спецификалар, біріктіру кестелері, тестенкіреді. Жобалау сатысында кезекті информацияның аяқталуы кезінде толықтырылады немесе өзгереді)

МБ – ның жартылай ауыспалы бөлігін құрайды. Көбінесе АНЫҚТАМА мен ЖОБА жалпы атауы НҰРАЗАТ деген атқа ие.

МБ – ның үшінші бөлімі ауыспалы массивтерге ие, олардың мәні жобалаудың нақты тапсырмаларының екі бағдарламасын бірге шешу үрдісінде маңызды. Бұл МБ – ның ауыспалы бөлімі.

Бағдарламаның ақпараттық келісімінің бірінші әдісі – орталықтандырылған МБ –н құру, бағдарламаның қамтамассыз етудің барлық модульдері үшін (10.1 сурет)

ААЖ – ды құру кезінде осы әдістерге сәйкес алдымен МБ – ы құрылады, ол сосын бағдарламалық қамтамассыз ету.

Орталықтандырылған МБ – н жүзеге асыру – күрделі тапсырма, себебі МБ –н таңдап алған құрылымы барлық уақытта жобалаудың барлық қажеті маршруттарын жүзеге асыруын қамтамассыз ете алмайды. Мысалы, МБ-ның ертеде қабылдаған құрылымын ақпататтық және бағдарламалық қамтамассыз етуде жаңа элементтердің талаптарын қанағаттандыра алмайды. Сондықтанда бағдарламаның ақпараттық келісімдерінің екінші әдісі жүйелердің құрылымы, яғни 10.2 суреттн көрсетілгендей арнайы бағдарламалық интнрфейістің көмегімен бірінші жеке мәліметтер базасы жанасады.

Интерфейс МБ-ның құрылымы мен форматынан ақпараттық массивтердің бағдарламаларын ұсынады. МБ – ға негізгі операциялар – қосымша бағдарламалық мәліметтерді іріктеу, жаңа мәліметтердің жазбасы, оске керек емес жазбаларды жою. Бір наминалдық тасымалдаудан файлдарды қайта жазу. Осы операциялардың көмегімен орындау үшін арнайы бағдарламалық қамтамассыз ету талап етіледі.

МБ қамтамассыз етудегі бағдарламалардың жиынтығы, мәліметтер базасын басқару жүйесі деп аталады. МБ және МББЖмәліметтер банкыны жасайды.

МБ-ның логикалық ұсынылуы мәліметтердің құрамын және мәліметтердің элементар арасындағы байланыстарын сипаттайды.

МБ-ның физикалық ұсынылуы класикалық тасымалдаудағы ақпараттардың орындалу әдістерін бейнелейді.

МБ-ның құрылымы графа түрінде ұсынылады. Графаның әрбір биіктігі бір типті жазбалар тобын бейнелейді. Мәліметтердің өзара байланысты элементтерінің тобы, яғни әрбір биіктігі жүйеге сәйкес қоюға болады, жазбалардың нақты мәнін құрайды.

Логикалық ұсыныстар үшін МБ желілік деп аталатын графикаларды пайдаланады. Негізгі желілік МБ, графада циклдерді көрсететін құрылғыларды бейнелейді. Көп жағдайда желілік МБ графада өз алдына ағашты ұсынады. МБ-дан барлық мәліметтерді жойсақ, онда құрылымы ағаш ретінде ұсынылады. Мұндай құрылымды Ағаш тәрізді немесе ирархиялық деп атайды. Құрылымның ағаш тәрізді жүзеге асуы күрделі желілік құрылымдарға ие болады.

МБ-н ұсынуда желілік қадамдармен бірге басқа да қадамдар жүзеге асырылады, құрылымның қалыптастыру операциясында негізделген. Бұл қадамдар кестелердің бірігу түріндегі МБ-н логикалық ұсынуға әкеп соғады. Мұндай мәліметтер базасы МБ-ның реляциялық түрі деп аталады.

Реляциялық МБ кестелер арасындағы байланыстар туралы мәліметтер жиынтығын ұсынады. Мұндай мәліметтер қосу қалыптандыруды қамтамассыз етеді. Желілік және реляциялық мәліметтер базасы өзіндік артықшылықтар мен кемшіліктерге ие. Қазіргі таңда МБ-ның логикалық ұйымдастырылуында екі бағыттар да жақсы дамып келеді.

2 Мәліметтерді ұсыну деңгейлері.

Мәліметтердің ұсынудың үш деңгейі әрекет етеді: пайдаланушының деңгейі (пәндік сала) логикалық және физикалық. Пәндік саланың әрбір обьектісі өзінің атрибуттарымен сипатталады, әрбір атрибут аты мен мәніне ие. Мысалы осцииюграф обьектісі. Ашық атрибуттардың атауы – қайталаудық жилігі, сезімталдығы, жіберу жобасы: атрибуттардың мәні – параметірдің сәйкес келетін мәні немесе транзистор оьбектісі, щның атрибуттарының ратауы – параметірлердің атауы, атрибуттардың мәні – параметірлердің мәні.

Логикалық деңгей – бұл нәтижелердің абстракті ұсынулары, ЭВЬ-ге ұсыныстардан тәуелсіз.

Физикалық деңгей - бұл логикалық деңгейдегі пәндік саланың бір обьектісін сипаттайтын ақпараттардың барлық жиынтығы жазбалар деп аталады,жазбалар толығы мен обьектілерді сипаттайды және оның атрибуттарын сипаттайды. Обьектілер жазбалар жиынтығында файл пайда болады. Жазбалар өрістен тұрады, әрбір өріс атрибуттардың біреуіне сәйкес келеді. өрістің мазмұны сәйкес келетін атрибуттардың мәні мен атын сипаттайды.

Әрбір жазбаның физикалық деңгейіне бір ұяшық сәйкес келеді – тасымалдаушыдағы элементтер сәйкес келеді, элементтер сегменттерге бөлінуі мүмкін.

Логикалық деңгейдегі бірі файлға сәйкес келетін тізімді ұяшықтар жиынтығын құрайды.

Әрбір ұяшық кілттік өріске ие, егер де ұяшықтардың номері өскен сайын файлдарды номерленген деп атайды. Бос ұяшықтар да болады, оларды тығыз емес деп атайды.

Логикалық деңгейдегі файлдардың жиынтығын кітапханашы деп атайды, нақты қарастырылатын пәндік салаға сәйкес келеді. Кітапхананың физикалық деңгейіне мәліметтер базасы сәйкес келеді.

Логикалық деңгейдегі мәліметтер үшін әдістермен ұсынылуы мүмкін. Қазіргі таңда мәліметтердің үш моделі әрекет етеді: реляциопндық, желілік және ирархиялық.

Логикалық моделі негізінде теоретикалық жиынтық қатынасының түсінігі кестелер түрінде беріледі. Ол (10.3 а сурет) тұтынушылар үшін ыңайлы инжинерлік ұсыныстар болып табылады. Оның әрбір бағалы обьектілердің атрибутына сәйкес келеді, ал оған сәйкес келетін атау жапсырылады. Реляциондық алгебра тілі мен байланыс қатынастарын пайдалана кез-келген оператордың ішкі жиынтығын тағдауды жүзеге асыруға болады: қатары бойынша , бағаны енмесе басқа да белгілерімен "келу" және "жабыстыру" операциясын қолдана керекті формадағы әртүрлі файлдарды алуға болады. (0.3 б сурет)

Обьект атрибутының реляциялық модельдерін пайдалану кезінде обьектінің өзі басқа пәндік саланың басқа обьектісі ретінде қатыса алады, яғни обьектілер мен атрибуттың қатыстылық түсініктемесіне әсер етеді.

Мәліметтерді ирархиялық модельі – жеке тордан тұратын кейбір жиынтығы, барлық байланыстары бар сегіменттен бағытталған, "барлығы біреу" түріндегі байланыстар жүзеге асырылады. (10.4 сурет). Сегмент – бір немесе бірнеше өрістер, қосымша бағдарлама мен мәліметтерді сипаттау тілі арасындағы негізгі бірлігі болып табылады. Ирархиялық жүйелерді жүзеге асыру кезіндегі әрбір ағаш мәліметтердің жеке файлы түрінде сипатталады.

Мәліметтердің жеке моделі – ирархиялықпен салыстырғанда жалпы құрылымы болып табылады. әрбір жеке сегментті тікелей сегменттердің еркін санына ие болады.

Бұл "көпшілігі көпшілікке" қатынасын қамтамассыз етеді. Желілік құрылымдар болған файлдардың көмегімен сипатталуы мүмкін.

Мәліметтердің моделдерін келесі көрсеткіштермен салыстыруға болады. Бағдарламалы мен тұтынушылар үшін қолданудың жеңілдігі мидың ауқымы бойынша жүзеге асыру тиімділігі және ақпараттарды іздеу уақыты.

Реляциондық модельдерді пайдалануда анағұрлым жеңіл; желінің бағдарламасы мен тұтынушылардан жазба түрлерін түсінуді талап етеді, байланыстары мен окордың қарым-қатнасы. Осы уақыттың ішінде желілік және ирархиялық модельдер төмен деңгейлі тілдерді туындаған және желінің жүзеге асырылған : (Ассемблер, Мокранод т.б) Мб –КОДАСИЛ - ABADAS мысалдары, Квант және т.б Ирархиялық – IMS

Мәліметтердің реляциялық базасы жоғары деңгейлі тілдерді жүзеге асырылған және бірқатар ендерде ұлттық ретінде қабылданады. Оларға жататындар ALPHA, QBE, RISS, SEQVEL, DBASE, FRAMEWORK.

МБ – құрылымын жасау үрдістері тұтынушылардың талаптары негізінде МБ жобалау деп аталады. ПБД нәтижелері болып қисынды және физикалық компоненттерден тұратын БД құрылымы саналады, Бд жүйесін уақыттағы дамытылуы өмірлік цикл деп аталады. Соңғысы талдау, жобалау мен эксплуатациялар кезеңдерінде бөлінеді. Соңғысы талдау, жобалау және эксплутациалау кезеңдеріне бөлінеді. Бірінші кезеңге толтырылады қалыптастыру мен талдау, концептуалды жобалау, физикалық жобалауды іске асыру. Талаптарды талдау формаланбаған кезең болып табылады. Оның негізгі мақсаты – ақпараттық ағымдар жайлы ойларды және тұтынушылардың мақсаттарының келісімділігін қамтамассыздандырады. Екінші кезең БД іске асыру кезеңдерінен тұрады, қызымет атқару мен қолдануды талдау, модификациялау мен бөлімдер. Концептуалды жобалау ақпаратты ұйымдастыру құрылымын тағдауды біріктірум негізінде қамтамассыздандырады.

Іске асыруды жобалау (қисынды жобалау) екі бөлімнен тұрады: мағлұматтар базасын жобалау және бағдарламаны жобалау. Бірінші бөлімнің нәтижесі болып БД қисынды құрылымы саналады. Екінші бөлімнің нәтижесі болып бағдарламалық модульдердің функционалды сипаттамасын санауды және БД сұраулар жиынтығын есептейді.

Физикалық жобалауды екі бөлімге бөледі: БД-ң физикалық құрылымын тағдау және бағдарламалық модельдерін қою, жобалау кезінде алынғандар. Бұл кезеңнің нәтижесі болып Бд эксплуотациялауға даярлық саналады.

БД іске асыру кезінде Бд мүмкіндік беретін бағдарламаны жасау міндеті қойылады. Жұмыс атқару мен қолдануды тағдау кезеңі жүйенің жұмыс ақпарат тұруы жайлы мағлұматты статистикалық өңделуін қамтамассыздандырады. БД келтіру мен оның бүтіндігін тежелеуден соң БД қолдауын қамтамассыздандырады.

Модернизациялау мен бейімделу кезінде бағдарламаның өзгеруін, оңтайлануын, қызымет атқаруын, модификациясын іске асырады.

БД қолданылатын тіл, (ЯОД) мағлұматтарында сипатталған тілдерін және мағлұматтарды (ЯМД) манипуляциалау тілдеріні бөлінеді.

Жалпы жағдайда (ЯОД) жазбалардың әртүрлі түрлерін, олардың атауларын, фарматтарын сипаттайды, және олардың анықтамасы қызымет атқарады.

• Кілт ретінде қажет мағлұматтар элемент типі ретінде

• Бұл қатнастардың атаулары мен бөліктері немесе жазбалары арасындағы қатнастар:

• Жазбалардан қолданылатын мағлұматтар типтері.

• Олардың мағынасының диапазоны.

• Элементтер саны, олардың тәртібі.

• Мағлұматтардың құпиялылығы және оларды қолдануды мүмкін ететін режимі.

• Мағлұматтардың абстракциясы мен сипаттамасының үш деңгейі.

