Лекция 7 Лингвистическое и программное обеспечение САПР
Лингвистическое обеспечение САПР ТП совокуп ность средств и правил для формализации естественного языка, используемых пользователями и эксплуатационным персоналом САПР ТП при общении с комплексом средств автоматизации при эксплуатации системы.
Определения Язык проектирования — язык представления описаний объекта проектирования и их преобразований. Входной язык проектирования применяется для представления задания на проектирование Выходной язык проектирования предназначен для представления проектного решения, включая результат проектирования, в фор ме, удовлетворяющей требованиям его дальнейшего применения.
Определения Язык программирования – язык представления опи сания способа решения задачи в форме конечной последователь ности действий для исполнения компьютером. Машинный язык программирования – язык, предназначенный для представления программ в форме, позволяющей выполнять их техническими сред ствами.
Алгоритмические языки программирования низкого уровня (Assembler) с операторами, близкими к семантике машинного кода и ориентированными на команды конкретного процессора; вы сокогоуровня (Fortran; PL/1 и др. ) — языки, которые не зависят от конкретных компьютерных архитектур и позволяют програм мировать алгоритмы решения практически любых задач.
Проблемно ори ентированные алгоритмические языки (ПОЯ) ориентированы на определенные объекты проектирования и проектные процедуры. пред ставляютсобой комплекс лингвистических и программных средств, то есть по сути не являются языками как таковыми.
Требования, предъявляемые к ПОЯ: наличие набора средств, полностью обеспечивающих ре шение задач, относящихся к проблемной области языка; развитие ПОЯ по горизонтали и вертикали. Развитие по гори зонтали означает расширение функциональных возможностей языка за счет введения новых базовых функций, описываемых термина ми языка, развитие ПОЯ по вертикали связано с переходом к бо лее высокому уровню его организации; гибкость ПОЯ, означающая, в частности, возможность ис пользования аббревиатур терминальных символов и символов сино нимов; наличие средств автоматического выявления синтаксических ошибок, их отображения и контроля правильности выполнения директив; возможность работы с ПОЯ в пакетном и интерактивном (ди алоговом)режимах легкая осваиваемость.
Определения Транслятор — программный комплекс, автоматически перево дящий описание алгоритма решения задачи с алгоритмического языка (исходного языка) в эквивалентную ей программу на ре зультирующем (выходном) языке. Компилятор — частный случай транслятора — осуществляет перевод исходной программы с алгоритмического языка на ма шинный. Интерпретатор отличается от транслятора тем, что он не гене рирует результирующую, а сразу же выполняет исходную программу в соответствии с ее смыслом, заданным семантикой исходного языка.
Два подхода к созданию ПОЯ 1. 2. Описание любой задачи и задания на ее решение в основном включают оригинальные термины физиче ского и функционального содержания. Переход от описания зада чи к компьютерной программе ее решения и непосредственному выполнению на технических средствах осуществляется далее авто матически с помощью соответствующих программных средств — трансляторов и интерпретаторов данного языка. ПОЯ соединяет в себе средства алгорит мического языка высокого уровня для решения вычислительных математических задач и специальные языковые средства моде лирования геометрических объектов. В этом случае используют транслятор или интерпретатор алгоритмического языка высокого уровня, дополненный необходимыми специальными програм мами.
Взаимосвязи основных компонентов ПОЯ В двойные рамки взяты компоненты, содержащие различного рода данные, а в простые — компоненты, выполняющие определенные операции с данными.
Выполняемые функции элементов ПОЯ Интерпретатор с ПОЯ обеспечивает организацию ввода дирек тив ПОЯ, их синтаксического разбора и контроля; выполняет об ращения к библиотеке базовых функций языка; формирует и вы водит диагностические сообщения в случае обнаружения синтак сических или семантических ошибок; выводит сервисную (обуча ющую) информацию по запросам пользователей; обеспечивает обращение к программным модулям организации режимов макетного ввода вывода или меню и к другим возможным программ ным средствам. ПОЯ Средства организации режимов обеспечивают взаимодействие проектировщиков с системой в режиме меню или ввода информа ции в соответствии с разработанными макетами ввода. Библиотека базовых функций реализует семантику данного ПОЯ — обеспечивает преобразование терминов (терминальных сим волов) в конкретные целенаправленные действия.
