Программное обеспечение САПР как объект проектирования

Программное обеспечение (ПО) САПР представляет собой совокупность программ на машинных носителях с необходимой программной документацией, предназначенной для выполнения автоматизированного проектирования. В структуре ПО САПР можно выделить: 1) базовое программное обеспечение средств вычислительной техники; 2) базовое общесистемное программное обеспечение САПР; 3) специальное прикладное программное обеспечение.

Базовое ПО средств вычислительной техники включает операционные системы, системы программирования и сервисные программы, которые являются средствами межотраслевого применения, создаются и поставляются предприятиями, производящими технические средства САПР.

Базовое общесистемное ПО САПР включает программы межотраслевого применения, инвариантные к объектам проектирования и выполняющие следующие функции: 1) управление процессом вычислений; 2) ввод, вывод и обработка инструкций пользователей; 3) диалоговая взаимосвязь с пользователем в процессе проектирования; 4) хранение, поиск, анализ, модификация данных, защита их целостности; 5) решение общесистемных задач; 6) контроль и диагностика в процессе решения задач проектирования. В состав базового программного обеспечения САПР входят: 1) мониторная диалоговая система; 2) системы управления базами данных; 3) информационно-поисковые системы; 4) геометрические и графические процессоры; 5) средства формирования графической и текстовой информации; 6) средства для выполнения общетехнических расчётов.

Специализированное прикладное ПО составляет пакеты прикладных программ для выполнения различных проектных процедур. Разработка программного обеспечения САПР осуществляется на основе принципов системного единства, развития, совместимости и стандартизации. В соответствии с общими принципами создания САПР ПО должно удовлетворять следующим требованиям: 1) адаптируемость – приспособляемость ПО к функционированию в различных условиях, что связано с изменением самих объектов проектирования; 2) гибкость (открытость, сопровождаемость) – возможность легко вводить изменения, дополнения, исправления при сохранении всей системной реализации; 3) компактность (экономичность) – потребление минимальных ресурсов ЭВМ (памяти, времени центрального процесса ЭВМ); 4) мобильность – способность функционирования ПО САПР на различных технических средствах; 5) надёжность – обеспечение получения достоверных результатов проектирования; 6) реактивность – обеспечение быстрого решения задачи при ориентации на пользователя, не являющегося специалистом в области вычислительной техники и программирования; 7) эволюционируемость – пополнение САПР новыми программами, расширяющими возможности системы; 8) универсальность – отсутствие ограничений на область применения программного обеспечения.

Разработка ПО включает следующие стадии: техническое задание; эскизный, технический и рабочий проекты; ввод в действие и эксплуатация.

На стадии технического задания осуществляется постановка задачи, сбор и формирование исходных данных, обоснование целесообразности применения ранее разработанных программ, оценка принципиальной возможности решения поставленной задачи, предварительный выбор методов решения задачи, выбор и обоснование критериев эффективности и качества разрабатываемой программы; определяются требования к программе, выбирается язык программирования, определяются стадии, этапы и сроки разработки программы и документации на нее, выполняется технико-экономическое обоснования разработки программы, согласовывается и утверждается техническое задание.

На стадии эскизного проекта разрабатывается предварительная структура входных и выходных данных, уточняется метод решения задачи, осуществляется предварительное проектирование внутренних структур данных, разрабатываются общее описание алгоритма решения задачи, укрупненная структурная схема программного изделия и пояснительная записка, согласовывается и утверждается эскизный проект.

На стадии технического проекта уточняется структура входных и выходных данных, осуществляется проектирование внутренних структур данных и архитектуры программного изделия (разбиение на составные части, определение функций каждой компоненты и способов взаимодействия между ними, разработка схемы управления потоками данных и схемы распределения оперативной и внешней памяти вычислительной системы), разрабатывается модульная структура программы (разбиение компонент программного изделия на модули-процедуры, определение их функций и способов взаимодействия, проектирование модулей), определяется конфигурация технических средств, разрабатывается пояснительная записка, согласовывается и утверждается технический проект.

На стадии рабочего проекта производится программирование и отладка программы, разрабатывается программная документация, согласовывается и утверждается программа и методика испытаний, проводятся приемо-сдаточные испытания и корректировка программ и документации по результатам испытаний.

На стадии ввода в действие и эксплуатации производится: подготовка и передача программы и программной документации заказчику; устранение ошибок, не выявленных на этапе тестирования; адаптация программного обеспечения к быстроменяющимся требованиям САПР.

Для оценки качества ПО используют следующие показатели: 1) безотказность – способность выполнения заданных функций без проявления отказов; 2) корректность – соответствие заданным функциональным требованиям; 3) мобильность – возможность приспособления к работе в другой программно-технической среде; 4) модифицируемость – приспособленность к внесению изменения при создании и сопровождении; 5) проверяемость – приспособленность к проверке на соответствие заданным требованиям и полнота проверки; 6) пригодность к развитию – приспособленность к доработкам, направленным на повышение эффективности и наращивание функциональных возможностей; 7) совместимость – приспособленность к совместной работе с другими системами и программами; 8) сопровождаемость – приспособленность к локализации и устранению ошибок в ходе создания и сопровождения; 9) удобство использования – удобство в работе и для изучения; 10) унифированность – приспособленность для применения в качестве составной части для другой системы; 11) устойчивость – способность сохранять работоспособность системы в условиях проявления отказов и сбоев технических средств; 12) целостность – защищенность программ от несанкционированного доступа.