• Концептуалды (әкімшілік тік тұрады)

• Іске асыру (қолданбалы программасы мен қолданушы тұрғысынан)

Физикалы (жүйелік програмасымен тұрғысынан). Концептуалды деңгейде мағлұматтарды атрибуттары мен мағыналарын, обьектілерін сипаттайды. Іске асыру деңгейінде жазбалар, мағлұматтар элементтер) мен олардың арасындағы байланыстар мен жұмыс жасайды. Физикалық деңгейде блоктарды қолданады, мағлұматтарды топтпуды қолданады.

Әдетте ЯМД мағлұматтар базасын програмистке қажеті білімсіз ақ манипуляциялау мүмкіндігін береді. Олар бағдарламалар тілдерін кеңейтуді де және оған арнайы оператураларды ендіру арқылы немесе арнайы тілді ендіру арқылы іске асырылады. МБ жұмыс атқару кезінде бірінші типтпгі тілдер қолданылады.

- Мағлұматтарды манипуляциялау

- Бағдарламалау

- Мағлұматтарды физикалық ұйымдастыруды сипаттау

МБ бағдарламалауда қолданылатын тілдер Фортран, кобол және т.б Көптеген тілдер саналады. Қисынды сипаттау тілдері қолданбалы бағдарламалау, СУБД құралдармен, арнайы тілдерімен сипаттау құралдарымен іске асырылады.

Сипаттаудың бірінші амалы кең тараған. Ол негізінде жариялау операторына ие (мысалы DECLARE, паскаль тілінде, STRUCT СИ стилінде, type – ADA-да)

МБ сипаттаушы тілдер МБ үшін арналады. Олардың көмегімен мағлұматтардың жақанды сипатталуын анықтайды.

Мағлұматтарды физикалық ұйымдастыруын сипаттаушы тілдер схеманың физикалық құрылымын сипаттайды. Оладың көмегімен мағлұматтарды қандайда бір алып жүрушілерде орналасуын қосымша беретін, оған мүмкіндік беретін әдісін сипаттайды.

Арнайы тілдер үлкен артықшылыққа ие, өйткені бағдарламалау тіліне немесе техникалық құралдарға тәуелді. Сондықтан МБ басқа ТО алмастыру немесе бағдарламалар тілін өзгерту кезінде МБ сол түрінде қалады.

МБ жобалау концептуалды модельді құрудан басталады(КМ). Концептуальді модель обьектілерді құрудан тұрады. КМ – құру обьектілер және олардың арасындағы байланыс жайлы мағлұматтарды талдаудан басталады. КМ- басқаша айтқанда – бұл пәндік сала моделі. КМ нұсқасы СУБД қисынды модельді атайды (КМ) КМ топтпрмен сыртқы модельдер деп аталатын тұтынушылар үшін бөлінеді. Қисынды модель физикалық модельді ішкі деп атайды.

Сыртқы модельдер Т.С қолданушылармен және МБ мүмкін әдістермен байланысты емес. Мағынасының тәуелсіздігін екінші деңгейі өзгеретін КМ өзгеруі кезінде сыртқы модельдердің өзгеруінің болмауымен байланысты.

10: Реляциялық деректер қоры

1. Деректер қорының реляциялық модулі.

2. Деректер қорындағы желілік модельдер.

3. Деректер қорының иерархиялық моделі.

Негізі бағаналар аталған болуы және картеждегі элементтер рет-ретімен орналасуы міндетті емес. Реляциялық деректер қорының нәтижесін шығарудың үш жолы бар және олардағы сұраныстардың қалыптасуы: реляциялық алгебра, ауыспалы картеждердегі реляциялық шығару және ауыспалы домендердегі реляциялық шығару.

Реляциялық деректер қорының негізгі операциялары – қосу, жою, модификациялау және сұраныс беру картеждер мен домендерге қолданылады.

1. Деректер қорының реляциялық модулі.

Реляциялық деректер қоры 1970 жылы Э.Ф. Коддом (Е. F. Codd) жасаған – бұл соңғы таңдау, соңғы қатынастың түрі (кесте)рис. 10.3,б. Қатынастар арасында түрлі алгебралық операцияларды орындауға болады. Реляциялық деректер қорының теориясы математикалық логиканың ұсыныс ортасы болып табылады және нақты математикалық қалыптасуымен жүзе асады.

Әрбір қатынаста өз аты болады: аты және мағынасы бар бағана қатынастары осы немесе басқа атрубутқа сәйкес келеді. Бір қатарға сәйкес келетін элементтер қатынасы кортеж қатынасын құрады. (сур.3, б). Арность кортежа – кортеждегі атрибуттардың сандық мағынасы, яғни қатынастағы атрибуттардың саны.[7,13, 31].

Қатынас сұлбасы – атрибуттар атының тізімі қатынас атымен бірге;ТРАНЗИСТОРЛАР,(p, Iк max, Pк, Cк) – қатынас схемесы үшін де сур. 3, және сур. 3, б – ҚАТЫНАС АТЫ үшін(A, B, С, D).

Домен – атрибуттар мағынасының жиыны ( соның ішінде және тек бір атрибут – бір бағана). Негізі бағаналар аталған болуы және картеждегі элементтер рет-ретімен орналасуы міндетті емес. Реляциялық деректер қорының нәтижесін шығарудың үш жолы бар және олардағы сұраныстардың қалыптасуы: реляциялық алгебра, ауыспалы картеждердегі реляциялық шығару және ауыспалы домендердегі реляциялық шығару.

Қосылу операциясын орындау үшін деректерге жаңа картеждер және қатынастар беріледі және ол қосылулы болуы керек. Сонда жаңа картеждің мағынасы деректерге қосылудың кілттік файлы болып табылады.

Деректерді жоюда қатынастар және атрибуттардың мағынасы жойылатын картеждегі кілт ретінде берілуі керек. Деректерді модификациялауда қатынасы кілттік атрибуттік мағынасы және қолданылатын атрибуттар үшін жаңа мағынасын сұрайды.

Өрістің мағынасында кілттік мағыналар қайта құрылады. Файлға модификацияның процедурасы қабылданады.

Реляциялық деректер қорында Сұраныс бір немесе бірнеше қатынастарға қалыптасуы мүмкін.(кестеге). Мысалы сұраныс берілсін: Ск > 15 пФ үшін транзистордың барлық типін көрсетіп және оның Pк . Онда атрибуттың мәні Ск = 15 пФ. Содан соң баспаға қатынастың жаңа файлы беріледі "Транзистордың типі, Рк, β". Бұдан да күрделі сұраныстар болуы мүмкін: мысалы, β 40, Iк max > 2а, Ск < 150 пФ үшін, транзистордың себу қуаттылықтылығын анықтау және т.б. Онда бұл мағыналар кілт құрады және солардан жаңа қатынастар құрылады Рк.

Барлық бұл сұраныстар деректерді манипулирленген арнайы тілдер көмегімен іске асады, қатар реляциялық алгебраның негізінде салынған. Реляциялық алгебраның негізгі операциялары 1-кестеде көрсетілген. Осындағы негізі қатынастар, операцияның нәтижесі, сонымен бір қатар жағдайда теоретико-жиынның операцияларын көрсетеді. Алғашқы бес операциялар негізгі операциялар болып табылады, қалғандары негізгі бес операциялар арқылы айтылуы мүмкін - қосымша операциялар. Қатынастың бірігуі R S – бұл қатынастарға жататын R, S кортеждердің жиыны (қатынастар) немесе олардың екеуіне де; R және S қатынасында бірдей арность болуы керек.

Қатынастың айырымы R – S – R жататын кортеждер жиыны, бірақ S жатпайды. R және S қатынастары сонымен қатар бірдей арность болуы керек.

Қатынастың декарттық туындысы - R x S – реляциялық деректер қорына сұранысты қалыптастыру кезінде машиналық уақыт шығыны бойынша негізгі операциялардың бірі. Қатынасты әрбір кортежге жаңа қатынасты көбейту кезінде (R) әрбір кортеж екінші қатынасқа кортеж конкатенациясы қосылады (S); сонымен қатар қатынастар R және S бірдей немесе әртүлі арность болуы мүмкін. Декарттық көбейту кезінде негізгі арность қатынастары салынады, ал кортеждер саны – көбейтіледі.

Проекция отношения R[ X,Y (R)] – бағандар (атртбуттар) бойынша таңдау операциясы, проекцияның мағынасына келтірілген.

Мысалы, C,A (R) — қатынас, А және С атрибуттардан құралатын R қатынасы; 2,3 (R) — қатынас, R қатынасының екінші және үшінші атрибутынан құралған, сонымен проекцияның арності оның мағынасының аталу санына тең.

Қатынастың селекциясы R [σF (R)] —F формуласын қанағаттандыратын қатарды (кортежді)таңдау операциясы. Формулаға операндылар кіреді, олар тұрақтылар немесе атрибуттың номерімен (атауы), салыстырмалы арифметикалық операциялар: <, =, >, , , және логикалық операторлар (ЖӘНЕ), (НЕМЕСЕ), (ЖОҚ).( (И), (ИЛИ), (НЕ))

Мысалы, σB="f"(R) кортеждердің жиынын білдіреді, яғни бұл атрибуттың компоненті В f –ке тең немесе σ2>3 D=A(R) көптеген кортеждер 2-ші атрибуттың компоненттері 3-ші атрибуттың компоненттерінен көп және біруақытта А және D атрибуттардың компоненттері тең.

R – (R – S) қатынас үшін R S кесіп өту қатынасында кысқаша жазбалар бар және біруақытта R және S жататын кортеждердің жиынын білдіреді. Жеке қатынастар — кортеждердің жиыны, R қатынасындағы кортеждердің r – s компонентерінен тұрады, ал (s) қалған компонентер S қатынасына жатады..

Бірігу (θ-бірігу) қатынасы — бұл R және S қатынасының декарттық туынды селекциясы ( θ - формуласымен):

мына формула алдымен R және S қатынасының декарттық туындысын орындауды білдіреді., содан соң А < D формуласы бойынша жаңа қатынасты селекция орындайды. Экви Эквибірігу қатынасы — бұл θ-бірігу, егер формулада θ болса, онда теңдік үшін қолданылады. ( .1 суреттің, 9 қатарында көрсетілген).

Шынайы бірігу — бұл эквибірігу, бірдей аты бойынша қатынас R және S атрибуттары үшін орындалады.( 1-суреттің, 10-қатарында көрсетілген). Көрсетілген атрибуттар аты мен белгілері жаппай сәйкес келсе, онда әрбір жұптың бірінде жүзеге асатын қатынас орнатылады. Шынайы бірігу – реляциялық деректер қорының сұраныс формирлеу кезіндегі негізгі операциялардың бірі. Қатынастың композициясы —бұл θ-бірігудің жобасы немесе декарттық туындысының жоба селекциясы. Шынайы байланыс — бұл да композицияның жеке жағдайы. Декомпозиция қатынасы — бұл композицияның кері операциялары, яғни біреуден екі қатынасты қайта орналастыру. Берілген қатынасты сипаттайтын - шынайы байланыс

Реляциялық алгебраның термині реляциялық деректер қорына сұраныс жеңіл жазылады. Егер бірнеше қатынас сұралса, онда осы қатынасқа сұраныс композиция операциясы түрінде айтылады. Бірақта композицияны формалды қолдану – декарттық туынды қатынасты тізбектей қолдану, селекция және проекция – машиналық уақыттың анықталмаған шығынына алып келеді. Берілген қатынаста кортеждің саны және арность ұлы болуы мүмкін және (ондық, жүздік), алдымен декарттық туындыларды қалыпқа келтіру, содан соң ғана селекция мен проекцияны қолдану. Сонымен егер екі қатынаста n кортежі бар және әрбір жазбаға t0 уақыт доступ берілсе, онда Tдоступа = n2t0 барлық декарттық туындыны қалпына келтіру үшін, жадыға жалпы уақыт беріледі. Егер n = 104, t0 = 10 мс, онда Tдоступа = 106 11,5 сут. Сондықтан машиналық уақытты үнемдеу мақсатында реляциялық деректер қорына сұранысты алдын-ала оптималды орныдау керек.

Жалпы оптималды стратегиялар келесілерден тұрады:

• селекция мен проекцияны декарттық көбейтуден ерте орындайды (арностьтер мен кортеждердің санын қысқарту мақсатында);

• каскадтарға селекциялар мен проекцияларды жинайды, яғни олардың бір файлын көру үшін орындайды;

• байланысты орындаудан алдын, файлды өңдейді; (сорттау, индекстеу)

• алдыңғы немесе келесі екі жергілікті операциялармен проекцияны қосу.

Бұл стартегиялар жүзеге асу үшін, реляциялық алгебраның эквиваленттік айтылулар қолданылады. 2.- кесте келтірілген. Байланыстыру мен көбейту кезегінде өз бетінше таңдау коммутативті және ассоциативті заңдарды біледі. Проекцияны немесе селекцияны декарттық туындымен орналастыру кезінде мынаны назарға алу керек: сол немесе басқа атрибуттардың аты берілген қатынасқа жатады ма?