• Средства синтаксического анализа выполняют лексический раз бор текста в символах ПОЯ на основании его синтаксиса; прове ряют синтаксическую правильность директив (указаний, предпи саний для выполнения); обеспечивают возврат в интерпретатор разобранного текста директивы, кода возврата и диагностических сообщений при обнаружении ошибок. • Библиотека макросов предназначена для решения задачи, записанной на ПОЯ. Макрос набор указаний (директив). Макрос может быть представлен одним термином (терминаль ным символом), воспринимаемым и раскрываемым интерпрета тором как указанный набор (последовательность) директив. • Средства пакетирования директив обеспечивают создание и отладку новых директив ПОЯ и макросов с включением их в сис тему. Средства добавления макросов обеспечивают возможность рас ширения ПОЯ по вертикали. • Средства фор мирования макетов(экранных форм) обеспечивают интерфейс пользователя, через который он взаимодействует с системой.
Языки программи рования базданных – частный случай ПОЯ Большинство современных СУБД, применяемых в САПР ТП, взаимодей ствуют с базами данных на языке SQL является языком программирования высокого уровня и характеризуется использованием при написании программ знако вой системы, близкой к естественным человеческим языкам. Идея языка сводится к набору из нескольких фраз примитивов английского языка ( «выбрать» , «обновить» , «вставить» , «удалить» и т. д. ), через которые пользователь — не программист ставит вопросы к СУБД по своим информационным потребностям
Развитие SQL изначально развивался как декларативный язык програм мирования, используемый для выражения определений. Впослед ствии стандарт. SQL воспринял тенденцию описания формальных действий, процедур, а равно объектно ориентированной парадиг мы и был дополнен за счет новых типов данных, операторов и функций. Свои модификации языка SQL имеют практически все развитые профессиональные СУБД — Oracle, Sy. Base, Informix, Ingres, DB 2, отечественная СУБД ЛИНТЕР. SQL программы, под готовленные для разных СУБД, как правило, несовместимы друг с другом.
Программное обеспечение САПР ТП — совокупность программ на носителях данных и программных документов, предназначен ных для ее отладки, эксплуатации и проверки работоспособности. Программное обеспечение включает все программы и эксплуата ционную документацию к ним, необходимые для автоматизиро ванного проектирования ТП. Программой называют данные, предназначенные для управле ния конкретными компонентами САПР ТП, реализующие опре деленный алгоритм.
Про граммное обеспечение САПР ТП Системное программное обеспечение предназна чено для поддержания работоспособности системы обработки информации или повышения эффективности ее использования. Содержит набор программных средств, способствующих повышению эффективности использо вания вычислительных комплексов САПР ТП и производительно сти труда персонала, обслуживающего эти комплексы. Прикладное (специализированное) программное обеспечение включает прикладные программы и пакеты прикладных программ, основной функцией которых является формирование проектных решений.
Функции системного программного обеспечения управление процессом вычислений; ввод, вывод и частично обработка информации; диалоговая взаимосвязь с пользователем в процессе проекти рования; контроль и диагностика вычислительного комплекса. решение общематических задач; хранение, поиск, сортировка и модификация данных, необ ходимых при проектировании, защита их целостности и защита от несанкционированного доступа;
Операционная система — совокупность программ, управляю щих ходом выполнения рабочих программ и использованием всех ресурсов вычислительного комплекса. Обеспечивают четыре первых функции системного ПО
Операционная система содержит следующие сервисные про граммы: редактор связей — обеспечивает получение программы, готовой к исполнению компьютером; библиотекарь (сортировка объединение) — обеспечивает корректировку и обслуживание библиотек системы; программы проверки внешних устройств, ко пирования информации с носителя на носитель, перегруппиров ки и упорядочения записи, составления отчетов на ПОЯ и др.
