Введення

Системи автоматичного проектування (САПР) давно і успішно застосовуються для інженерного проектування в самих різних областях, починаючи від концептів космічних кораблів і закінчуючи ландшафтним дизайном. В умовах все більшій комп'ютеризації інженерної справи і зростання обчислювальних потужностей при їх відносно дешевому кошті навіть мале підприємство може собі дозволити автоматизацію проектування, і, відповідно, виникає все більша спеціалізація цього САПР аж до підгонки його під потреби конкретної фірми. Призначення інтелектуальних надбудов над вже існуючими проблемно-орієнтованими САПР якраз і полягає в тому, щоб з вже наявних модулів знань початкової загально орієнтованої системи легко створювати САПР для вирішення конкретного завдання.

Актуальність теми

Завдання створення інтелектуальної надбудови над проблемно-орієнтованою САПР не нове, воно, по суті, виникло практично одночасно із самими САПР. Проте воно за минулі десятиліття не втратило своєї актуальності, оскільки необхідність в спеціалізованому і локалізованому для конкретних завдань конкретного підприємства САПР з тих пір тільки зросла. Задовільного рішення цього завдання на сьогоднішній момент не існує. Така ситуація пов'язана з складністю вирішення проблем теоретико-множинних операцій над текстом формальної мови представлення моделей. Запропонований підхід, що використовує семіотичну модель[1], модифіковану модель складності САУ[2] і заснований на граматиках підхід дозволять вирішити велику частину цих проблем.

Цілі і завдання роботи

Метою роботи є створення такої інтелектуальної надбудови над проблемно-орієнтованим САПР VHDL, яка б використовувала бази даних і бібліотеки цього САПР, враховувала б кваліфікацію експерта і мала б функції документування і моделювання.

Наукова новизна

Запропонований підхід до рішення, а саме автоматизація формування текстів моделей на мові опису моделей, характерній для вибраного класу проблемно-орієнтованих САПР за допомогою семіотичної моделі, модифікованої моделі складності САУ і заснованого на граматиках підходу, є унікальною у своєму роді.

Плановані дослідження і розробки

Планується автоматизувати формування текстів моделей на мові опису моделей, характерній для обраного класу проблемно-орієнтованих САПР (а саме VHDL) за допомогою семіотичної моделі представлення знань і модифікованої моделі складності САУ як змісту контекстної моделі наочної області.

Головними компонентами модифікованої теорії складності САУ є:

• Цільовий простір систем (ЦПС), що є рядом відомих прототипів;
• Простір зовнішностей систем (ПЗС), що включає ряд можливих технічних завдань для прототипів з ЦПС.

Мал. 2 - Головнi компоненти модифікованої теорії складності САУ

Існують такі способи завдання ПОС і ЦПС

• множиною слів, на базі якої в цьому випадку автоматично будується граматика і використовуються неявні продукції.
• граматикой і явними продукциямі, в цьому випадку задані ЦПС і ПЗС вже не мінятимуться системою;

Нам знадобляться обидва варіанти, перший для експерта, який розбирається в предметній області, але нічого не розуміє в граматиках, другою для експерта по знаннях. ЦПС і ПЗС повинні бути зв'язані за принципом: для будь-якого ТЗ з ПЗС повинен бути хоча б один прототип з ЦПС(у загальному випадку їх може бути декілька), при цьому вони в загальному випадку можуть бути як залежними(якщо одне з них будувалося на базі іншого), так і незалежними. У цій розробці ЦПС буде будується на базі ПОС.

Другий важливий компонент системи - це використання семіотичної моделі, яка включає:

• Текстове представлення моделей
• окремий модуль в базі знань у формі контекстно-вільної граматики, , еквівалентною І-АБО-ДЕРЕВУ(тобто ми самі вибираємо форму висведення для нашої майбутньою САПР) і продукцій над ним.

У семіотичній моделі використовуються такі види продукций:

• явні - умови сумісного існування альтернатив в ІЛІ-УЗЛАХ І-ІЛІ дерева, вводяться користувачем;
• неявні - набір правил, які вживаються за умовчанням над списками номерів прототипів, прототипи пов'язані з кожним елементом граматики;

Неявні використовуватимуться при автоматичній генерації граматики на базі тексту програми, явні задаватимуться експертом по знаннях. У системі, що розробляється, експертам будуть доступні такі шляхи створення САПР:

• Завдання граматик і продукцій для ЦПС і ПЗС; цей шлях вимагає від експерта знань не тільки про предметну область, але і про граматики;
• Завдання набору ключових слів для ЦПС і ПЗС і зв'язки між ними, по яким система повинна автоматично побудувати граматику;

Реалізуємость пари ЦПС-ПЗС(т.е. щоб для кожного елементу ТЗ був хоч би один прототип в ЦПС) передбачається забезпечувати так:

• у варіанті з автоматичною побудовою граматики для набору слів це повинен забезпечувати сам механізм побудови, також здійснюватиметься перевірка шляхом повного перебору елементів обох множин;
• У варіанті з введенням користувачем самих граматик і продукцій реалізуємість «на совісті» експерта, система лише проводитиме верифікацію моделі, що вийшла, і видаватиме попередження, що є «порожні» елементи ТЗ.

Схема роботи користувача з системою виглядатиме приблизно так. Користувач звертається за допомогою інструментальної оболонки до ПЗС системи, ПЗС за рахунок відносин реалізуємості звертається до ЦПС, рішення з ЦПС у свою чергу потрапляють в проблемно-орієнтований САПР для моделювання і документування, після чого користувач отримує готове рішення(або рішення).

Мал.2 - Схема роботи користувача з системою

Висновки

Існуючі системи для проектування САПР мають багато недоліків. Плановані дослідження і розробки внесуть свій внесок в їх викорінюванні. Орієнтовний срок закінчення роботи - кінець 2007 року.

Література

1. Поспелов Д.А. Ситуативне управління: теорія і практика. М.: Наука, 1986.-288 с.
2. В.В. Солодовников, В.И. Тумаркин. Теорія складності і проектування систем управління. - М. Наука. 1990. – 186 с.
3. Григор’ев А.В. Семіотична модель бази знань САПР. Наукові праці Донецького державного технічного університету Серія: Проблеми моделювання і автоматизації проектування динамічних систем, випуск 10: - Донецьк, ДОНГТУ, 1999. - З. 30-37. УДК 381.3
4. Григор’ев А.В. Рівні кваліфікації експертів і шляху створення інтелектуальних САПР. У цій же збірці.