2. Деректер қорындағы желілік модельдер

Жоғарыда айтылғандай, деректердегі желілік модель «көптен – көпке» байланыс типін жүзеге асырады. Деректер қорындағы желі КОДАСИЛ1) деректер жүйесіндегі қайта жаңарту және оның DBTG жұмысшы топ тілі бойынша Ассоциясында жасалған. Бірінші ізделген бұл топ деректерді жаңарту тапсырмаларын бағдарламалау тілдері үшін бағытталған болатын, сонымен қатар КОБОЛ тілі. Кейініректе деректер қорындағы желілік жүйелерді басқару үшін, DBTG арнайы ұсыныс жасалынды.

Дами келе тілдер екі топтан тұрды: деректерді сипаттау тілдері (ЯОД КОДАСИЛ) және деректерді манипулирлеу тілдері (ЯМД КОДАСИЛ). Желілік деректер қорын сипаттау үшін орындайды, бағдарламалауды топ бойынша қолдану, әр түрлі тілдерді сипаттау үшін тағайындалған. Екінші-желілік деректер қорындағы модификация деректері үшін және қосу, жою үшін тағайындалған.

ЯОД КОДАСИЛ-дің негізгі анықтауларын қисында келер болсақ, желілік және реляциялық деректер қорындағы анықтауларға сәйкес келгенінін көрсетеміз. Желілік деректер қорына мысал ретінде 11.1 – суретте көрсетілген. Ол жерде желілік деректер қорының негізгі терминдері шарт бойынша көрсетілген.

Деректер элементі — деректерге атау беру ең аз бірлік бойынша беріледі, деректер қорындағы мәндер көрсетілетін реляциялық деректер қорындағы атрибуттың мәні сәйкес келеді.

Деректер агрегаты — деректердің элемент жиынтығының бір ішкі жазбасы реляциялық деректер қорындағы доменге сәйкес келеді.

Жазба — деректердің элемент жиынтығы элементтен немесе деректер агрегатынан тұратын реляциялық деректер қорындағы кортежге сәйкес келеді. Ол өз санының көшірмесі сәйкес келетін жазбаның типін сипаттайды.

Таңдау — жазбалар жиынтығы, реляциялық деректер қорындағы қатынасқа сәйкес келеді; таңдау типімен сипатталады (РДҚ-ғы қатынастың аты). Әрбір таңдаудың көшірмесі жазба типінің иесі үшін тағы бір көшірмесі болуы керек және таңдау мүшелері үшін бір немесе бернеше жазбалардың типі болуы керек. Мысалы, егер ТРАНЗИСТОРЫ СВЧ таңдау типі, онда таңдау — ТРАНЗИСТОРЫ иесі үшін жазбалар типі; таңдау мүшелерінің жазба типі —СВЧ транзисторлер ммаркасы (1-сурет).

Аймағы — жазбалар жиынтығы, «таңдау мүшесінің-иесі» сәйкестікті сақтамайды. Аймақ бір типті жазбаның көшірмесінен тұру мүмкін,(немесе ондан көп ), ал бір типті жазбаның көшірмелері бірнеше аймақта болуы мүмкін. (1 - сурет); нақты жазбаның көшірмесі тек бір аймақта жазылуы мүмкін.

Деректер қорының схемасы — деректер қорынының администратормен келтірілген терминдер желілік деректер қорында глобальды сипатталады.

Деректер қорының ішкі схемасы — бағдарламашының қолдануы бойынша шетелген сфераның соңғы әрекеті, деректер қорының бір бөлігі. Бұл деректер қорының бөлігі байқаусыз өзгеруден сақтайды.

Деректер қоры барлық жазбаларды, таңдау мен аймақты, кейбір схемаларды басқаратын жиынды көрсетеді.

Желілік деректер қорының құрылымның жеке бөлігі әртүрлі схемаға сәйкес келуі мүмкін. Бұл ағаштар мен циклдар және желілердің тізбектелген құрылымы.

Таңдаудің бірінде деректер қорының көрінісі деректердің құрылымы қарапайым болып болып келеді. Тізбектелген мүшелер белгілі бір мақсатта анықталады. Ағаштық құрылым – иерархиялық әрбір жазба нолдік немесе бірнеше әртүрлі жазбалармен байланысты, иерархиядан төмен орналасқан және бір жазбадан жоғары орналасқан.(кроме одной, называемой корневой). Ағаштың тамыры аса жоғары дәрежеде жазбаға қызмет етеді, мысалы, ТРАНЗИСТОРЛАР 1 –суретте көрсетілген. Әрбір кез келген таңдау қолданбалы жазба саны болуы мүмкін (осы таңдаудың мүшесі) және таңдауда тип саны қолданбалы болып келеді, агаш әртүрлі теңдікте және ұзындықта болуы мүмкін.

Циклдар — деректер қорының жасырын құрылымы. Циклдер біртипті және көптипті болып келеді. Біртипті циклдің бірі жазба типінің иесі ьолып табылады және сол таңдау типінің мүшесі болып табылады. Мысалы,таңдау типі СОСТОИТ ИЗ (1- сурет), яғни әрбір құрал өз кезегінде басқа құралдардан тұрады. Көптипті цикл таңдаудың бір тип иесі алдыңғы мүше болып табылады.

Желілер — деректердің жалпы құрылымын ағаштармен және циклдармен салыстырғанда үлкен, яғни жазбаның әрбір типі таңдаудің типіне мүше бола алады. ( 1-сурет).

ЯОД КОДАСИЛ синтаксисі желілер тип деректері сипатталған, схемалар, аймақтар, жазбалар және таңдауларды өзіне қосу үшін жасалған.

3. Деректер қорының иерархиялық моделі

Деректер қорының иерархиялық модельдері тарихтың бір болмысы. Иерархиялық деректер қорын мысал ретінде мынаны қарастырамыз — Information Management Systems (IMS), 1967 жылы жасалған. КОДАСИЛ деректер қорының желілік моделі сипаттайтын, сәйкес келетін терминдер бар және иерархиялық IMS, мына түрде: таңдау типі – байланыс; жазба типі – сегмент типі; жазба – таңдаудың иесі – берілген сегмент; жазба- таңдаудың мүшесі – бастапқы сегмент және т.б.(2-сурет).

Иерархиялық құрылымның үстінде тек сегменттің бір типі – тамырлы сегменттің типі. Сегменттер типінің арасындағы байланыс стрелкамен көрсетіледі. IMS жазбасы (немесе иерархиялық деректер қорының жазбасы) төменгі дәрежедегі жазбалардың барлық көшірмелерімен тамырлық сегменттің көшірмесінің байланысын білдіреді.

Иерархиялық құрылымда кез келген жазба бір иесінен көп бола алмайды.(бастапқы сегмент). Сондықтанда таңдау типіне түсінік берудің қажеті жоқ.

Алдында физикалық деректер қоры қаралған болатын. Бірақта, тағы да екі физикалық деректер қорының ағашымен байланыстыратын логикалық қатынас бар. (немесе одан көп)(2-сурет.).Осы түсінікте екі берілген сегмент байланысты болуы мүмкін: соның бірі ол да деректер қорында болатын сегмент, берілген сегмент деп аталады, ал басқасы логикалық берілген сегмент. Логикалық байланыс 2 –суретте үзік-үзік сызықтармен көрсетілген. Иерархиялық құрылыммен логикалық қатынастың көмегімен кейбір желілік құрылымды көрсетуге болады. Үйлесімді физикалық орналасуы және логикалық берілген мен бастапқы сегменттер де кейбір шектеулер бар.

ЭВМ жадысында иерархиялық деректер қоры IMS төрт әдіс бойынша көрсетуге болады: HSAM — доступтың тізбектелген әдісі, HISAM — индекстік – тізбектелген, HDAM — тікелей, HI DAM — индекстік-тікелей2).

Деректер қорында ағашқа тізбектей түсу әдісі бойынша оңнан солға, жоғарыдан төменге қарай көрсетіледі. Керекті жазбаны іздеу үшін барлық ағашты қарап шығуымыз керек. Команданы қосу, өшіру және сегменттердің (жазба) орнына орналастыруға болмайды.

Индекстік – тізбектеу әдісі кезінде деректер қорында жазбалар жады блогының бір жерінде сақталады. Ол тамырлық сегменттің кілттік элементі болып қолданылады. Әрбір жазба блоктың бірінші бөлігінде орналасады және кей кезде жады толыр тұрғанда басқа орынға ауыстырады.

Индекстік-тікелей әдісінде тамырлық сегменттер қолданылады және деректер қорындағыдай көлемі бойынша орналасады.

11: Жобалы спицификацияның иерархиялық құрылымы және жобалық иерархиялық деңгейлері

1. Жобалы спицификацияның иерархиялық құрылымы.

2. Математикалық модельдерге талаптар және олардың классификациясы.

3. Элементтердің маематикалық модельін алу тәсілі.

Жоғарғы деңгейде жобаланатын жүйенің тек жалпы белгілері мен ерекшеліктерін бейнелейтін аз бөлшектен көрсетілімдер қолданылады. Келесі деңгейлерде толық сипаттаудың деңгейі ұлғайады, осы кезде жүйенің жеке блоктарын қарастырады. Мұндай қадам әрбір иерархиялық деңгейде жобалаудың бар құралдарының көмегімен шешімге берілетін тиімді күрделі есептерді формирирлеуге мүмкіндік береді.

1. Жобалы спицификацияның иерархиялық құрылымы және жобалық иерархиялық деңгейлері

ААЖ-да жобалы операциялар мен процедураларды орындау матеметикалық модельдерді (ММ) операциялауға негізделген. Олардың көмегімен сипаттамалар болжанады және сұлбажәне конструкциялардың ұсынылған нұсқаларының мүмкіндіктері бағаланады, қойылған талаптарға сәйкестігі тексеріледі, параметрлер оптимизациясы өткізіледі, техникалық құжаттама дайындалады және т.б.

ААЖ-да әрбір иерархиялық деңгей үшін математикалық модельдеудің негізгі жағдайлары формурирленген, сәйкес математикалық аппарат таңдалған және дамыған, жобаланған объектілер элементтерінің типтік ММ алынған, жүйелердің математикалық модельдерін алу және талдау тәсілдері формулирленген. Жобалау тапсырмасының күрделілігі және жоғары дәлдіктің талабына қарама-қайшылық, талдаудың кіші еңбексыйымдылығы сәйкес моделді таңдау көмегімен осы талаптардың ымыралы қанағаттандырудың бірізділігімен жабдықталады. Бұл жағдай көптеген қолданылатын модельдердің кеңеюіне және адаптивті модельдеудің алгоритмдерінің дамуына әкеледі.

Жобалауға блокты – иерархиялық қадамды қолдану кезінде жобаланатын жүйе туралы көрсетілімдер иерархиялық деңгейге бөледі. Жоғарғы деңгейде жобаланатын жүйенің тек жалпы белгілері мен ерекшеліктерін бейнелейтін аз бөлшектен көрсетілімдер қолданылады. Келесі деңгейлерде толық сипаттаудың деңгейі ұлғайады, осы кезде жүйенің жеке блоктарын қарастырады. Мұндай қадам әрбір иерархиялық деңгейде жобалаудың бар құралдарының көмегімен шешімге берілетін тиімді күрделі есептерді формирирлеуге мүмкіндік береді. Деңгейлерге бөлу кез келген деңгей блогына құжаттама бір адамның дайындалуы және қабылданатындай болуы керек.

Басқаша айтқанда, блокты – иерархиялық қадам қолданылатын есептеуіш ресурстарға талаптарды немесеесепті шешу уақытын қысқартатын, үлкен көлемді күрделі тапсырмалардың кіші көлемді тапсырмалардың тікелей және немесе параллельді шешілетін топтарына бөлінуге негізделген декомпозициялық қадам (оны сондай-ақ диакоптикалық депте атайды).

Тек сипецификацияның иерархиялық деңгейлері туралы ғана айтпай, сондай-ақ туындайтын жобалы есептерді шешудің және сипаттаудың алудың тәсілдерімен, есептердің қойылымы мен сәйкес (кейбір иерархиялық деңгейдің) спецификацияның жиынтығын түсіне отырып жобалауды да айтуға болады.

Әрбір қосымшадағы иерархиялық днңгейдің тізімдері спецификалық болуы мүмкін, бірақ көптеген қосымшалар үшін көптеген келесі деңгейлердің үлкен белгіленгендері сипатқа сай.

• мета деңгейде жүйелерді, машиналарды және процестерді жобалаудың көптеген жалпы тапсырмаларын шешеді.

• макродеңгейде (машиналар және приборлардың жеке бөлшектері мен элементтерін жобалайды). Машиналар мен приборлардың жеке қондырғылары мен узелдерін жобалайды. Нәтижесі функционалды, принципиалды және кинематикалық сұлбалар, жинақтық сызбалар түрінде болады.

• микродеңгейде (машиналар және приборлардың жеке бөлшектері мен элементтерін жобалайды).