Прикладное (специализированное) программное обеспечение Основной функцией прикладного ПО является формирование проектных решений. Прикладной называют программу, предназначенную для решения задачи или класса задач, в определенной области приме нения системы обработки информации. В САПР ТП пакеты прикладных программ, как правило, при меняют для выполнения конкретных проектных процедур, напри мер, выбора оборудования, инструмента; определения режимов обработки и т. д. Прикладное программное обеспечение создают с учетом возможностей системного.
Основные компоненты операционных систем
В состав управляющих программ входят про граммы управления : задачами (супервизор), управляет всем ходом вычислительно го процесса; заданиями, подготавливает систему для выполнения пакета заданий; данными, осуществляет передачу данных между основной па мятью и внешними устройствами; восстановлением системы, используется при переходе систе мы от одних режимов работы к другим.
Обрабатывающие программы К обрабатывающим программам относят трансляторы с алго ритмических языков ( bject O Pascal, С++ и др. )
Технологии программирования Модульное программирование предусматривает разделение про граммы на функциональные модули. Каждый модуль оформляется как самостоятельная программная единица, способная решать воз ложенные на нее задачи, выполняя при этом соответствующие функции. Структурное программирование основано на применении огра ниченного ряда структур построения программ, например, линей ной, циклической, структуры выбора и т. д. Основная идея структур ного программирования заключается в том, что структура програм мы должна отражать структуру решаемой задачи, чтобы алгоритм решения был ясно виден из исходного текста. Структурные про граммы имеют четкую древовидную архитектуру, легко читаются и модифицируются.
• Программирование «сверху вниз» . На верхнем уровне в первую очередь формируют исходный алгоритм в виде соответствующей вычисли тельной схемы, элементы которой описывают на естественном для данной проблемы языке. Далее выполняют написание для элемен тов каждого уровня алгоритмической схемы «сверху вниз» . Каж дый последующий уровень отлаживают на тестах, полученных из предыдущего уровня. В отличие от обычного программирования по блок схемам каждый уровень оформляют как законченную про грамму и могут отлаживать до окончательной разработки алгорит ма. • Программирование на основе специальных диаграмм — НIPO технология (Hierarchical Input Process Output Diagrams) обеспечивает многоуровневое составление и документирование программного обеспечения. • Объектно ориентированное программирование — современная методология программирования, основанная на представлении программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является реализацией определенного класса, а классы образуют иерархию на принципах наследуемости.
Контрольные вопросы Что называют лингвистическим обеспечением САПР ТП и для чего используют? Что такое язык проектирования? Чем входной язык проектирования отличается от выходного? Что называют ПОЯ? Что называют машинным языком? Какие подходы к созданию ПОЯ вы знаете? Поясните их сущность. Какие основные требования предъявляют к ПОЯ? Что включает в себя ПОЯ? Как взаимодействуют его компоненты? Для чего используют ПОЯ в системах автоматизированной подготов ки управляющих программ для станков с ЧПУ? Что такое язык описания детали в САПР ТП? Что включает полное формализованное описание детали? Что называют процедурным, декларативным, объектно ориенти рованным языками программирования? Что называют программным обеспечением САПР ТП? Что оно вклю чает в себя? Из каких частей состоит программное обеспечение САПР ТП? Что включает и для чего используется каждая часть? Что такое прикладная программа, пакет прикладных программ? Для чего их применяют в САПР ТП? Что такое операционная система? Как возможности САПР ТП свя заны с возможностями операционной системы? Что называют программным документом, средством, продуктом?
Скачать презентацию Лекция 7 Лингвистическое и программное обеспечение САПР
САПР ТП ЛЕКЦИЯ 7 Лингвистическое обеспечение.pptx