Унификация прикладного программного обеспечения автоматизированного проектирования

В рассмотренной на рис. 4.2 структуре программного обеспечения типовой проектной процедуры большинство программных модулей имеют вспомогательный, управляющий и обеспечивающий процесс автоматизированного проектирования характер. Именно они составляют системную часть программное обеспечение САПР. Расчетные модули предназначены для выполнения на ЭВМ всех формализованных проектных операций и процедур. Они разрабатываются непосредственно проектировщиками и составляют основу специального, или прикладного программного обеспечения (ППО) САПР.

Создание ППО – наиболее трудоемкая и ответственная задача. От качества ее выполнения зависит будущее разрабатываемого объекта. Проектируемые БЛА даже одного класса отличаются большим разнообразием внешних форм, внутренней структуры, принципов управления. Это приводит к разнообразию математических моделей, описывающих как сами объекты, так и процессы их проектирования. К тому же, отметим, что потребности в модернизации, как самих БЛА, так и разрабатываемых математических моделей требует их построения в виде легко заменяемых составных частей.

Модульность структуры – вот отличительный признак любых компонентов САПР, включая математическое, методическое и построенное на их основе программное обеспечение. Обобщенная структура проектируемого объекта дает возможность унифицировать программно-методические средства, группируя их по назначению [3,18,19].

Такая структура соответствует блочно-модульному принципу построения ППО, в соответствии с которым совокупность модулей одного и того же назначения объединяется в блок. Под программным блоком понимается множество расчетных модулей, предназначенных для определения одних и тех же характеристик различных вариантов проектируемого объекта (БЛА, его подсистем, агрегатов, узлов, деталей). Например, блок расчета рабочих характеристик двигательной установки (ДУ) может включать программные модули расчета соответствующих характеристик различных вариантов ДУ: РДТТ, ЖРД, ТРД, ПВРД и др.

С точки зрения организации процесса проектирования, входящие в блок отдельные модули могут отличаться принципами построения, глубиной и точностью проработки моделей расчета одних и тех же характеристик. Так, например, блок расчета аэродинамических характеристик БЛА может включать программные модули, отличающиеся теоретическими подходами, точностью модели, использованием различных методов аппроксимации или интерполяции графических зависимостей и т.д. Блочно-модульный принцип является основой построения пакетов прикладных программ (ППП), структура каждого из которых, формируется в соответствии с видом формализуемой проектной процедуры.

Структуризация и унификация программно-методического обеспечения автоматизированногопроектирования БЛА дает возможность организовать сборку (синтез) сложных комплексных проектных программ из унифицированных компонент. Конечно, это предъявляет повышенные требования к унификации не только программных модулей, но и (как это было отмечено в разделе 3) информационной составляющей процесса проектирования. В частности, это касается обозначений и наименований входных и выходных переменных модулей каждого блока, межмодульных связей, проектной документации и др. Как результат – реализация синтеза проектных программ для БЛА различных классов, с различными возможными вариантами входящих в него компонент, что позволяет говорить о переменности структуры проектируемого объекта и создаваемой проектной программы. Однако следует отметить, что при разработке математической модели и программы каждого модуля, входящего в тот или иной блок, проектировщик должен иметь четкое представление о структуре всей проектной задачи, в которой эти модули должны быть использованы.

Итак, обобщая выше сказанное, отметим, что для реализации синтеза проектных программ переменной структуры необходима разработка унифицированной элементной базы программно-информационного обеспечения, построенного по блочно-модульному типу [3,13].

Основу элементной базы прикладного программного обеспечения составляют программные модули, представляющие собой специальные подпрограммы (СпП), оформленные по единым правилам и записанные на машинных носителях в виде загрузочных модулей. Каждый программный модуль представляет собой реализованный на языке программирования завершенный компонент математической модели БЛА (аэродинамические характеристики, рабочие характеристики ДУ, баллистические, массовые, геометрические характеристики и т.д.).

Программные модули, сгруппированные по назначению в базе специальных подпрограмм (БСпП), – важнейшая часть элементной базы прикладного программного обеспечения САПР. Однако, циклический, итерационный характер проектных расчетов требует формализации помимо процедуры вызова СпП из соответствующей базы программных модулей, организации циклов, переходов, проверки различных условий, ввода и вывода информации и других вспомогательных операций. Оформление их в виде подпрограмм не всегда целесообразно, т.к. не соответствует принципам формирования СпП. К тому же их вид во многом определяется заложенными в системе принципами генерации (сборки) программ. Наиболее простой способ, предложенный в [3,13], – оформление их по единым правилам языка программирования в виде унифицированных типовых фрагментов (ТФ), также являющихся компонентами элементной базы ППО, но более низкого уровня иерархии.

Каждый ТФ имеет свое имя и развернутое словесное наименование, определяющее его место в математической модели решаемой проектной задачи, а также связь с входными и выходными переменными других ТФ. Входные и выходные переменные ТФ описываются в головной части каждого фрагмента с помощью специальных символов, позволяющих автоматизировать в дальнейшем сборку проектной программы и формирование информационной модели решаемой задачи. Пример вида и содержания ТФ с именем В502, в котором осуществляется проверка: работает ли двигатель БЛА,показан на рис. 4.3.

Рис. 4.3. Пример типового фрагмента с именем В502

Расположение типовых программных фрагментов в последовательности, соответствующей блок-схеме решаемой проектной задачи, является необходимым условием правильности ее последующей сборки.

Структура элементной базы программно-информационного обеспечения системы приведена на рис. 4.4

Рис.4.4. Структура элементной базы программно-информационного обеспечения системы