Информационное обеспечение САПР как объект проектирования

Информационное обеспечение (ИО) САПР – это совокупность сведений, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования. Оно предназначено для организации, использования, хранения и подержания в рабочем состоянии всей информации, необходимой для процесса проектирования. Основу ИО САПР составляет информационная база САПР, структура которой представлена на рис. 12. Информационная база содержит две составляющие (по форме представления): 1) внемашинная информационная база (информационный фонд), т.е. текстовые и графические документы, а также другие источники информации для восприятия непосредственно персоналом САПР; 2) внутримашинная информационная база (база данных), т.е. определенным образом организованные данные информационного фонда, хранящиеся на машинных носителях в виде записи и использующиеся непосредственно в процессе автоматизированного проектирования.

По назначению данные информационного фонда подразделяются на входные и выходные. Входными являются данные, используемые при проведении проектных работ. Они бывают исходными – сведения, которые задаются для проектирования конкретного объекта (требования, функции и характеристики объекта, результаты предпроектных исследований), и в виде нормативно-справочной информации – данные общие для всей области применения САПР, либо для группы объектов проектирования. Выходными являются данные, получаемые в результате функционирования САПР. К ним относятся: принятые проектные решения (расчетные значения, текстовые документы, чертежи, схемы), результирующие данные для пополнения нормативно-справочного фонда, промежуточные и статистические данные о функционировании САПР.

По содержанию данные можно разделить на следующие группы: нормативные, справочные, типовые решения, условия и требования, методические, модели, программы, результирующие.

Нормативные и справочные данные содержатся в документах нормативного характера (стандарты, директивные и инструктивные документы), в справочниках, каталогах, кодификаторах, других информационных материалах. Типовые решения формируют на основе опыта проектирования с целью фиксации данных по разработанным объектам и использования их в последующих проектных работах. Условия и требования – это данные, являющиеся исходными для различных этапов и стадий проектирования объекта. Их формируют как исходные перед проектированием объекта, либо как промежуточные при завершении определенного этапа или стадии.

Рис. 12. Структура ин формационной базы САПР

Методические данные содержатся в методических материалах и инструкциях, документах и литературе с изложением теории, математических методов, методик, специальных языков. Источниками методической информации являются организации и службы, ведущие разработки по САПР и в проблемных областях. Модели представляют собой математические зависимости, наборы эвристических, алгоритмических и имитационных процедур и данных об объекте, его функционировании и проектировании. Источниками моделей являются разработчики САПР. Программы вне машины хранятся в виде текстов программ и программной документации. Результирующие данные формируют на заключительных этапах проектирования в виде принятых решений и проектной документации.

По длительности использования данные можно подразделить на переменные, условно-постоянные, постоянные. Переменные данные характерны для конкретного объекта проектирования. К ним относят условия, требования и результирующие данные. Условно-постоянные данные характерны для группы объектов. К условно-постоянным относят справочные данные и типовые решения. Постоянные данные характерны для всей области применения САПР. К ним относят нормативные, методические, модели и программы.

База данных (БД) включает определенным образом организованные данные информационного фонда, хранится на машинных носителях записи и используется непосредственно в процессе автоматизированного проектирования. При этом комплекс программ, управляющий накоплением, ведением, поиском, реорганизацией, выполнением сервисных функций, получил название системы управления базой данных (СУБД). Компоненты БД можно классифицировать по организации, структуре и по носителям записи.

По организации компонентов выделяют файлы (наборы данных), библиотеки и интегрированные БД. Файл– это совокупность данных, определенным образом оформленных для хранения и обработки ЭВМ. Библиотека представляет собой каталогизированную совокупность информационных компонентов (данных, программ, решений и т.д.). Интегрированная БД представляет собой совокупность взаимосвязанных информационных компонентов (файлов, наборов данных и их составных частей) и описания структуры и взаимосвязи данных. В БД используются следующие структуры базовых файлов: последовательные, индексно-последовательные, произвольные. Последовательные файлы имеют наиболее простую организацию, реализующую последовательное размещение. В индексно-последовательных файлах предусматривается доступ к отдельным частям файла с помощью таблицы индексов, а уже внутри части осуществляется последовательный поиск. Произвольные файлы предполагают последовательное размещение записей. Такие файлы также индексируют. Однако размер таблицы и длина индекса велики, так как необходимо адресовать каждую запись, а не блок записей. Компоненты БД хранят на носителях записи, в качестве которых используют магнитные диски и ленты, перфоносители и микрофиши.

К ИО САПР предъявляются следующие требования: 1) надежность хранения информации в течение требуемых сроков; 2) гибкость организации и открытость структуры, приспособленной к пополнению и реорганизации данных без коренной перестройки или повторного создания всего информационного обеспечения; 3) логическая структуризация данных по формальным признакам, что обеспечивает минимальную избыточность данных и эффективный их поиск; 4) эффективный доступ к данным в режиме диалога и обращения из прикладной программы; 5) автоматизированное ведение БД (просмотр, дополнение, корректировка и удаление данных); 6) поддержка необходимой достоверности данных; 7) защита от несанкционированного доступа; 8) использование серийных технических и программных средств.

Разработка информационного обеспечения САПР осуществляется в следующей последовательности:

На стадии технического задания определяют назначение и основные требования к ИО, состав, структуру и характеристики данных, информационные объекты и их атрибуты, модель предметной области, технико-экономические показатели; принимается решение о выборе или разработке СУБД, об организации работ по созданию ИО, о порядке приемки.

На стадии эскизного проекта устанавливается состав и структура входной и выходной информации, составляется схема документооборота и информационных потоков, разрабатывается концепция информационной модели предметной области, согласовывается и утверждается эскизный проект.

На стадии технического проекта производится уточнение информационной модели (детализация элементов модели, устранение избыточности, привязка к выбранной СУБД); логическое проектирование БД (определение состава информации, структуризация данных, разработка концептуальной и логической моделей); физическое проектирование БД (определение способов организации данных, состава и формата записей и файлов, распределение данных и файлов); разработка каталогов-перечней данных; разработка структуры службы администрации БД, схемы взаимодействия подразделений с системой ИО, перечня процедур, выполняемых пользователями и обслуживающим персоналом.

На стадии рабочего проекта создаются файлы данных, осуществляется генерация всех уровней описания БД; разрабатываются контрольные примеры для многоцелевого тестирования БД, а также должностные и технологические инструкции.

На стадии ввода в действие и эксплуатации выполняют ввод в действие БД в составе САПР, опытную эксплуатацию БД в составе САПР, сдачу БД системы информационного обеспечения в промышленную эксплуатацию.