Управление сложными проектами в интегрированных САПР - часть 1

Введение

Организация сложных вычислительных процессов, связанных с проблем-

но-ориентированной обработкой данных (в частности при автоматизированном
проектировании изделий электронной и вычислительной техники), требует соз-
дания специальных способов и программных средств поддержки стратегии об-
работки проектной информации. Эта потребность обусловлена:

высокой информационной сложностью обрабатываемых объектов, приво-

дящей к необходимости декомпозиции проекта на составные части, обработке
каждой части по отдельности и последующему “сшиванию” частей;

высокой функциональной сложностью решаемых задач, приводящей к

необходимости декомпозиции процесса обработки на этапы и выполнения каж-
дого этапа с помощью соответствующей функциональной подсистемы;

распределенным характером обработки, которая реализуется функцио-

нальными подсистемами, расположенными в различных узлах информационно-
вычислительной сети;

динамически изменяющимися структурой и состоянием среды обработки,

которая часто создается путем комплексирования существующих и вновь раз-
работанных функциональных подсистем.

Средства поддержки стратегии сложной обработки данных составляют

основу  систем  управления  проектами  (Project  Management  System).  В  разной
степени  они  также  представлены  в  системах  автоматизированного  проектиро-
вания (САПР), включая  и CASE (Computer-aided Software/System Engineering), в
системах поддержки принятия решений (Decision Support System) и в других ти-
пах программных продуктов. При этом проект расширенно трактуется как пол-
ная  совокупность  данных,  специфицирующих  обрабатываемый  объект  в  раз-
личных  информационных  проекциях  или  аспектах.  Проект  подвергается  про-
цессу  целенаправленной  обработки  в  вычислительной  среде,  образованной
множеством  функциональных  подсистем,  каждая  из  которых  реализует  одну
или несколько проектных процедур, генерирующих проектное решение.

К основным задачам управления проектами обычно относят: формирова-

ние структуры проекта; планирование процесса обработки проекта и его опера-

тивное  перепланирование  в  соответствии  с  результатами  промежуточных  вы-
числений;  обеспечение  взаимодействия  и  координация  действий  различных
функциональных  групп

−

коллективов специалистов, участвующих в организа-

ции процесса вычислений и анализе результатов с применением соответствую-
щих  функциональных  подсистем;  обеспечение  и  контроль  логической  целост-
ности проекта; мониторинг состояния проекта; учет сделанных в проекте изме-
нений;  контроль  выполнения  календарного  плана  работ;  контроль  и  обеспече-
ние  достоверности  информации  при  хранении  и  передаче  проектных  решений
между функциональными подсистемами и другие.

Важность перечисленных задач управления проектами значительно воз-

растает при параллельном выполнении проектных процедур в среде распреде-
ленной обработки данных. Совокупная сложность задач управления в этом слу-
чае становится сопоставимой со сложностью вычислительных задач, а их реше-
ние требует разработки специальных способов и автоматизированных средств
поддержки.

Традиционно функции по организации управления выполнением проект-

ных  процедур  возлагаются  на  управляющую  подсистему,  называемую  также
мониторной  системой  (МС).  За  последние  10-15  лет  за  рубежом  сформирова-
лось  новое  направление  исследований,  связанное  с  проблемой  создания  сис-
темных  сред  (инфраструктур)  открытых  САПР  (CAD  Framework),  в  рамках  ко-
торого  решаются  перечисленные  выше  задачи  управления.  Поскольку  концеп-
туальные  основы  построения  инфраструктур  являются  важнейшим  элементом

“ноу-хау” фирм, специализирующихся на их разработке, в научно-технической
литературе они освещены недостаточно.