Әрбір деңгейде ерекшеленетін деңгейлер мен олардың атауларының саны әртүрлі болуы мүмкін. Радиоэлектроникада микродеңгейді үнемі компонентті деп, ал макродеңгейді – сұлбатехникалық деп атайды. Сұлбатехникалық және жүйелік деңгейлер арасына функциональды-логикалық деп аталатын деңгей енгізеді. Есептеуіш техникада жүйелік деңгейді ЭЕМ (есептеуіш жүйелер) жобалау деңгейлеріне және есептеуіш желілеріне бөледі. Машина құруда бөлшектер, узелдер, машиналар, комплекстер деңгейлері бар. Иерархиялық деңгейлердің есептерін шешу нәтижесіне байланысты үйлеспейтін жобалау, үйлесетін және аралас жобалау (жобалау стилі) деп айырады. Төменгі деңгейлердің жоғары қарай есептерді шешу нәтижесі үйлесетін жобалауды береді, керісінше нәтиже үйлеспейтін жобалауға келтіреді, аралас стильде үйлесетін және үйлеспейтін жобалаудың элементтері болады. Көптеген жағдайларда күрделі жүйелер үшін үйлеспейтін жобалауды жөн көреді. Алдын ала жобаланған құрама блоктардың (қондырғылар) бар болуы кезінде аралас жобалау туралы айтуға болады.

Үйлеспеген жобалау кезінде (әрі компонентері жобаланбаған) шығыс мәдениеттерінің анықталмағандығы немесе үйлесетін жобалау кезінде шығыс талаптарының анық еместігі жетпейтін мәліметтерді жобалау қажеттілігі мен жабдықталады.

Иерархиялық деңгейде сипаттаманың декомпозициясымен қатар аспекттерде жобаланатын объекттер туралы көрсетілімдерді бөлу қолданылады.

Сипат (страта) аспектісі – жүйенің сипаты немесе оның алгоритмдік (алгоритмдерді және бағдарламалық қамтаманы дайындау) және технологиялық (технологиялық процестерді дайындау) жобалауының сипаты. ААЖ жағдайында страт мысалдарына сондай-ақ жоғарыда қарастырған автоматтандырылған жобалаудың қамтамасының түрлері қызмет етеді.

2. Математикалық модельдерге талаптар және олардың классификациясы

Конструкцияның, технологиялық процестердің және оның элементтерінің математикалық моделі (ММ) дегенде талап етілген дәлдікпен оқытатын объектті және оның өнеркәсіптік жағдайларда өзін ұстауын сипаттайтын математикалық қатынастардың жүйесін түсінеміз. Математикалық модельдерді тұрғызу кезінде объектті сипаттаудың әртүрлі математикалық құралдарын – көптік теориясы, графтар теориясы, ықтималдықтар теориясы, математикалық логиканы, математикалық бағдарламалауды, дифференциалдық және интегралдық теңдеулерді және т.б. қолданады.

Математикалық модельдерге жоғары дәлділіктің, экономикалықтың және әмбебаптылық талаптар қояды.

Математикалық модельдің экономикалықтығы машинаның уақытты шығындарымен (ЭЕМ жұмыстары) анықталады. Математикалық модельдің әмбебаптылық деңгейі технологиялық процестердің және олардың элементтерінің үлкен санының талдауы үшін оларды қолдану мүмкіндігіне байланысты. Математикалық модельдің дәлділігіне, экономикалықтығына және әмбебаптылық деңгейіне деген талаптар қарама-қайшы. Сондықтан сәтті ымыралы шешімге ие бола керек.

Математикалық модельдерге қойылған негізгі талаптар теңбе-теңділік, әмбебаптылық және экономикалық талаптары болып табылады.

Теңбе-теңділік. Егер қабылданған дәлділікпен объект енгізілген қасиеттерін бейнелейтін болса, модель теңбе-тең деп есептеледі. Дәлділік модельдің немесе объекттің шығыс параметрлерінің мәндерінің сәйкестігі деңгейі секілді анықталады. εj-шығыс параметріне j- бойынша модельдің салыстырмалы қателігі:

Мұндағы - модель көмегімен есептелінген j-ші шығыс параметрі; yj- модельденетін объектте бар дәл сондай шығыс параметрі.

Есептелінетін шығыс параметрлерінің жиынтығы бойынша εj моделінің қателігі вектор нормаларының бірімен есептелінеді εj=(ε1,ε2,...εm).

Модель дәлділігі объектті функционирлеудің әртүрлі жағдайларында әртүрлі. Бұл жағдайлар сыртқы параметрлермен сипатталады. Егер мүмкін болатын шектік қателік берілсе εшек, онда сыртқы параметрлердің кеңістігінде

Шарты орындалатын облысты ерекшелеуге болады. Бұл модельдің облысы теңбе-теңдік облысы (ТО) деп аталады. Әрбір шығыс параметрі үшін εшек индивидуальды шектік мәнді ендіру және ТО анықтау, бір мезгілде |εj| εшек түрдің барлық m жағдайлары орындалатын облыс секілді мүмкін болады.

Нақты модельдер үшін теңбе-теңдік облысын анықтау – үлкен есептеуіш шығындарды талап ететін күрделі процедура. ТО көрсетілімінің бұл шығындары мен қиындықтары сыртқы параметрлер кеңістігінің өлшемінің ұлғаюымен жылдам өсуде. ТО анықтау – күрделі тапсырма, мысалы, параметрикалық тиімділіктің есептеріне қарағанда. Унифицирленген элементтер моделі үшін теңбе-теңдік облыстар есебі ТО анықтаудың бір реттілігі мен және әртүрлі жүйелерді жобалау кезінде оларды қолданудың көп реттілігіне байланысты анықталған болып келеді. ТО білу бар элементтер қатарынан модельдерді таңдауға және сонымен қатар машиналық есептердің нәтижелерінің сенімділігін ұлғайтуға мүмкіндік береді.

Элементтер моделінің кітапханасына модельдерді орындайтын алгоритмдер мен параметрлердің номиналды мәндерінің қасына теңбе-теңдік облысын беретін, q'k және q''k, сыртқы параметрлерінің шекаралық мәндері қосылуы тиіс.

Әмбебаптылық. ТО анықтау кезінде сыртқы параметрлердің жиынтығы және модельде есептелінетін қасиеттерді бейнелейтін уj шығыс параметрлерінің жиынтығын таңдау керек. Осы кезде типтік сыртқы параметрлер жүктеме параметрлер және сыртқы әрекеттердің (электрлік, механикалық, жылулық, радиационалдық және т.б) параметрлері болып табылады. Есептелінетін сыртқы факторлардың санының өсуі модельдің қолданушылығын кеңейтеді, бірақ ТО анықтау бойынша жұмысты елеулі түрде көтереді. Шығыс параметрлерінің жиынтығын таңдау сондай-ақ бірдей мәнді емес, алайда көптеген объекттер үшін ескерілетін қасиеттердің (саны мен реті) және оларға сәйкес шығыс параметрлерінің (саны мен реті) салыстырмалы түрде үлкен емес, айтарлықтай тұрақты және шығыс параметрлерінің типтік жиынын құрайды. Мысалы, БИС логикалық элементтерінің макромодельдері үшін мұндай шығыс параметрлері "0" и "1" логикалық жағдайындағы шығыс кернеуінің деңгейлері, кедергі қарсы тұрушылар қорлары, сигналды таралуының кідірісі, себілетін қуат болып табылады.

Экономдылық. Модельдің үнемділігі оны орындау үшін есептеуіш ресурстарының шығындарымен, соның ішінде машиналық уақыт Тм және жадысы Пм шығындарымен есептелінеді. ААЖ-да қандайда бір жобалы процедураны орындауда жалпы шығындар Тм және Пм таңдалған модельдер ерекшелігіне секілді, шешімдер тәсіліне де байланысты.

Көптеген жағдайларда сандық тәсілді орындау кезінде модельденетін объект құрамына кіретін элемент моделіне көп ретті қатынас жүреді. Онда элемент моделін модельге қатынасу кезінде машиналық уақыттың шығындарымен сипаттауда үнемді, ал модельге қатынасу саны шешімнің тәсілін үнемдеу бағасы кезінде есептелуі керек. Жадының шығындары бойынша модельдің үнемділігі модельді орындау үшін қажетті оперативті жадының көлемі мен бағаланады. Бір жағынан теңбе-теңдіктің кең облыстарының талаптары, әмбебаптылықтың үлкен деңгейі, екінші жағынан жоғары экономикалық қарамы қайшы. Осы талаптардың ымыралы қанағаттандыруы әртүрлі қолданыста бірдей болмайды. Бұл жағдай ААЖ-да бірдей типті объектілер үшін көптеген модельдердің – макромодельдердің, көп деңгейлік, аралас модельдердің әр түрлі тегін қолдануды игереді.

3. Функционалдық және құрылымдық модельдер

Объекттіні бейнелейтін қасиеттерінің характері бойынша ММ құрылымдық және функциянальдық деп бөлінеді. Құрылымдық ММ объекттің құрылымдық қасиеттерін бейнелеу үшін арналған. Өз кезегінде құрылымдық ММ топологиялық және геометрикалық болып бөлінеді. Құрылымдық, логикалық және мөлшерлік қасиеттер деңгейінде математикалық қатынастардың сипаты анықталған объект жағдайында нақты форманы қабылдайды.

Функциональдық ММ технологиялық жүйелерге физикалық немесе ақпараттық процестерді функционирлеу негізінде ағатын физикалық немесе ақпараттық процестерді бейнелеу үшін қолданылады.

Әдетте функциональдық ММ фазалық айнымалыларды, ішкі, сыртқі және шығыс параметрлерін сипаттайтын басқару жүйесімен ұсынылады.

Жобалаудың функциональды аспектісі мен байланысты жобаны процедураларда объектілерді функпроцестерінің заңдылығын бейнелейтін ММ қолданылады. Типтік функциональдық модель не электрлік, жылулық, механикалық процестерді, не ақпаратты айналдыру процестерін сипаттайтын басқару жүйесін ұсынады.Дәл сол уақытта жобалаудың конструкторлы аспектісіне жататын процедураларда объекттің тек құрылымдық қасиеттерін бейнелейтін марематикалық модельдерді қолдану басым болады, мысалы, оның геометриялық формасын, өлшемін, кеңістікте элементтердің өзара орналасуын, яғни құрылымдық модельдер. Құрылымдық модельдер үнемі графтар, инциденцияның және іргелес матрица, тізім және т.б түрінде ұсынылады.

Функциональді модельдерде объекттердің құрылымы туралы мағлұмат бейнелейтіндіктен күрделі рет болып келеді. Алайда конструцатирлеудің көптеген есептерін шешуде күрделі функционалдық модельдерді қолдану керекті нәтижелер өте қарапайым құрылымдық модельдер негізінде алатындықтант ақталмайды. Функциональді модельдер құрылымдық модельдер көмегімен алдын ала синтезделген объекттердің сипаттарының верификациясынның бітіруші кезеңдерінде қолданылады.

Өнімді дайындаудың технологиялық процесстерін жобалау әртүрлі иерархиялық деңгейлермен сипатталады: ең жоғары деңгей – жеке кезеңдерді қосатын, сонымен қатар кезең бірнеше немесе бір операциядан тұратын технологиялық процесстердің прикципиальды сұлбаларын дайындау. Дәл осы жағдайда оператор болып технологиялық процестің кезеңі табылады. Әртүрлі деңгейлердің технологиялық процестерін модельдеу әртүрлі модельдер мекалгоритмдер көмегімен өтеді.

ММ иерархиялық деңгейлері микордеңгейге, макродеңгейге және мета деңгейге бөлінеді. Микродеңгейде ММ ерекшелігі үзіліссіз кеңістікте және уақытта физикалық процестердің бейнеленуі болып табылады. Жеке өндірістерде дифференцияльдық теңдеулердің көмегімен механикалық кернеудің және деформацияның өрістері есептелінеді.

Макродеңгейде функциональды белгі бойынша кеңістіктің бекінген дискретизациясын қолданады, ол осы деңгейде ММ-ді қарапайым дифференциальдық теңдеулер түрінде бейнелеуге әкеп соқтырады. Осы модельдерде айнымалылардың екі тобы бар – тәкелсіз (уақыт) және тәуелді (фазалық ). ММ метадеңгейде бекініп қарастырылған объекттерді (технологиялық жүйелер және т.б) сипаттайды. Математикалық аппарат ретінде қарапайым дифференциальдың теңдеулерді, бұқаралық қызмет көрсету теориясын, дискретті математика (Петри желісі және т.б) қолданылады.

Теориялық модельдер заңдылықты оқу негізінде тұрғызылады. Формальдық модельдер (мысалы, эмперикалық) қарағанда олар көптеген жағдайларда әмбебап және технологиялық параметрлерді өзгертудің кең диапазондары үшін әділетті. Теориялық модельдер сызықтық және сызықтық емес болуы мүмкін, ал модельдің айнымалыларының көптеген мәндерінің қуаттылығына байланысты үзіліссіз және дискреттік деп бөлінеді. Технологиялық жобалау кезінде айнымалылары өзіндік дискреттік шамаларды ұсынатын дискреттік модельдер кең таралған, ал көптеген шешімдер – жұп модельдерді сондай-ақ динамикалық және статистикалық деп айырады. Технологиялық жағдайларды жобалаудың көптеген жағдайларында теңдеулері объекттегі процестердің инерттілігін ескермейтін статистикалық модельдер қолданылады.

