Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Что такое программное обеспечение?

Коллективный характер процесса проектирования обусловливает необходимость взаимодействия участников этого процесса, которое должно поддерживаться программно-аппаратными средствами САПР. Эти средства объединяют отдельные программно-технические комплексы в систему пунктов генерации, хранения, обработки информации, между которыми осуществляется требуемые обмены данными. Такие системы называют вычислительными сетями. Следовательно, развитые САПР в части технического обеспечения представляют собой вычислительные сети.

Различают три типа объединений ЭВМ и (или) рабочих станций в систему взаимодействующих компонентов.

· Центральная ЭВМ – терминалы. К центральной ЭВМ подключают ряд дисплеев. Недостаток структуры – трудности в реализации графического пользовательского интерфейса. Обращения к ЦЭВМ в этом случае очень частые, загружается АПД, система работает неэффективно. Улучшение характеристик достигается за счет переноса значительной части действий по обработке графических данных на терминалы.

· Локальная ВС с файл-сервером на базе ПЭВМ. Файл-сервер содержит общие для многих пользователей данные: часто в его функции входит также разделение общей периферии (например, принтеров) между пользователями. Терминалы выполняют как функции интерфейса с пользователем, так и основные вычисления. В ЛВС с файл-сервером нагрузки на сеть определяется интенсивностью обращений выполняемых в терминалах программ. Недостаток структуры – возможна большая загрузка сети, снижение производительности системы в целом.

· Система распределенных вычислений – иерархическая. Также представляет собой ЛВС, в структуре которой имеются серверы и терминальные узлы. Задания вычислительного характера преимущественно выполняются на сервере, а терминалы используются для интерфейса «пользователь-система». Распределение заданий осуществляется операционной системой, что освобождает пользователя от программирования распределения. В общем случае проектное задание может выполняться несколькими программами на разных компьютерах (серверах) с обменом данными между ними. Преимущества такого распределения вытекают из сигнализации серверов, возможностей параллельного выполнения частей одного задания.

· Два последних типа систем имеют преобладающее применение в САПР, что обуславливает важность проблемы создания вычислительных сетей или разработке САПР.

Развитие таких систем предъявляет повышенные требования к техническим средствам. Необходимо существенное увеличение емкости и уменьшение габаритов внешних накопителей, уменьшение времени выборки информации. Необходимо улучшать характеристики терминалов. Для получения возможности подсоединения к сети различных машинных комплексов на всех уровнях необходимо включить в состав технических сетей специальные коммутаторы, комплексирующие разнотипные ЭВМ.

Состав технических средств базовых конфигураций САПР различных уровней в значительной степени определяется характером проектных задач. Существует взаимосвязь между классом решаемых задач и режимом использования ЭВМ. Рассмотрим задачи, решаемые в САПР, с целью выделения характеристик, определяющих выбор различных режимов работы ЭВМ [1].

По характеру вычислительного процесса решаемые задачи можно разделить на две основные группы: задачи, решаемые без участия пользователя, и задачи, в процессе решения которых необходимо участие пользователя.

По сложности вычисления задачи бывают:

Задачи первой группы – задачи, на решение которых требуется до нескольких минут;

Задачи второй группы – время взаимодействия с пользователем соизмеримо со временем счета задачи: время решения велико по сравнению со временем диалога.

По объему информации задачи, решаемые в САПР, можно разделить на монопольно использующие основную память ЭВМ и частично использующие основную память ЭВМ.

Режим работы ТС можно классифицировать по удалению проектировщика от основного компонента технических средств:

Местный режим, при котором пользователь работает непосредственно у ЭВМ;

Дистанционный режим, при котором часть периферийного оборудования связана с процессором канала связи.

Режим работы ТС можно классифицировать по степени участия пользователя в процессе решения задач:

Пакетный режим, когда пользователь составляет задание на выполнение программы, которое в составе пакета заданий запускается для обработки на ЭВМ. Обработка задач производится по очереди, после завершения пользователю требуется проанализировать результаты обработки своего задания и подготовить новый вариант задания, что замедляет отладку и увеличивает время получения окончательных результатов. Этот режим обработки информации предпочтительнее для задач с большим временем счета и задач, не требующих вмешательства в процесс решения со стороны пользователя.

Режим разделения времени (РРВ), при котором каждой решаемой задаче поочередно выделяется определенный квант времени работы процессора. Пользователь во время сеанса работы за абонентским пультом, используя средства разделения времени (СРВ), может составить, протранслировать, отредактировать программу и приступить к ее выполнению, непосредственно контролируя происходящий процесс. Степень готовности программы зависит от подготовленности пользователя к работе с СРВ. Данный режим удобен для задач, время счета у которых соизмеримо с временем отклика пользователя на запрос ЭВМ, а также в том случае, когда необходимо вмешательство пользователя в процесс решения.