В нашей стране разработка соответствующих мониторных систем прово-

дилась  в “недрах” ведомственных НИИ и КБ и обычно сопутствовала реализа-
ции конкретных САПР. Причем часто имела место недооценка важности общих
задач  управления  проектными  работами,  и  по  давней  традиции  отечественных
разработчиков  САПР основной акцент делался на создании эффективной алго-
ритмической  базы  и  прикладных  программных  модулей  на  ее  основе.  Со  вре-
менем,  однако,  стало  очевидным,  что  наличие  разрозненных  эффективных  ин-
струментальных средств само по себе не способно обеспечить разработку каче-
ственных  проектов  в сжатые сроки. Для этого требуется более тесная интегра-

ция программных модулей в рамках используемой САПР, а также применение
общих механизмов и средств управления и координации работ при выполнении
проектов.

В данной монографии рассмотрены вопросы создания адекватной кон-

цептуальной  модели  процесса  распределенной  обработки  проектных  данных  и
разработки  на  ее  основе  инвариантных  компонентов  математического,  про-
граммного,  лингвистического  и  информационного  обеспечения  мониторной
системы  интегрированной  САПР  микропроцессорных  средств  вычислительной
техники (МСВТ).

В главе 1 дан аналитический обзор существующих моделей процесса рас-

пределенной  обработки  данных  (на  примере  проектирования  в  интегрирован-
ных САПР), рассмотрены особенности этого процесса в среде, построенной пу-
тем  комплексирования  инструментальных  программных  средств,  предложена
интерпретация  концепции  сквозного  проектирования,  использованная  при  по-
строении  интегрированной САПР.

В главе 2 рассмотрены элементы лингвистического, математического и

программного обеспечения мониторной системы: язык описания информацион-
ной модели процесса проектирования (ЯОМ), транслятор с ЯОМ

−

генератор

рабочей модели (ГРМ), программы оперативной корректировки рабочей модели
и ряд сервисных программ для работы с моделью.

В главе 3 сформулирован ряд задач поддержки оперативного управления

проектом и процессом проектирования, представлены способы и средства их
решения, базирующиеся на использовании рабочей модели процесса проекти-
рования.

В главе 4 описаны структура мониторной системы и функциональные

возможности важнейших ее подсистем, а также унифицированная схема ин-
формационного взаимодействия проектирующих подсистем и процедура атте-
стации инструментального программного обеспечения.

В заключении представлены основные научно-практические результаты,

полученные авторами в ходе реализации мониторной системы интегрированной
САПР МСВТ.

Глава 1. Информационная модель процесса

проектирования

Мониторная система (МС)

−

это обслуживающая подсистема САПР,

предназначенная  для  организации  рационального  управления  выполнением
проектных  процедур  и  взаимодействием  проектирующих  подсистем.  В  общем
случае процесс проектирования характеризуется наличием большого числа пло-
хо  формализуемых  факторов,  что  предопределяет  использование  информаци-
онного  моделирования  для  его  исследования.  В  основе  информационного  (ки-
бернетического) моделирования, являющегося одним из видов математического
моделирования,  лежит  отражение  некоторых  информационных  процессов
управления, позволяющее оценить состояние и поведение реального процесса.

Следовательно, для формулирования требований к составу, структуре и

функциональным возможностям базовых компонентов МС, прежде всего, необ-
ходимо разработать адекватную информационную модель процесса проектиро-
вания. В этой связи были исследованы свойства и особенности процессов про-
ектирования  различных  типов,  проанализированы  существующие  модели  про-
цессов проектирования, обоснован выбор концептуальной модели в виде асин-
хронного  последовательно-параллельного  конвейера  проектирования,    конкре-
тизировано  содержание  информационной  модели,  базирующейся  на  модели
конвейера проектирования.

Предложена информационная модель, представляющая суперпозицию

двух подмоделей

−

информационной модели проекта и информационной моде-

ли технологического маршрута проектирования

−

и отражающая процесс про-

ектирования  в  следующих проекциях: структура проекта, структура технологи-
ческого маршрута, календарный план выполнения работ над проектом. Форма-
лизованным  представлением  частных  моделей, образующих  обобщенную  ин-
формационную  модель, являются:  конечный  гиперграф H(X,E;I)

−

для инфор-

мационной модели проекта, конечный орграф G(P,D)

−

для информационной

модели маршрута проектирования.

содержание .. 1 2 3 ..