Толық ММ жобаланатын объекттің барлық элементтерінің байланысы ескеріледі, Мысалы маршруттық технология. Макро – ММ элемент аралық байланыстардың аз санын бейнелейді. Аналогтық ММ функционльды модельдерді (теориялық немесе эмперикалық) ұсынады, технологиялық процестердің параметрикалық оптимизациясы кезінде қолданылады. Алгоритмдік ММ алгоритм түрінде ұсыналады. Имитациялық модель объектке енгізілген сыртқы әрекеттер кезінде зерттелетін объекттің өзін ұстауын сипаттайтын алгоритмдік болып табылады.

Нақты есептер жағдайында эффективті математикалық модельдеудің типін таңдау оның технологиялық барлығымен, шығыс технологиялық ақпаратының бейнелеу формасымен, зерттеудің жалпы мақсатымен анықталады. Функциональдық ММ жалпы түрі келесідей болады:

Есептің күрделілігіне байланысты модельдерді құрудың әртүрлі принциптері қолданылады.Үнемі дәлдігі оң , бірақ тәжірибе үшін өте пайдалы модельді дайындау қажеттілігі туындайды.

Екі тапсырмалар туындайды: бір жағынан сандық шешімді алу бәрәнен оңай модельді дайындау керек ,ал екінші жағынан- модельді максимальді кмүмкін дәлдігін қамтамасыз ету. Модельді қарапайымдылау мақсатымен айнымалыларды жою, айнымалылар сипатын өзгерту, айнымалылар арасындағы фунционалды қатынсаты өзгерту (мысалы, сызықтық аппроксимация), шектеулерді өзгерту (олардың модификациясын ,есептер шартына шекреулерді біртіндеп өзгерту) секілді тәсілдер қолданылады. Есептердің құрылымын зерттеу кезінде тиімді құрал бола тоырып, модельдер жаңа стратегияларды табуға мүмкіндік береді.

4. Элементтердің маематикалық модельін алу тәсілі.

Элементтің математикалық моделін алу өзіне келесі операцияларды қосады:

1. Модельде бейнелеуге жататын объекттер қасиетін таңдау. Таңдау модельдің мүмкін болатын қолдануының таңдалуына негізделген және ММ әмбебаптылығының деңгейін анықтайды.

2. Объекттің таңдалған қасиеттерітуралы шығыс ақпараттарының жиыны. Мәліметтер бастауы болуы мүмкін: моделді дайындаушы инженердің тәжірибесі мен білімі, ғылыми – техникалық әдебиет; бәрінен бұрын анықтама; өз қасиеттері бойынша зерттелетін объектке жақын элементтерді үлесін бар ММ – протатпитің сипаты; параметрдің экспериментальді өзгеруінің нәтижелері және т.б.

3. ММ құрылымының синтезі. ММ құрылымы – ондағы параметрлердің фигурирленетін сандық мәндерінің конкретизициясынсыз модельдердің математикалық қатынастарының жалпы түрі. Модель құрылымы графикалық формада да бейнеленуі мүмкін , мысалы , эквивалентті сұлба немесе граф түрінде: құрылым синтезі - өте күшті жаупкершілікті және қиын берілетін формализацияның операциясы.

4. ММ параметрлерінің сандық мәндерінің есептері. Бұл тапсырма берілген құрылымның моделінің минизацияысның қателігінің есебі ретінде қойылады.

5. ММ теңбе-теңдігінің және дәлдігінің бағасы. Дәлдікті бағалу үшін еспті шешу кезінде фигурирлемеген мәндерді қолданылуы тиіс.

ЭЕМ – де функционалдық ММ орындау таңдалған тәсілдің ерекшкліктерімен сәйкесінше теңдеулерді айналдырк және теңдеулерді шешудің сандық әдісін таңдауды құптайды. Айналдырудың соңғы мақсаты – ЭЕМ коиандалрымен орындалатын, элементарлы әрекеттердің (арифметикалық және логикалық операциялар) нәтижесі түрінді таңдаудың жұмыс бағдарламасын алу. ЭЕМ элементарлы әрекеттердің нәтижесінде шығыс ММ көрсетілген айналдыруды ААЖ даындаушылармен – инженерлермен дайындалғанарнайы бағдарламалармен автоматты түрде орындалады. ААЖ инженер тұтынушы бар бағдарламалардан ол қолданғысы келетінін көрсету керек. Әртүрлі иерархиялық деңгейлергежататын ММ айналдыруының процесі 12.1 – суретті иллюстриялайды.

Инженер – тұтынушы талданатын объект және жобаланатын процедуралар туралы шығыс ақпаратын береді. 12.1 – суретте Ветви 1 көп деңгейге жататын, шептік секілді, көп кезде ДУЧП түріндегі есеп қойылымына сәйкес келеді. ДУЧП шешімінің сандық тәсілдері есептердің алгебраизациясына және айнымалылардың дискретазациясына негізделген.

Дискретизация – кеңістіктік және уақыттық интервалдарда зерттеу үшін берілген соңғы көптеген олардың мәндерінің үзіліссіз айнымалылардың алмасуында болады; алгебраизация — алгебралық қатынастармен өндірімдердің алмасуында.

12: Жүйені жобалауда математикалық модельдер туралы жалпы түсінік.

1. Радиоэлектронды құралдардағы математикалық модельдер туралы жалпы түсінік.

2. Радиоэлектронды құралдарда конструкторлық жобалауды автоматтаудың жалпы сипаттамасы.

3. Құрастыру-коммутациялық кеңістіктің математикалық моделі.

Математикалық модель – бұл жобаланып отырған объектінің қасиеттерін дәл сипаттайтын математикалық элементтер (сандар, айнымалылар, векторлар, көпмүшелер) мен олардың байланысының жиынтығы.

Статикалық модель –өзгермейтін сыртқы параметрлермен объектті жобалаудың күйін сипаттайды және өтпелі сипаттамаларын ескермейді.

Динамикалық модель – сыртқы параметрлердің уақытқа байланысты өзгеруінен болатын объекттегі өтпелі процестерді қосымша көрсетеді.

1. Радиоэлектронды құралдардағы математикалық модельдер туралы жалпы түсінік.

ЭЕМ-ны қолданып радиоэлектронды құралдарды жобалау бұл объектіні математика тілінде, алгоритмдік іске асыруға жеңіл болатындай етіп сипаттауды талап етеді.

Жобаланып отырған объектінің математикалық сипаттамасы деп математикалық модельді атайды. Математикалық модель – бұл жобаланып отырған объектінің қасиеттерін дәл сипаттайтын математикалық элементтер (сандар, айнымалылар, векторлар, көпмүшелер) мен олардың байланысының жиынтығы. Жобалаудың әр деңгейінде жобаланып отырған объектінің өз математикалық сипаттамасы қолданылады, оның күрделілігі ЭЕМ-дағы талдау мүмкіндіктерімен үйлесуі керек. Бұл бір объектіге күрделілігі әртүрлі бірнеше модельдің болуына алып келеді.

Математикалық модельдеудің жалпы теориясында кез-келген объектінің математикалық моделін сыртқы, ішкі, шығыс параметрлері және фазалық айнымалылармен сипаттайды. Модельдің ішкі параметрі жобаланып отырған объектіге кіретін компоненттер сипаттамасымен анықталады, мысалы, негізгі схема элементтерінің номиналы. Егер жобаланып отырған объект n қарапайым компоненттен тұрса, онда оның математикалық моделі де ішкі параметрлер векторын құратын параметрлермен W = |w1...wn|T анықталатын болады. Wi параметрлерінің әрқайсысы өз кезегінде жобалау объектісіне байланысты функция, вектор немесе одан да күрделі математикалық функционал болуы мүмкін.

Модельдің шығыс параметрлері – жобаланып отырған объектінің функционалдық, пайдаланушылық, конструкторлық-техникалық, экономикалық және басқа да сипаттамаларын айқындайтын көрсеткіштер. Мұндай көрсеткіштерге жіберу коэффициенттері, салмақ және жобаланып отырған объект габариті, сенімділік, бағасы және т.б. жатады. Ішкі және сыртқы параметр ұғымдары ұқсас, анағұрлым күрделі деңгейде модельдеу кезінде шығыс параметрлері кіріске айналуы немесе керісінше болуы мүмкін. Мысалы, резистор кедергісі күшейткіш құрылғыны модельдеу кезінде ішкі параметр болса, резистордың өзін модельдеу кезінде сол кедергі шығыс параметрі болады. Модельдің шығыс параметрі векторын келесідей белгілейміз:

Модельдің сыртқы параметрлері – жобаланып отырған объектіден тыс орта сипаттамасы. Сыртқы параметр векторы жалпы жағдайда көптеген жасаушылардан тұрады. Оның құрамына ішкі параметр векторына кіретіндердің барлығын жатқызуға болады. Оны келесідей белгілейміз:

Математикалық модель теңдеулері объектінің күйін түгел сипаттайтын, бірақ модельдің ішкі немесе сыртқы параметрі болып табылмайтын (мысалы, радиоэлектронды құрылғылардағы ток пен кернеудің ішкі параметрлері – электрлік схемалар элементтерінің номиналдары болса, сыртқы параметрлері – шығыс қуаты, жіберілу коэффициенті болып табылады) компоненттердің физикалық сипаттамаларын байланыстыра алады. Мұндай сипаттамаларды фазалық айнымалылар деп атайды. Жобалау объектісінің жұмысын толықтай сипаттайтын, көлемі жағынан ең кішкентай фазалық айнымалы вектор v = |v1...vr|T базистік вектор деп аталады. Мысалы, радиоэлектронды құрылғылардың математикалық моделінің теңдеуін құрғанда базистік вектор V ретінде түйінді потенциал векторын немесе күй айнымалыларын – конденсатордағы кернеулік пен индукциялықтағы ток векторларын қолдануға болады. Фазалық айнымалы векторын қолдану құрылғының математикалық модель теңдеуін құратын бағдарламаның алгоритмдік іске асуын жеңілдетеді.

Жалпы жағдайда, F шығыс параметрлері V,W,Q векторларынан операторлармен сипатталуы мүмкін және құрылғының математикалық моделі теңдеулер жүйесінің шешімімен анықталуы мүмкін. Жоғарыда айтылғандарды ескере отырып, кез-келген радиотехникалық объектінің математикалық моделі келесі теңдеулер жүйесі арқылы көрсетілуі мүмкін:

Мұндағы, және - модельді басқару жүйесінің түрін анықтайтын операторлар.

(1) теңдеулер жүйесі сызықтық алгебралық теңдеулер жүйесі, әртүрлі сызықтық емес теңдеулер, толық немесе жеке туындылардағы дифференциалдар түрінде болуы мүмкін және жобаланып отырған объектінің математикалық моделі болып табылады. (1) теңдеулер жүйесін шешу нәтижесінде құрылғыда жұмыс жасайтын фазалық айнымалылар V анықталады. (2) теңдеулер жүйесі объектінің шығыс параметрлерінің фазалық айнымалыларға V тәуелділігін анықтайды.

Кейбір жағдайда V векторының құрамы объектінің ішкі немесе шығыс параметрі болуы мүмкін, мұндай жағдайда (1) және (2) теңдеулер жүйесі жеңілдетіледі.

Әдетте модельдеу деп тек (1) жүйесін құруды ғана айтады. (1) теңдеуін шешу және (2) теңдеуі арқылы F векторын анықтау математикалық модель талдауы деп аталады.

Модельдеудің әр деңгейінде жобаланып отырған радиотехникалық объекттің математикалық моделі мен объекттің құрамындағы компоненттер анықталады. Компоненттердің математикалық моделі берілген компонентке тиесілі фазалық айнымалылар арасындағы, ішкі және сыртқы параметрлер арасындағы байланысты орнататын теңдеулер жүйесінен тұрады. Бұл теңдеулер компонентті деп аталады, ал сәйкес модель – компонентті деп аталады.

Компоненттердің бірігуінен тұратын жобалау объектісінің математикалық моделін объектіге тиесілі компоненттер математикалық моделінің негізінде алады. Компонентті теңдеулердің объектінің математикалық моделіне бірігуі фазалық айнымалылардың үздіксіздік және тепе-теңдік шартын білдіретін іргелі физикалық заңдары, мысалы Кирхгоф заңдары, негізінде жүзеге асады. Бұл заңдарды сипаттайтын теңдеулер топологиялық деп аталады, олар құрылғыдағы компоненттер арасындағы байланысты көрсетеді. Жобаланып отырған объект үшін компонентті және топологиялық теңдеулер жиынтығы объектінің математикалық моделі болып табылатын жүйені (14.1) құрайды.