Таким образом, от выбора правильного режима использования ТС САПР зависит эффективность их эксплуатации. Поэтому при создании конкретной САПР определенного уровня необходимо провести четкий анализ решаемых задач.

Эволюция развития комплекса технических средств САПР характеризуется созданием территориально рассредоточенных многомашинных систем сбора, хранения и обработки информации, реализованных в виде вычислительных сетей. Последние, рассредоточенные на небольших территориях предприятий и объединяющие в единую информационную систему автоматизированные рабочие места пользователей, ЭВМ и микро-ЭВМ, графопостроители, терминальные станции и другую специализированную аппаратуру, называют локальными вычислительными сетями (ЛВС). Локальные ВС имеют открытую архитектуру, обеспечивающую возможность подключения к сети любых других ЛВС, в том числе и крупных сетей ЭВМ. Основное достоинство ЛВС – низкая стоимость системы передачи данных.

Использование ЛВС позволяет создать САПР нового поколения, объединяющие контрольно – измерительные комплексы и места сбора информации с автоматизированными рабочими местами схемотехников, конструкторов, механиков и т.д. Основное назначение ЛВС – распределение ресурсов ЭВМ (программ, совокупности периферийных устройств, памяти, терминалов) для эффективного решения задач автоматизированного проектирования. ЛВС должны иметь надежную, быструю и дешевую СПД, а стоимость единицы информации должна быть значительно ниже стоимости обработки единицы информации. Для достижения этого ЛВС должна выполняться на основе следующих принципов:

· единых протоколов;

· единой передающей среды;

· единого метода управления;

· Информационной и программной совместимости;

· Гибкой модульной организации и т.д.

Локальные ВС классифицируют [ 1 ]:

· По топологическим признакам – иерархической, кольцевой и звездообразной конфигурации, конфигурации типа «общая шина»;

· По методам управления ресурсами среды передачи данных – с детерминированным и случайным доступом к моноканалу;

· По программному обеспечению – с единой операционной поддержкой и едиными методами теледоступа, ориентированными на конкретную ЛВС и ЛВС с различными наборами тех и других компонентов информационной поддержки;

· По методу передачи данных – сети с коммутацией каналов, с коммутацией сообщений и коммутацией пакетов, причем в современных ЛВС характерно использование коммутации пакетов;

· По техническому обеспечению – гомогенные и гетерогенные ЛВС. Первые предусматривают применение в станциях однотипного оборудования, например только комплексов машинной графики. Вторые дают возможность подключения любых абонентских комплексов – от устройств выдачи конструкторской документации до высопроизводительных комплексов с развитой терминальной сетью.

Сетевая архитектура по сравнению со стандартной многоуровневой структурой имеет много преимуществ: возможность взаимодействия с одного и того же терминала с ресурсами всех рабочих и терминальных машин ЛВС; обеспечение высокой надежности обработки путем замены вышедшей из строя рабочей машины резервной; повышение эффективности функционирования ЭВМ за счет их специализации на выполнение определенных функций хранения и управления данными, геометрического моделирования, подготовки управляющей информации для программного управляемого оборудования и т.д.

Сети с различной топологической структурой обладают различными характеристиками, основная из которых – производительность ЛВС. Рассмотрим сеть с звездообразной (полносвязной) структурой. Пусть имеется ЭВМ, объединенных в звездообразную сеть. Производительность каждой ЭВМ – . На взаимодействие между ЭВМ расходуется ресурс, характеризуемый производительностью, затрачиваемой на поддержание информационной связи , и коэффициентом связи . Суммарная производительность сети определяется по зависимости [3]

.

Оптимальное количество ЭВМ в сети может быть определено по формуле , а допустимое (конечное) число ЭВМ - . Подобные зависимости получены и для других топологических структур.

Для радиальной структуры , , .

Характерным для этой структуры является нецелесообразность при коэффициенте связи 0,5 и более объединять более двух машин.

Для иерархической структуры

, , , где m – количество ЭВМ на каждом уровне иерархии, - конечное (допустимое) количество ЭВМ на к – том уровне, z – количество уровней. Производительность последней структуры наиболее предпочтительна по сравнению с другими.

Таким образом, выбор структуры зависит от многих факторов, принимаемых во внимание в каждом конкретном случае. Однако можно утверждать, что чем меньше коэффициент связи между объединенными в сеть ЭВМ, тем больше их общая производительность.

Что такое программное обеспечение?

К программному обеспечению (ПО) относится также вся область деятельности по проектированию и разработке ПО:

• технология проектирования программ (например, нисходящее проектирование, структурное и объектно-ориентированное проектирование и др.);
• методы тестирования программ [ссылка, ссылка];
• методы доказательства правильности программ;
• анализ качества работы программ;
• документирование программ;
• разработка и использование программных средств, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и многое другое.

Программное обеспечение — неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкректного компьютера определяется созданным для него ПО.

Программное обеспечение современных компьютеров включает миллионы программ — от игровых до научных.