Введение к работе
Актуальность проблемы. Среди задач автоматизации проектирования важное место занимает исследование характеристик проектируемьх и уже работающих программно-технических комплексов (ШТ.'і САПР с иельэт рыяпления узких мест и возможностей по догагрувке для наиболее оптимального кх использования. Решение этой задачи позволит сократить цикл проектирования и снизить расходы на разработку системы.
В настоящее Бремя' наиболее распространенным средством в арсенале разработчиков ЭВМ стали системы моделирования, которые являются основой практически любой САПР. Используя средства моделирования, разработчик имеет возможность проанализировать все важнейшие характеристики проектируемой системы.
В последнее время созданы эффективные системы имитационного моделирования СИ?/) САПР. Опубликовано значительное количество работ, посвященных атому вопросу. Вместе с тем необходимо отметить, ' что сложность математического обеспечения задач имитационного моделирования затрудняет его иш.енерясе использование, так как требует разработки специальных инструментальных средств'и алгоритмов.
Для этого необходима разработка методов повышения эффективности средств ИМ при системном проектировании ПТК САПР.
Одним из направлений, ведущих к решению этой проблемы, является 'расширение функциональных возможностей имитационного моделирования за- счет введения дополнительных элементов в лингвистическое обеспечение., позволяющих описывать не только объекты модели; но и процессы.
Для этого необходим анализ существующих лингвистических средств моделирования САІІР ка различных уровнях детализации проекта, чтобы т.ыбрать наиболее логичные и удобные для разработчика языковые конструкции. От оптимальности Екбора будет в конечном итоге зависеть и эффективность применяемых средств ЙМ.
Вторым важным'аспектом повышения эффективности средств ИМ путем введения дополнительных элементов в лингвистическоо-обеспечение, является обоснованный выбор информационной структуры и методов обработки исходных описаний проекта САПР.
Вторым направлением повышения эффективности средств ИМ при
системном проектировании САПР является разработка методики принятии решении на этапах моделирования и обработки результатов имитации. Она должна включать в себя, методы оценіш адекватности мод-эля, определения длительности ' переходного ремима и чуСУкительности имитационной модели. Для целенаправленного и эффективного проведения моделирования исследователем должны быть реизны . проблемы оптимального планирования имитационных экспериментов. Задачи этого этапа такие должны быть решены в рачках комплексной методики принятия решений.
Целесообразным представляется создание подсистемы ИМ е рамках системы иерархического алгоритмического моделирования.
Комплексная реализация методов повышения эффективности средств Ш при проектировании САПР на системном уровне позволит существенно повысить эффективность труда разработчиков на всех этапах проектирования новой и при использовании уже действующей техники, за счет принятии более обоснованных решений по рациональному выбору структуры системы и сокращению сроков ее создания.
ЦЕЛЬЮ диссертационной работы является: разработка методов повышения эффективности средств имитационного моделирования при системном проектировании ІГГК САПР и их практическая реализация в системе иерархического алгоритмического моделирования. Для достижения йтой цели необходимо решение следующих научно-технических вадач:
классификация л исследование задач моделирования САПР на различных уровнях детализации;
анализ существующих лингвистических средств моделирования САПР на различных уровнях детализации проекта;
- исследование способов трансляции исходного описания
проекта в базу данных системы моделирования;
разработка структуры подсистемы ИМ в рамках системы иерархического моделирования;
разработка методов опенки адекватности и других свойств имитационной модели, ьлияк /.л на досторерпссть моделирования;
- исследование вопросов планирования экспериментов для целенаправленного и эффективного получения результатов имитации;
- разработка программных средств подсистемы Ш ЇЇГК САЙР,
' Методической основой работы являются системный анализ и теория информации, статистика и теория вероятности, математическое моделирование, методы автоматизации проектирования.