Нақты жобалау деңгейінің талабына сәйкес жобаланып отырған объект әртүрлі талаптарға сай болуы тиіс:

• Объектінің шығыс параметрлерінің оның ішкі және сыртқы параметрлеріне тәуелділігін олардың өзгеру диапазонында барынша дәлдікпен анықтау;

• Объектідегі физикалық процестерге бір мағыналы үйлесілімділіктің болуы;

• ЭЕМ-де іске асыруға болатын қажетті аппроксимациялар мен жеңілдіктерді іске қосу;

• Үлкен әмбебаптыққа ие болу, яғни бір типті құрылғылардың көптеген тобын модельдеуге қолдана алу;

• Машина ресурстарының шығыны жағынан үнемді болу және т.б.

Бұл талаптар бір-біріне қарама-қайшы және олардың үйлесуін қанағаттандыру кейбір есептерде қиынға соғуы мүмкін. Сондықтан бір компонент немесе құрылғы үшін бір емес бірнеше модельді иелену керек. Осыған байланысты, модельдер классификациясы барлық жағдайды ескере отырып, көптеген белгілер бойынша іске асуы тиіс. Күрделілігі жағынан толық модельдер мен макромодельдерді айыруға болады. Макромодельдер жеңілдетілген математикалық модельдер болып табылады.

Өз кезегінде макромодельдер екі топқа бөлінеді: факторлық және фазалық модельдер.

Факторлық модельдер жобалаудың келесі деңгейлерінде қолдану үшін арналған.

Фазалық макромодельдер шешіліп отырған есептің көлемін азайту үшін жобалаудың алынатын деңгейінде қолдану үшін арналған.

Радиотехникалық объектілердің математикалық моделін алу тәсілдерін екіге бөледі: физикалық және жасанды. Физикалық модельдерді жобаланып отырған объектінің жұмыс жасауының физикалық заңдылықтарын зерттеу арқылы алады, яғни модельдің параметрлері мен теңдеу құрылымы анық физикалық анықтамаға ие.

Жасанды модельдерді объект жұмысының физикасы толық анықталмаған кезде объектінің негізгі параметрлері арасындағы байланысты орнату және өлшеу арқылы алынады.

Қазіргі кездегң автоматты жобалау жүйелерінде жобаланып отырған объектінің математикалық моделінің теңдеулер жүйесін құру автоматты түрде ЭЕМ-нің көмегімен жүзеге асады.Теңдеулер жүйесін құру алгоритмінің негізіне байланысты радиоэлектронды объект моделін электрлік, физика-топологиялық және технологиялық деп бөлуге болады.

Электрлік модель ұғымы объект моделі болып табылатын электрлік схемадағы кернеу мен токты байланыстыратын теңдеулер жүйесін немесе ЭЕМ-де объект моделінің кернеуі мен тогын байланыстыратын теңдеулер жүйесін алуға болатын негізгі элементтерден (резисторлар, конденсаторлар) тұратын электрлік схеманың өзін іске қосады.

Физика-топологиялық модельдерде бастапқы параметрлер болып жобаланып отырған объектінің аумағын анықтайтын геометриялық мөлшерлер мен материалдың электрофизикалық сипаттамалары табылады. Бұл модельдің теңдеулер жүйесін шешу нәтижесінде алаңдар құрылғының ішінде және сыртқы шығысында болады. Мұндай модельдер жартылай өткізгіш құралдарды, СВЧ-құрылғыларды және басқа бірқатар өнімді дайындауда қолданылады.

Технологиялық модельдер жобаланып отырған объектіні дайындаудың технологиялық процестерінің параметрлеріне (диффузияның уақыты мен температурасы, диффузант концентрациясы) негізделеді. Бұл модельдің шығыс параметрлері – физика-топологиялық немесе технологиялық параметрлер жиынтығы.Ішкі және сыртқы параметрлерді беру тәсіліне қарай математикалық модельдер дискретті және үздіксіз болып бөлінеді.

Жобаланып отырған объектіде процесс серпінділігінің теңдеулерін ескеру не ескермеуіне байланысты статикалық және динамикалық модельдер болады. Статикалық модель –өзгермейтін сыртқы параметрлермен объектті жобалаудың күйін сипаттайды және өтпелі сипаттамаларын ескермейді. Динамикалық модель – сыртқы параметрлердің уақытқа байланысты өзгеруінен болатын объекттегі өтпелі процестерді қосымша көрсетеді.

Элементтердің математикалық модельдері мен радиоқұрылғылар түйіндері классификациясының басқа да түрлері бар.

Радиотехникалық және басқа да объектілерді модельдеу бағдарламасы компонентті теңдеулері бағдарлама кітапханасында сақталатын негізгі элементарлы схемалық элементтер жиынтығынан математикалық модельдің теңдеулер жүйеісін автоматты түрде құруы тиіс. Көптеген радиотехникалық құрылғылардың модельдерінің шындыққа сәйкес объектісін синтездеу үшін базалық жиынтықкем дегенде бес түрлі жинақталған схемалық элементтен тұруы тиіс.

2.Радиоэлектронды құралдарда конструкторлық жобалауды автоматтаудың жалпы сипаттамасы

Радиоэлектронды құралдарды конструкторлық жобалау деңгейі араларында қажетті кеңістіктік немесе электрлік байланыстары бар конструктивті компоненттер жиынтығына кіретін құрылғылардың функционалдық немесе принциптік электрлік схемалар есептер кешенін білдіреді. Конструкторлық деңгей радиоқұрылғыны жасап шығарудың жалпы циклінің соңғысы болып табылады және оны жасау және қолдану үшін конструкторлық-технологиялық құжатты берумен аяқталады.

Радиоэлектронды құралды айқындау кезінде басқарушы принцип – модульді болып табылады. Ол күрделілігі әртүрлі, бір-біріне бағынышты конструктивті модульдерді (компоненттерді) бөлуге негізделеді.

Сонымен, радиоэлектронды құрылғының конструкциясын 1-суретінде көрсетілгендей күрделілігі әртүрлі компоненттерден тұратын иерархиялық құрылым ретінде көрсетуге болады.

Бірінші деңгейдің модулі немесе компоненті конструктивті бөлінбейтін құрылғыны білдіреді, мысалы, микросхема, транзистор, дискретті резистор және т.б.

Екінші деңгейдің модулі бір баспа платасында бірнеше бірінші деңгейдің модулін біріктіреді.

Үшінші деңгейдің модулі – блок - екінші деңгейдің модулін біріктіреді және баспалы немесе өткізуші монтажы бар панель (кассета) түрінде конструктивті рәсімделуі мүмкін.

Төртінші деңгейдің модулі панельдер (кассеталар) қатарын бағандарға, шкафтарға біріктіретін жеке құрылғыны білдіреді. Мұндағы панельдер арасындағы байланыс өткізуші монтаж арқылы іске асады.

Модульді конструктрлеу әдісі бірқатар ерекшеліктерге ие, солардың бірі радиоаппаратураны жасаудың әртүрлі деңгейінде конструкторлық есптерді шешудің алгоритмдік іске асу әдістерін жеңілдету болып табылады. Сонымен қатар бұл әдіс әртүрлі деңгейдегі модульдердің конструктивті және схемалық үйлесілімділік мәселесін шешуде ғана қолданылады.

Бұл шартты орындау барысында әртүрлі деңгейде шешуге тиісті жобалаудың конструкторлық деңгейінің бірқатар стандартты есептерін бөліп көрсетуге болады. Егер радиоқұрылғылардың 70% құратын микроэлектронды құрылғыларды алатын болсақ, бұл есептерге төмендегілерді жатқызуға болады:

• Модульдерді құрастыру;

• Төменгі деңгейдегі модульді жоғары модульге орналастыру;

• Байланысаралық трассировка;

• Конструкторлық-технологиялық құжаттарды дайындау.

Құрастыру есебі төменгі деңгейдегі модульді конструктивті жоғары деңгейлі модульге орналастыруды меңзейді.

Орналастыру және трассировка есептері тығыз байланысты, себебі орналастыру кезінде байланысаралық трассировка шарты анықталады. Бұл есептерді біріктіріп шешу қиындықтарға алып келеді, және оларды алгоритмдік шешуде бұл есептер әдетте жеке-жеке қаралады. Алдымен төменгі деңгейдегі модульді конструктивті жоғары деңгейлі модульге орналастыру жүзеге асырылады, мысалы микросхемаларды баспалық платада, содан кейін байланысаралық трассировка орындалады. Егер трассировка қанағаттанбаған болса, онда орналастыру процесі қайта жасалады. Әдетте конструкторлық жобалаудың есептерін шешу үшін радиоқұрылғы конструктивті модульдер жиынтығы болып табылады. Құрылғының осылай берілуі коммутациялық схема деп аталады.

Жалпы жағдайда төменгі деңгейдегі модульді жоғары деңгейлі модульге орналастыру есебін келесідей көрсетуге болады: құрылғының коммутациялық схемасы берілген, модульдерді белгілі бір коммутациялық кеңістікте нақты бір функционалдың оңтайлы мәнін қамтамасыз ететіндей етіп орналастыру қажет.

Кез-келген деңгейдің конструктивті модулінің коммутациялық кеңістігі деп осы модульдің габариттермен шектелген аумағын айтады. Бұл аумақта алдыңғы деңгей модульдері орналасады және төменгі деңгей модульдерінің электрлік байланысулары жүзеге асады. Коммутациялық кеңістік тұрақты және тұрақсыз болады.

Коммутациялық кеңістігі бар байланысаралық ұзындықты өлшеу үшін координаттар жүйесі қолданылады (жалпақ коммутациялық кеңістік үшін XOY). Модульдің байланысушы контактілері мен координаталар арасын xi, xj және yi, yi келесі әдістердің бірімен анықтауға болады:

Бірінші әдіс байланысушы модуль контактілерінің арасын төте байланыстырады – евклидова-метрика (2а-сурет). Екінші әдіс байланысты параллель координаттар осі бағытымен – ортогональді мерика жүргізуді меңзейді (2б-сурет). Үшінші әдіс байланыс арасындағы ұзындық қосындысы мен олардың максималды ұзындығын азайту қажет болған жағдайда қолданылады.

Жоғарыда көрсетілген конструкторлық есептердің қойылымы мен шешімі ЭЕМ-де коммутациялық кеңістіктің математикалық моделін және жобаланып отырған құрылғының электрлік схемасын анықтамай жүзеге асыру мүмкін емес. Конструкторлық жобалауды автоматтау есебін шешу үшін қолданылатын схемалар мен коммутациялық кеңістік модельдерін бірнеше түрге бөлуге болады: симметриялық графтар теориясын қолданатын модельдер; гиперграфтар мен ультраграфтар теориясын қолданатын модельдер; жиындар теориясын қолданатын модельдер; эквиристикалық модельдер.

2. Құрастыру-коммутациялық кеңістіктің математикалық моделі.

Құрастыру-коммутациялық кеңістік (ҚКК) конструктивті модульдер орналасу үшін және электрлік тізбектермен байланысқан олардың контактілерінің байланысын трассировкалау үшін арналған. Форма және ҚКК математикалық моделі модуль деңгейіне байланысты.

Жазық ҚКК-де конструктивті модульдерді орналастыру есебін шешу үшін ең көп тарағаны – эвристикалық дискреттік модельдер. Мұндай модельдер (оны ҚКК1 деп атайық) келесідей құрылады: ҚКК элементарлы алаңшаларға (дискреттер) бөлінеді, олардың әрқайсысы төменгі деңгейдің бір конструктивтік модулін, мысалы микросхеманы баспалық платада орналастыруға арналған. Бұл платалар жұмыс алаңының дискреттері (ЖАД) деп аталады.

Әрбір дискрет орналастыру есебін шешу кезінде келесі жағдайдың бірінде болуы мүмкін: орналасуға бос я бос емес, модульдің орналасуына рұқсат етпейтін белгілі бір салмағы бар және т.б.

ҚКК модельдерінің бір түрі – ортогональды торы бар модель, оның түйіндерінде төменгі деңгей модульдері орналаса алады). Тор қадамы модульдің көршілес торындаорналаса алуына байланысты таңдалады.

Әртүрлі габаритті комоненттерді орналастыру кезінде ЖАД көлемін орналасатын модульдердің сызықтық көлемінің ең үлкен ортақ бөлгішіне тең етіп немесе ең кіші модульге арналған орынның сызықтық көлеміне тең етіп алынады.

Ұқсас дискреттік модельдер трассировка үшін де қолданылады. Бұл жағдайда дискрет қабырғалары өткізгіш еніне тең квадрат пішіндес болады (3в-сурет). Әр дискреттің өткізгіші тек көршілес ЖАД-қа ғана өткізіле алады.

Орналастыру есебін шешуде ең көп тараған VG(S, V) өлшенген графы түрінде ҚКК моделі болып табылады. Оны ҚКК2 деп белгілейік. VG өлшенген графы симметриялық граф болып табылады. Оның көптеген S төбелері төменгі деңгей модульдері үшін коммутациялық кеңістікте орнатылатын позицияларға сәйкес келеді, ал көптеген бұтақтары орнатылатын позицияларға сәйкес арасындағы байланыстарды ұқсас. Графтың әр бұтағына uij салмақ pij меншіктеледі – ол орнатылатын позициялар Si және Sj орталықтарының арасындағы шартты бірлік санына тең. Бұтақ салмағы pij кеңістік метрикасына тәуелді (1, 14.2) формулаларының бірімен анықталады.

