10. Програмне забезпечення сапр. Функції і склад операційних систем. Прикладні програми. Вимоги до розробки програм різних рівнів.

Програмне забезпечення. Функції і склад ОС.

Всі програми поділяються на ОС та прикладні програми. ОС як керуючі програми виконує три групи задач: керування задачами, завдання задачі, керування даними. Програми керування задач – виконують функції диспетчеризації, тобто керування обчислювальним процесом,програмне планування, пошуку та обміну даними.

Функції і склад спеціального програмного забезпечення

Спеціальне програмне забезпечення виконується у вигляді пакетів прикладних програм – це набір окремих модулів об‘єднаних спільними інт. об‘єднання для вирішення певних задач проектування. Пакети САПР дозволяють виконувати задачі:

1)аналізостатичних станів, аналізоперехідних процесів, аналізочастотних характеристик, статистичного аналізу, детермін. оптимізації та ін.

2)пакети для розробки топології проведення упорядкованості з‘єднань між компонентами, розподіляють топології за окремими шарами вивід результату та зсування в графічний вигляд, редагування розмірів і орієнтування елементів.

У пакетах для синтезу цифрової апаратури передбачено процедури:

1)трансляція мікропрограм у внутрішнє представлення 2)кодування внутрішніх станів 3)формування системи Мулевих функції для комп‘ютерної частини схеми 4)синтез схеми в базових елементах Для схемотехнічного проектування задач може бути вкладена в наступний рівень:

оптимізація

Моделі компонент

Рекомендації з розробки програм різних рівнів

Враховуючи, що частота звертання до програмних модулів різних ієрархічних рівнів є значно вищою ніж до основних ролграм, то для забезпечення максимальної швидкодії ПЗ в САПР можна враховувати наступні моменти:

1)чим нищий рівень програм, тим більш детально необхідно вибирати реалізовані нею алгоритми;

2)операції обміну між оперативною і зовнішню пам‘яттю доцільно застосовувати тільки в програмах вищого рівня, оскільки вони потребують більших машинних задач по часу;

3)при структурі даних потрібно враховувати вимоги, які виставленні з боку програм нищих рівнів;

4)при генерації програм на низьких рівнях використовувати принцип компіляції, а на високих – інтерпретації;

5)для програм низьких рівнів використовувати Асемблер, Для програм високих рівнів – універсальні алгоритмічні мови.

11. Інформаційне забезпечення сапр. Бази даних. Вимоги до організації баз даних в сапр. Логічне і фізичне представлення баз даних.

Інформаційне забезпечення САПР

Основою інформаційного забезпечення САПР є бази даних для типових проектів та системи узгодження модулів різних рівнів проектування. Останній передбачає можливість взаємодії програм в загальних маршрутах проектування, тобто можливість обміну інформаційними масивами однакової структури між різними модулями програмного забезпечення. Для інформаційного узгодження бази даних будують виділяючи в них окремі структурні одиниці, наприклад перша частина може бути довідником – що містить інформацію по елементній базі, технічним показником і властивостями згідно держстандарту, ця частина передбачає однократний запис і багатократне зчитування даних з баз. Друга частина умови може бути назвою проектування і повинна містити відомості по апаратуру, яка використовується в процесі проектування, тобто окремі модулі, вузли і блоки. Дані дві частини можна об‘єднати у модуль, що умовно називають архівом баз даних.

Третя частина повинна містити масиви змінних що використовуються в реалізації конкретних модулів проекту, ця частина є змінною і може корегуватись від одного проекту до іншого. Структуру ПЗ при центральній базі даних можна зобразити у вигляді центральної бази з окремими модулями.

Прогр. А

Прогр. В

ЦБД

Прогр. С

Прогр. Д

Прогр. А

Прогр. В

Прогр. С

БД1

Прогр. спряж.

БД2

Прогр. узгодж.

Інтерфейс узгодження програмних баз даних – це програмне перекомпонування інформаційних масивів з формою і структурою однієї баз даних в масиви і формати іншої бази даних. Загалом ці питання вирішують так званими системами управління базами даних.

Вимоги до організації баз даних в САПР

1)узгодження часу вибірки даних прикладними програмами з необхідною частотою звертання до баз даних, відповідно мінімізація часу вибірки, можливості короткотривалого збереження проміжних даних та узгодження доступу з програмних модулів різних рівнів.

2)економічне використання пам‘яті:

а)ущільнення розміщення даних в пам‘яті

б)мінімізація надлишкових даних

в)вибір для мало використовуваних даних найбільш дешевих способів їх використання

3)універсальність баз даних, що проявляють в забезпеченні доступу до них в прцесі виконання різних проектувань, а також звертання з різних програм

4)достовірність і відсутність протиріч в базах даних

5)можливість захисту інформації в базах даних

6)відкритість баз даних для внесення нових відомостей

12. Системний (структурний) рівень проектування комп’ютерних засобів. Застосування пріоритетних та безприорітетних (FIFO, LIFO) методик з теорії систем масового обслуговування для аналізу обчислювальних систем.

Н исхідне проектування обчислювальних систем починається з рішення задач структурного рівня. Розглядається абстрагована модель відносно фізичної суті. Характер моделі в значній мірі визначається програмним забезпеченням. Обчислювальна система (ОС) повинна розглядатись як сукупність апаратних і програмних методик.

Особливості системного рівня впливаються на методологію застосування ЕОМ в підсистемах системного проектування. Як правило, такі задачі, як визначення принципів організації ОС, вибір структури, побудова структурних схем, формалізувати не вдається. Всі подібні задачі відносять до задач синтезу. Синтез початкових варіантів структур та їх корегування виконують інженери. Для корегування потрібно вміти оцінювати варіанти. Ця оцінка є результатом аналізу ОС, що виконується в САПР на ЕОМ.

За допомогою математичних моделей імітується процес вводу і виводу даних у відповідності до моделі та імітація його функціонування – імітаційне моделювання.

Можна працювати лише з узагальненими даними на весь клас задач, за допомогою врахування статистичних закономірностей. Тому на системному рівні обчислювальні системи розглядаються, як системи масового обслуговування (СМО). А аналіз є статистичним.

Обчислювальна система (ОС), яка розгядається як СМО, складається з елементів, що називаються статистичними об’єктами, ресурсами чи обслуговуючими апаратами.

Елементами можуть бути окремі ЕВМ, пристрої обробки також програмні елементи та вирішувані задачі. Функціонування СМО – це процес проходження заявок через систему. Правила за якими заявка поступає з черги на обслуговування називається – дисципліною обслуговування. Також застосовується механізм пріоритетів. Існують різні дисципліни обслуговування. Якщо вся заявки мають одинакові пріоритети, то дисципліна обслуговування безпріоритетна. Серед безпріорітетних дисциплінобслуговуання найчастіше використовується дисципліна – FIFO, сутність якої виражається словами – перший прийшов, перший обслужений. Тобто заявки поступають з початку черги. В дисципліні LIFO, навпаки, заявки вибираються з кінця черги. При різноманітних пріоритетах на вході створюється некілька черг, кожна для заявок з певним пріоритетом. Завжди обслуговуються при чтому по провилу FIFO, заявки з черги з найвищим пріоритетом. Заявки з черги з нищим пріоритетом обслуговуються тільки, якщо немає заявок в більш привелийованих чергах.

Люба зміна стану системи називається – подією. Вважається, що подія відбувається миттєво в дискретні моменти часу.