Научная новизна работы состоит в следующем:
предложен возможный подход к расширению функциональных характеристик система иерархического моделирования, отличающийся от существующих лингвистическими средствами поддержки КМ и позволяющий резко упростить описание систем на концептуальном уровне, что является дальнейшим развитием иерархического подхода к моделированию;
предложено расширение языка процедурного описания HHDL рядом операторов языка GPSS, отличающееся всаможностью включения в описание модели абстрактных конструкций и позволяющее качественно изменить функциональные характеристики GPSS. Появляется возможность широкого использования различных типов данных, и вычислительная мощность GPS5 становится аналогичной ал оритмическим языкам высокого уровня;
предложена методика обработки информации по результатам ИМ, позволяющая выбрать рациональный вариант ПТК САПР, отличающаяся комплексностью подхода к исследованию адекватности модели, анализу ее свойств и планированию экспериментов;
разработана структура подсистемы ИМ, позволяющая . решать задачи моделирования на системном уровне с минимальными временными затратами.
Практическая ценность работы. Значение результатов диссертационной работы для практики состоит в следующем:
предложенный подход к расширению функциональных возможностей комплексов имитационного и иерархического алгоритмического моделирования при проектировании ПТК САПР на системном уровне позволяет более гибко использовать возможности каждого из них в силу устранения характерных недостатков;
предложенное расширение лингвистических средств системы иерархического моделирования позволит сократить время разработки проекта САП? при одновременном улучшении качества проектной документации, что важно для дальнейшего сопровождения;
разработанная структура подсистемы ИМ может быть включена
4 в coctcvB других систем моделирования на этапе их модернигациии расширения;
- предложенная методика принятия решений на этапах
имитационного моделирования и обработки рэзультатов, включающая
алгоритмы оценки адекватности и других свойств модели, а также
вопросы планирования-экспериментов, позволяет целенаправленно и
эффективно проводить имитацию;
- использование разработанного подхода к поддержке средств
ИМ и реализующих его инструментальных средств позволяет
обеспечить высокое быстродействие и простоту использования этих
средств.
Реализация результатов работы. Научные результаты, изложенные в диссертации, получены автором в ходе работы по госбюджетной НИР. выполненной по заказ-наряду Комитета по высшей школе Министерства науки РФ 5/91 "Моделирование и оптимизация интегрированных САПР" и но госбюджетной ОКР "ТУРНЙР-А", выполненной в ОКБ при заводе "ПРОЦЕССОР". ? комический эффект составил 6Я тыс. рублей. Акты, подтверждающие внедрение и экономическую эффективность, приведены в диссертации.
Положенча и результаты, выносимые на защиту:
особенности проектировали*1 САПР на системном уровне;
структура подсистемы имитационного моделирования в рамках пакета иерархического алгоритмического проектирования;
принципы органпгации информационного обеспечения подсистемы ИМ;
критерии выбора лингвистических средств для моделирования ПТК САПР на системном уровне;
- алгоритмы исследования свойств имитационной модели;
система организации процесса моделирования;
- результаты имитации комплекса функционально-логического
проектирования цифровых устройств с 'помощью разработанного инс
трументария.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы / обоукдалксь на следующих конференциях и семинарах:
- Всесоюзной конференции по математическому и машинному
моделированию. Ьорэпел, 1991 г.;
, ' 5
'- Всесоюзном совещании - cesr-шаре молодых ученых и , і" специалистов "Разработка и оптимизация САПР и ГАП изделий .электронной техники на базе высокопроизводительных мини и микро ЭВМ", Воронеж, 1989 г.;
- Международней конференции и школе молодых ученых и
' специалистов "САПР-92. Новые информационные технологии в науке,
образовании и бизнесе", Гурзуф, 1992 г.;
- зональной научно-технической конференции' "Автоматизация
проектирования РЭА и ЭВА", Пенза, 1S39 и 1992 гг.;
Российском . совещании - семинаре "Оптимальное проектирование технических устройств .и автоматизированных систем", Воронеж, 19S2 г.;
Всесоюзном, научно-техническом семинаре "Создание интеллектуальных САПР СБИС и электронных средств", Геленджик, 1990 г.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 13 печатных работ [1-133.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, .. четырех глав, заключения, четырех приложений и списка литературы, включающего 91 наименование. Содержание работы изложено на 140 страницах машинописного текста, иллюстрировано 17 рисунками.