VG өлшенген графын сипаттау үшін аралас матрица Q қолдану ыңғайлы, оның жолдары мен бағандары граф төбелеріне сәйкес келеді, яғни ҚКК-дегі көптеген орнатылатын позицияларға сәйкес, ал gij элементтері i-нші және j-нші граф төбелеріне сәйкес бұтақ салмағына тең. Аралас матрицаның бас диагоналында жатқан элементтер нөлге тең. 3а-суретінде көрсетілген ҚКК үшін Q ортогоналды аралас матрицасы бар өлшенген граф түріндегі модель 4-суретіндегідей түрде болады.

Трассировка процесін формалдау үшін құрамдастырылған дискреттік-графтық модельдер ҚКК3 үлкен мүмкіндіктерге ие. Бұл жағдайда ҚКК симметриялық графпен G(S, V) моделденеді, онда әр ЖАД-қа граф төбесі сәйкес келеді. Si, және Sj төбелері бұтақ арқылы байланысады, егер олар көршілес дискреттерге сәйкес болса және олардан өткізгіш өте алатын болса. Өткізгіштер жолы тек граф бұтақтары арқылы өтуі тиіс, ал жол ұзындығы таңдалынға кеңістік метрикасымен анықталуы тиіс. 5а-суретте ортогоналды бағыттағы трассировка үшін және трассировка 45° бұрыштық жолда жүзеге асқан кездегі (6 бағыттағы трассировка) ҚКК2 моделі көрсетілген.

S төбелер жиынтығы бар және V бұтақтар жиынтығы бар G(S, V) симметриялық графы ЭЕМ-де А инциденция матрицасы ретінде сипатталуы мүмкін. Егер Si төбесі ui,j бұтағына инцидентті болса, оның элементі ai,j = 1 болады. Ондай болмаған жағдайда ai,j = 0. 5а-суретінде көрсетілген граф сегіз бағытта трассировка жорамалданған кезде инциленция матрицасы 5-суреттегідей болады.

ҚКК3 моделі өте кең тараған және трассировка кезінде ҚКК1-ге қарағанда барлық қысқа жолдарға қол жеткізуге мүмкіндік береді.

ҚКК3-ке кеңстіктің графтық моделі ҚКК4-те ұқсас, ол да трассировка мәселесін шешуге арналған. ҚКК4 моделі Si төбелері координатты тор түйіндеріне сәйкес келетін, ал ui,j граф бұтақтары көршілес екі нүктені байланыстыратынкоординаттық тор кесінділеріне сәйкес келетін G(S,V) симметриялық графын білдіреді (5б-сурет).

Коммутациялық кеңістікті модельдеудің трассировка мәселесін шешу кезінде модельдерді мультиграф түрінде қолдануға болады, яғни бірнеше бұтақтар арқылы байланысқан кем дегенде екі төбесі бар симметриялық граф түрінде. Бір төбені байланыстыратын бұтақтар еселі деп аталады, ал оның максималды саны графтың мультисаны деп аталады.

Осындай модельдердің бірі ҚКК5 моделі MG(S, V) мультиграфын сипаттайды, оның S төбелерінің жиынтығы төменгі деңгейлі модульдер үшін коммутациялық кеңістіктегі орнатылатын позициялар жиынтығына сәйкес келеді. MG(S, V) мультиграфы Q аралас матрицасы көмегімен сипатталуы мүмкін. Мұнда өлшенген графтағыдай, бас диагоналда жатқан gi,j элементтері нөлге теңестіріледі, ал диагоналда жатпаған gi,j элементтері графтың i-нші және j-нші төбелеріне инцидентті еселі бұтақтар санына тең. Мысал ретінде 5-суретті қарауға болады.

Тағы да бір мультиграф түріндегі трассировка мәселесін шешуге арналған ҚКК-нің ортақ моделі болып граф төбелері ҚКК бөлінетін макродимкреттерге сәйкес келетін ҚКК6 табылады. Мультиграф қабырғалары көршілес төбелерді байланыстырады, ал еселі бұтақтар саны көршілес дискреттер шекарасымен қанша өткізгіш өте алатындығына байланысты болады.

Арақашықтық трассировка кезінде өткізгішпе өткен макродискреттер саны ретінде анықталады. Шекарасынан екі және үш өткізгіш өте алатын макродискреттері бар ҚКК фрагменті және оған сәйкес мультиграф 6-суретте көрсетілген.

Мультиграф түріндегі ҚКК модельдері

u12 u13 u14 u23 u24 u34

A= S1 1 1 1 0 0 0

S2 1 0 0 1 1 0

S3 0 1 0 1 0 1

S4 0 0 1 0 1 1

Мұндай мультиграфтың аралық матрицасы төмендегідей болады:

S1 S2 S3 S4

Q= S1 0 3 3 0

S2 3 0 0 3

S3 3 0 0 0

S4 0 3 3 0

ҚКК6 моделі өткізгіштердің трассировкасын жасауды екі кезеңге бөледі: біріншісінде – мультиграф (макродискрет) төбесіне дейінгі жол жәлдікпен анқталады, екіншісінде жол бұтаққа дейінгі дәлдікпен айқындалады. Бұл бірінші кезеңде жолдың барынша ыңғайлысын таңдауға, ал екінші кезеңде трассировканы жүргізуге мүмкіндік береді.

13: Тәжірибені жобалау үшін математикалық модельдерді алудың негізгі әдістері

1. Элемент модельдерін алу әдістері

2. Макромодельдеу әдістемесі

3. Тәжірибені жобалау әдістері

4. Регресстік талдау

5. Диалогтық модельдеу

1. Элемент модельдерін алу әдістері

Элемент модельдерін алу (элементтерді модельдеу) жалпы жағдайда формалды емес процедура. Математикалық арақатынас, қолданылатын айнымалылар мен параметрлердің сипаттамасына қатысты негізгі шешімді жобалаушы қабылдайды. Модель параметрлерінің сандық мәнін есептеу, адекваттық аумақты анықтау және т.б. операциялар алгоритмделген және ЭЕМ-де шешіледі. Сондықтан элементтерді модельдеу әдетте нақты техникалық аумақтың мамандарымен жүзеге асырылады.

Элементтердің функционалды модельдерін алу әдістерін теориялық және тәжірибелік деп бөледі. Теориялық әдістер – процесстер объектісіндегі физикалық заңдылықтарды танып білуге негізделген. Тәжірибелік әдістер – бір типті объектілерді қолдану кезінде немесе мақсаты анықталған тәжірибе жүргізген кезде объект қасиеттерінің сыртқы көрінісін қолдануға негізделген. Көптеген модельдеу операцияларының эвристикалық сипаттамасына қарамастан әртүрлі объектілердің модельдерін алу үшін ортақ ережелер мен тәсілдер бар. Макромодельдеу әдістемесі, тәжірибені жобалаудың математикалық әдістері, сонымен қатар параметрлердің сандық мәндерін есептеу операцияларын құру алгоритмі және адекваттық аумақты анықтау арасында жалпы ортақ сипат бар.

2. Макромодельдеу әдістемесі

Әдістемені қолдану төмендегі деңгейлерден тұрады:

1. Модель болуға тиісті объект қасиеттерін анықтау (болашақ модельге әмбебаптық дәрежесіне талаптар қойылады).

2. Модельденіп отырған объект қасиеттері жайында оприорлы мәлімет жинақтау.

Жинақталатын мәліметтерге анықтамалық деректер, математикалық модельдер және қолданыстағы ұқсас объектілер нәтижесі және т.б. мысал бола алады. Бұл ақпаратты туынды статистика деп атайық.

3. Модель теңдеуінің жалпы түрін алу (модель құрылымы). Бұл деңгей теориялық әдістер жағдайында жоғарыда көрсетілген осы әдістерге тән барлық операцтялардың орындалуын меңзейді. Әдетте модель жобалаушысына теңдеулермен емес, эквивалентті схемалармен жұмыс жасау анағұрлым ыңғайлы.

4. Модель параметрінің сандық мәнін анықтау. Бұл деңгейді орындау келесідей жүзеге асады:

• Экстремалды есепті шешу;

• Тәжірибені жүргізу және алынған нәтижені өңдеу.

5. Алынған модельдің дәлдігін анықтау және оның адекваттық аумағын айқындау.

6. Алынған модельді модельдер кітапханасында қолданылатын формада көрсету.

14: күрделі жүйелердің жобалауындағы модерлінеуі

1. РЭА аналогының математикалық моделі.

2.РЭА қисынды схемалардың математикалық моделі.

3. Сандық РЕА логикалық схемасының математикалық моделі.

1. Аналогты РЭЕ-ң математикалық моделі.

Метадеңгейде күрделі аналогты РЭА-ны жобалау үшін сұлбатехникалық модельдеудің негізгі жағдайларын қолдану қиын болады. Бұл өте үлкен көлемді есептермен байланысты. Оларды шешу үшін жеңілдету қажет. Есептердің көлемін түсірудің негіз макромодельдеу біт. Үнемі қосымша жеңілдіктермен мүмкіндіктері қатарын қолданады. Олардың ішіндегі бастылары келесідей болып формулирленеді.

1. Символдарды жіберуде бір бағытқа бағыталушылық, яғни кіріс тізбектерінің жағдайына шығыс айнымалыларының әсері жоқ макромодельдерді қолдану.

2. Модельденетін жүйе жағдайына және параметрлерге жүктеме әсерінің жоқтығы.

3. Екі тіпті (кернеу және ток) фазалық айнымалылар орнына сигналдар деп аталатын бір типті айнымалыларды қолдану. Осы кезде элементтің компоненттік теңдеуі. Осы элементтің кірісі және шығысында сигналдардың байланыс теңдеуін ұсынылады.

4. Инерциялық элементтердің модельдерінің сызықтығы. Айтылған мүмкіндіктер автоматты басқарудың жүйелерін талдау үшін кең қолданылатын функционалдық модельдеу үшін харантерлі. Функциональды модельдеу кезінде жүйе элементтерін (звенья) үш топқа бөледі.

- сызықтың инерциялық емес буын қайталау инвертирлеу, жаңа кешігу, нақты күш жұмсау, сигналды қосындылау секілді функционалды бейнелеу үшін;

- сызықты емес инерциялық емес буын сигналдардың әртүрлі сызықты емес айналуларын (шектеу, детектирлеу, модулияция және т.б.)

- сигналдардың фильтрациясын, интегрирленуін, дифференцирленуін орындау үшін сызықты инерциялық түйін.

Инерциялық элементтер Лаппас бойынша немесе Фурье бойынша шығыс және кіріс фазалық айнымалыларының айналу қатынасымен көрсетілген. Облыстың уақытылы талдауы бойынша Лаппас айнылдыруын қолданады бір рет кірумен инерциялық элементі моделі және бір рет шығумен жіберуші функция бар: жиілікті облыстық талдауы кезінде (Фурье айналдыруы) элемент моделінің амплитудалы – жиілікті мәні және жиілікті –фазалық характериктігі бар. Им элементтерінің бірнеше кіріспе және шығысының болуы кезінде жіберуші функцияның және жиілікті характеристиктің матрицасы ұсынылады.

Функциональды модельдеу кезінде қолданылатын мүмкіндіктер элементтердің математикалық моделінен (ЭММ) жүйенің математикалық моделін (ЖММ) алудың алгоритмін жеңілдетеді.

Жүйенің математикалық моделі айнымашыларды теңестіру кезінде бірігетін кірістерге және шығыстарға жататын, жүйеге кіретін ЭММ жиынтығын ұсынылады.

2. Сандық РЭА логикалық сұлбасының математикалық моделі

Функциональды – логикалық деңгейде құрамдар моделін жеңілдететін қосымшалар қатары қажет. Бұл сұлбатехникалық деңгейде талданатын обьектермен салыстырғанда өте күрделі обьектілерді талдауға мүмкіндік қолданылатын қосымшалардың бір бөлігі аналогты РЭА модельдеу үшін қолданылатын қосымшаларға аналогты.

Біріншіден, бұл сигналдар деп аталатын бір типті фазалық айнымалылар әдетте керлеулер) көмегімен обьенттер жағдайының бейнеленуі туралы қосымша.

Екіншіден, жүктеменің бастау- элементтерін функциомерлеуге әсері есептелмейді.

Үшіншіден бірбағыт бағытталғандық туралы мүмкіндік қолданылады. Яғни тек бір бағыттағы элемент арқылы сигналдарды жіберу мүмкіндігі туралы. (кірістен шығысқа).

Салдық РЭА-ны модельдеу кезінде осы жағдайларға қосымша айнымалыларының дискретизациясы туралы жағдай қолданылады, олардың мәндері тек берілген соңғы көпшілікке алфавитке, мысалы екілік алфативте жатуы мүмкін.

