1.2 Анализ средств моделирования выходных характеристик рэа

Моделирование - это исследование объекта путем создания его модели и оперирования ею с целью получения полезной информации об объекте. При математическом моделировании исследуется ММ объекта. ММ технического объекта называется совокупность математических объектов (чисел, скалярных переменных, векторов, матриц, графов и т.п.) и связывающих их отношений, отражающая свойства моделируемого технического объекта, интересующие инженера-проектировщика. Таким образом, с помощью математических моделей прогнозируются характеристики и оцениваются возможности предложенных вариантов схем и конструкций, проверяется их соответствие предъявленным требованиям, проводится оптимизация параметров, разрабатывается техническая документация и т. п. [2].

Типичная форма функциональных ММ - система уравнений, выражающая взаимосвязи между фазовыми V (характеризуют состояние объекта), внутренними X (соответствуют параметрам элементов, составляющих модель объекта), внешними Q (характеризуют состояние внешней по отношению к объекту среды) и независимыми переменными, которыми могут быть время t и пространственные координаты Z₁, Z₂ и Z₃. Решением системы уравнений являются зависимости элементов вектора V фазовых переменных от Z  t, Z₁, Z₂, Z₃, представляемые в виде совокупности графиков или в табличной форме.

Существенное преимущество машинных методов проектирования состоит в возможности проводить на ЭВМ эксперименты на математических моделях (ММ) объектов проектирования, отказавшись от дорогостоящего физического [Влах И., Сингхал К. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем: Пер. с англ.  М.: Радио и связь, 1988.  560 с] моделирования или сократив его.

Под автоматизацией проектирования (АП) понимается такой способ выполнения процесса разработки проекта, когда проектные процедуры осуществляются разработчиком изделия при тесном взаимодействии с ЭВМ. АП предполагает систематическое использование средств вычислительной техники (ВТ) при рациональном распределении функций между проектировщиком и ЭВМ и обоснованном выборе методов машинного решения задач. Рациональное распределение функций между человеком и ЭВМ подразумевает, что человек должен в основном решать задачи творческого характера, а ЭВМ – задачи, допускающие формализованное описание в виде алгоритма, что позволяет достичь большей эффективности по сравнению с традиционным ручным способом.

Цель АП – повышение качества, снижение материальных затрат, сокращение сроков проектирования и ликвидация тенденции к росту числа инженерно-технических работников, занятых проектированием, повышение производительности их труда[3].

Программы CAS[5] могут успешно справляться с задачей формирования и использования математических моделей, однако все они являются большими многоцелевыми программными комплексами. В ходе исследований существующих программных средств способных решать эту задачу, исследуемые CAS оказались либо неудобными, либо дорогостоящими. В целях необходимости владения знаниями о существующих проектах способных создать конкуренцию разрабатываемому продукту был проведен сравнительный обзор наиболее известных математических CAS.

Сегодня рынок программного обеспечения предоставляет широкий выбор математических пакетов способных решать различные математические задачи. Среди них есть как коммерческие продукты, так и свободно распространяемое ПО (программное обеспечение). В процессе подготовки проекта была произведена сравнительная характеристика различных математических пакетов.

Рассмотренные коммерческие и бесплатные математические пакеты, выдвигают примерно равные требования к аппаратному и системному программному обеспечению и обладают похожими функциональными возможностями. Такие системы позволяют формировать модели радиоэлектронных устройств и выполнять требуемые вычисления, однако в их состав входят множество дополнительных возможностей, которые не будут использоваться при решении задач допускового проектирования и как следствие – затрудняют работу конструктора РЭА по сравнению с узкоспециализированными продуктами [5].