Сандық РЭА модельдің детализациялық әртүрлі деңгейінде мүмкін. Фунциональды –логикалық жобалаудың аппаратуралар вантильдер типті қарапайым сұлбаларды қарастырады, регистрлік ішкі жүйеде элементтер болып жеке вентильдеп секілді, қарапайым сұлбалардың күрделі байланыстыру да болуы мүмкін, мысалы регистрлер, счетчиктер, динифраторлар, сумматорлар, арнорметика- логикалық қондырғылар және т.б.

Логикалық ішкі деңгейде элементтердің математикалық моделін қарастырамыз. Бір шығысты комбинацияланған элементтер үшін Им берілген уақыт сәтінде айнымалылардың кіріс мәндері бойынша (кірістер мәні) уақыт сәтінде шығыс айнымалылардың шығыс мәнін есептеуге мүмкіндік береін мәнді (жалпы жағдайда алгоритм ұсынады.)

Мұндағы t=0 элементтегі сигнал моделі элементтің мұндай моделін асинхронды деп аталады. t=0 кезінде элемент моделін синхронды деп аталатын көп шығысты элементтің моделі өзіне кешігулерді есептеуді жою және барлық шығыс сигналдарының мәнінің алгоритмін жазып өзіне қосады.

Ретті тізімдерінің элементтері үшін жадыдағы жады аркументтері шығыс айнымалыларының кіріс секілді де, ішкі Ик айнымалалары да болатын модельдерді қолданады. Ішкі айнымалылар векторы элемент жағдайын байланысты оның жадысының жағдайын.

Элементтер моделін жалпы жүйенің математикалық моделіне біріктіру айнымалыларды кіріс және шығыс элементтерінің бірігетін теңестіруімен жоғарыда аталған мүмкіндіктер негізінде орындалады.

3. Иммитациялық моделі.

Барлық дамыған байланыстар нақты жүйелерді, процестердің және құбылыстардың модельдерін құру мен үйрену үшін қелді. Тіл ғылымы үйренетін құбылыс (жүйе- процесс) принципиальдың әртүрлі оқуларға мүмкіндік бермейтін құбылыстар таңдауды талап етеді. Матез модельдер шарты дәлділік шкаласының басқа сақында мүмкіндігіне бойынша бір түсінікті қолданатын мәтіндік модельдер болу. Имитациялық модельдер дәлділік шкаласының осы шеткі их арасында орналасқан.Бұл ғылымда ЭЕМ-де орындалатын осы обьекттердің сол модельдерінде, нақты обьекттерде ағатын процесстеді айналудың арнайы қадамдары құрылады және қолданылады.

Имитациялық модельдеу динамикалық обьектер, процестер және құбылыстар моделімен байланысты. Уақыт бойынша оқиғаларды өгерту модульдер көмегімен қолданылатын феномен. Нәтижесінде шешімнің жаңа білімдері немесе әр түрлі түрі өңдеулін мүмкін. Мысалы, табиғатқа қарайтын жұмыс жолының диспетчері, шартты түрде ол ойынша бейнелетін модельдермен іс жүргізетін сорттың станцияларда поездар және арқалатын вагондар. Егр мұндай табу болашақ диспетчерлерді оқытатын оқ у орнаталығында орналасқан болса, онда табиғатқа шығатын процестер нақтылы орындалғандықтан имитнерлейді.

Мұндай жағдайларда соң немитацияланған модельдеу туралы болып жатыр. ЭЕМ пайда болуы имитациялық модельдеудің дамуына күшті түрткі берді. Имитациялық модельдің екі типі бар. Уақыт бойынша модельдеу және оқиғалар бойынша модельдеу.

Бірінші жағдайда ЭЕМ-де уақыттың стандартты ұзындық учаскесіне үзіліссіз шкаласын дамытатын уақыт интервалдарымен фатчигіне ие. Осы учаскелердің ұзындығы модельденген құбылыстың спецификасымен анықталады. Егер, мысалы қару аппаратында шаряд қозғалысы, периодында ағатын машинада процестерді ойнату үшін, интервал сендидтың мыңдық үлесін құрауы тиіс. Егер де ЭЕМ-де қатты бөлшектердің төмен түсу процесі модельденгендей, онда модельдеу инбервалдары сағатқа ие тәулікке тең болуы мүмкін.

Иминациялық модельдеу үшін арнайы бағдарламаның құралдар дайындалған мамандандырылған бағларламалау тілдері олардың ішінде ең көп тарағаны- силеуін және мамандандырылған қолданбалы бағдарламалар пакеттері.

Нақты күрделі жүйелер жұмыстың қалыпты жүрісінің бұзылуына әкеп соқтыратын, үлкен көлемді кездейсоқ ауытқитын факторлардың әрекеттер жағдайында функциомерленеді.

Ауытқитын фанторлардың бастаулары сыртқы ортаның әрекеттері, сондай-ақ жүйенің ішінде туындайтын әртүрлі басты тартулар болып кездейсоқ факторларының әрекетінің басында өнімділік, жоспарлы тапсырманың орындалу уақыты және басқа да техника- экономикалық көрсеткіштер тек шашыратқышқа ғана тап болмайды сондай-ақ өздерінің орташа мәндерінің араласуын да ала алады. Сондықтан тек орта мән бойынша бағалауға жуық.

ЭЕМ-де технологиялық процесті модельдеу кезінде олардың логикалық құрылымы және уақыт бойынша орналасуын сақтаумен құбылыстарды орындату. Бұл жобалау процесінің нақты хабритеристикаларын алуға олады техника өнімділік, жеке технологиялық операцияның өткізу модельдеу мақсаты (технологиялық процесі) техникалық өнімділіктің жобалы есебін және операцияны өту процесінде туындайтын әртүрлі оқиғалардың, қондырғының және нитруцентің сенімділігі, технологиялық процестің әрбір операциясының берілген нұсқаны құрымның есепті эффектілігінің басқа көрсеткіштерінде қорытындыланады.

Модельдеу нәтижелері басқарушы бағдарламаларды дайындау және операцияларды жобалау кезеңінен қолданылатын мәннің сапасын жоғалату үшін қолданылады, сондай ақ өнім партиясының өлшемінің олардың шығыс көрсеткіштеріне, инструмент дублерлер түрінің және салыың, жеке опеациялардың сенімділіктің әсер ету деңгейін зерттеуге мүмкін береді. Осылайша, технологиялық процесті модельдеу келесі тапсырмалар үшін орындалады:

- технологиялық процестің құрылымның берілген нұсқасы кезінде өнімнің негізгі шығыс характеристикасын жобалау, оны тоту уақытының технкалық өндірушіліктің, бастартулардың орташа санының ұзақтығы жетті.

- Жоспарлы тапсырманы, статистикалық характеристикалық және экономикалық эффектіліктің басқа көрсеткішін орындау кезінде уақытты реттеу заңын алу.

- Технологиялық процестің құрылымының тиімді нұсқасын таңдау үшін модельдеу нәтижелерін қолдану.

- Дайындалған имитациялық модельдер көмегімен процес құрылымының нұсқасын; іздеу технологиялық процестің материалдық моделі қондырғы клмпонентінің элементер сенімділімен және өңдеу процесінде олардың өзара байланысын берілге оның құрылымының берілген нұсқасымен тұрғызылады.

Технологиялық процестің модельдеу негізіне қандай аударымдар, қандай позиялық және қандай ретпен орындалады, қандай инструменттер дублерлер қолданылатының анықтайтын оның операциясының әрбірінің құрылымы енгізілген.

РЭС дайындау процесі дискретті стохастикалық процес б.т. оның дискреттілігі элементтарлы операциялар (ауысулар, мероприлтия, жұмысқа қабілеттілікті орнату) жай орындалады, анықталған ұзақтылыққа ие, сондай-ақ келесі процедура тек қана алдыңғысының толық аяқталуымен орындалады.

Дайындау процесінде орын ауысулар немесе жөңдеуді талап ете отырып, қатардан кез келген уақытта шығып кететін элементтердің үлкен саны қолданылады. Бұл процестің қалыпты жүруін бұзуға әкеп соқтырады қалпына келтіретін жұмыстарын орындауға кеткен уақт шығындарды мен бастартуларының пайда болуын бағалайтын шамалары кездейсоқ мінезге ие.. Кездейсоқ болып табылады. Бас тартуға дейін қондырғының жұмыс істеу уақыты, бас тартуға дейін әрбір инструменттің жұмыс істеу уақыты, бас тартуға дейін әрбір инструменттің жұмыс істеу уақыты, ретті бастартумен арасындығы жұмыс уақытысы, жұмысқа қабілеттілікті қалпына келтіру уақыты, техникалық өндірушілін және т.б.

Имитациялық модельді сезімталдыққа тексереді, яғни Р модельдеу нәтижесіне модельге кіретін параметрлерінің берілген дәлдік аралығында мүмкін болатын бастартулар әсерінің маңыздылығын анықтайды. Имитациялық модельдің төменгімен мысалы, өнімнің сапасының көрсеткішіна анықтауға, дайындау процесінің өткізу уақытын, инструменттерінің бас тартуынан уақытты жоғалтуды анықтауға болады. Осылайша имитациялық модель және технологиялық процестің модельдеу ретті немесе параллельді ретті сұнбаны орындарға мүмкін береді.

Мұндағы оң жаң бөліктегі тұрақты теңдеулер шамасы: операциялы өткізу уақыты кіріс параметрлерінің векторы әрекеттерді басқарушылар.

РЭҚ өнімін дайындау процесінің имитациялық моделінің алгоритмі шамалары аралығында ауытқуы мүмкін. Имитациялық модельдеудің қолданын қолдана отырып мақсат бастартуы табуға болады.

Метаматикалық модельдің көмегінің өңдеудің тиімді параметрлерінде және мақсат функцияның шамасын анықтай отырып тұрақты ауытқының бос тартуының әрбір жағдайы үшін орташа варианттың мәнімен сәйкес алынған характеристиктердің айырмашылық деңгейін бағалайды.

Берілген дәлдік пен сенімділікті мақсат функцияның экстремумын және операциялық тиімді режимін табу үшін келесі шарттарды орындаумен қамтамасыз ету керек:

Мұнда операцияның анықталған режимдер және мақсат функцияның мәні сенімділікті берілген аралықта орналасады .

Варианттар санын қысқарту үшін бірінші кезекте орташа нұсқада белсенді шектеуді ескеру керек және тек олардың белсенді бөлігі үшін шектеуінің оң жақ вариациясын қарастыру керек.

Әдебиеттер:

1. Martin J., McClure C. Structured Techniques: The Basis for CASE. Englewood Cliffs: Prentice Hall, 1988.

2. Mazza C„ Fairclouch J., Melton B. Software Engineering Stand¬ards. N.Y.: Prentice Hall, 1994.

3. Software Engineering: A Practioner's Approach. 3 ed. by ed. R.S. Pressman. N.Y.: McGraw Hill, 1992.

4. Экономика, разработка и использование программного обес¬печения ЭВМ: Учебник / В.А. Благодатских, М.А. Енгибарян и др. — М,: Финансы и статистика, 1992.

5. Боэм Б.У. Инженерное проектирование программного обес¬печения. — М.: Радио и связь, 1985.

6. Липаев В.В. Проектирование программных средств. — М.:Высшая школа, 1990.

7. Эрик Дж. Нейбург. Роберт А. Максимчук. Проектирование баз данных с помощью UML. –М.СПб.К: Издательский дом «Вильямс», 2002 г. –288с., ил.

8. Филипп Крачтен. Введение в Ratioanal Unified Process. М.СПб.К: Издательский дом «Вильямс», 2002 г. –374с., ил.

9. Лешек Мацяшек. Анализ требований и проектирование систем. Разработка информационных систем с использованием UML. «Издательство BHV-Санкт-Петербург Петербург». 2002 г. –342с., ил.

10.Красс М.С., Чупрынов Б.П. Основы математики и ее приложения в экономическом образовании. М. «Дело», 2000.

Мәлімет сізге көмек берді ма

Жарияланған-2015-10-19 15:45:42 Қаралды-16892

ЕРТЕДЕ БОЯУЛАР НЕДЕН ЖАСАЛҒАН?

ІНЖУ ҚАЙДАН АЛЫНАДЫ?

КҮН НЕДЕН ЖАСАЛҒАН?

ДЫБЫС ҚОРШАҒАН ОРТАНЫ ЛАСТАУЫ МҮМКІН БЕ?

БҰЛТТАРДЫҢ ҚАНДАЙ ТҮРЛЕРІ БАР ЖӘНЕ ОЛАР НЕНІ ХАБАРЛАЙДЫ?

ПЛАСТМАССА ДЕГЕНІМІЗ НЕ?

ПЛАСТМАССА ЫДЫРАУЫ МҮМКІН БЕ?

СУ ҮЙДІ ЖАРЫП ЖІБЕРУІ МҮМКІН БЕ?

МҰНАЙ НЕДЕН ТҰРАДЫ?