Управление сложными проектами в интегрированных САПР - часть 4

 

 

15

 

Процесс среды

проектирования

N-

го уровня

Процесс среды

проектирования

(N-1)-

го уровня

Процесс

проектирования

N-

го уровня

Процесс

проектирования

(N-1)-

го уровня

Процесс

проектирования

(N+1)-

го уровня

Принад-
лежит  к

Использует
процесс проек-

тирования

использует
такие про-

цессы

Создал и

 

многие

Был создан этим про-

цессом  и  выполняет
задание для него

Знает  о  многих
таких процессах

 

Рис. 1.5. Элементарный конструктивный блок сетевой модели  

процесса проектирования 

 
При описании задач управления процессами часто прибегают к использо-

ванию диаграмм состояний. Диаграмма состояний 

−

 это конечный орграф, вер-

шины которого обозначают множество некоторых рабочих состояний процесса, 
а дуги 

−

 множество возможных переходов из одного рабочего состояния в дру-

гое.  В  каждый  момент  времени  любой  процесс  среды  проектирования  может 
находиться в одном из трех рабочих состояний [1]: 

пассивном,  если  в  среде  не существует ни одного процесса проектирова-

ния; 

выполнимом, если в среде существует хотя бы один выполнимый или вы-

полняющийся процесс проектирования; 

приостановленном, если в среде существует хотя бы один процесс проек-

тирования, но ни один из существующих процессов не может выполниться (на-
пример,  из-за  недоступности  в  данный  момент  необходимых  процессу  ресур-
сов). 

 

 

16

Рабочее  состояние  среды  проектирования  тесно  связано  с  рабочими  со-

стояниями  принадлежащих  ей  процессов  проектирования.  Можно  выделить 
следующие рабочие состояния процесса проектирования [1]: 

существование. Процесс переходит в это состояние сразу после того, как 

он создан в среде проектирования по запросу некоторого другого процесса про-
ектирования; 

выполнимый. Процесс переходит в это состояние после того, как он ини-

циирован; 

выполнение.  Процесс  переходит  в  это  состояние  для выполнения некото-

рой  последовательности  действий,  направленных  на  решение  задачи  проекти-
рования; 

ожидание. Выполняющийся процесс переходит в это состояние, если ему 

требуется  поддержка  других  процессов.  Например,  процессу  могут  потребо-
ваться  ресурсы  для  создания  новых  подпроцессов,  поддержка  процесса  более 
высокого уровня или процесса среды проектирования; 

восстановление. Процесс переходит в это состояние после того, как в хо-

де  выполнения  процесса  проектирования  происходит  особая  (исключительная) 
ситуация. 

Понятия процесса проектирования и среды проектирования, неформально 

введенные  выше,  можно  использовать  как  основу  для  описания  процессов  ав-
томатизированного проектирования. В работе [1] процесс автоматизированного 
проектирования определяется как подчиненный процесс проектирования, кото-
рый  выполняется  в  среде,  обеспечиваемой  ЭВМ,  или  более  точно 

−

  в  рамках 

САПР. Поскольку САПР должна обеспечивать автоматизацию процесса проек-
тирования  в  целом,  а  не  только  его  отдельных  частей,  то  сложную  структуру 
процесса  проектирования  необходимо  отразить  в  структуре  самой  САПР. Дру-
гими  словами,  САПР  должна  обеспечить  возможность  моделирования  самого 
процесса  проектирования,  а  полученная  информационная  модель  может  быть 
использована для организации и оптимизации управления этим процессом. 

 

 

 

 

 

 

17

1.1.4. 

Методологии проектирования 

 
В концептуальной модели процесса проектирования должны быть учтены 

особенности  существующих  методологий  проектирования.  С  системной  точки  
зрения  процесс  проектирования  можно  представить  как  последовательность 
преобразований  (трансформаций)  промежуточных  описаний  объекта  проекти-
рования, связывающих концептуальное описание объекта и его реализацию [2]. 
Эти  преобразования  выполняют  проектные  процедуры  (T),  каждая  из  которых 
генерирует промежуточные проектные описания для следующего уровня на ос-
нове описаний предыдущего уровня (рис. 1.6). 

В  зависимости  от  направления  выполнения  этих  преобразований  разли-

чают два основных метода проектирования 

−

 восходящее и нисходящее проек-

тирование, последовательности этапов для которых показаны на рис. 1.6 в виде 
правой и левой ветвей схемы соответственно.  

При  восходящем  проектировании  начинают  с  базовых  функциональных 

элементов  и  затем,  группируя  их  нужным  образом,  формируют  узлы  первого 
уровня,  функционально  более  сложные,  чем  базовые  элементы.  В  результате 
преобразования, повторяющего эту процедуру по отношению к элементам 1-го 
уровня,  конструируют  более  сложные  узлы,  соответствующие  2-му  уровню,  и 
т.д.  Требуемое  описание  объекта  проектирования,  т.е.  проект,    окончательно 
формируется в результате последнего из цепочки преобразований, которое и за-
вершает процесс проектирования. 

Недостатки,  снижающие  результативность  методологии  восходящего 

проектирования,  обусловлены  тем,  что  по  мере  усложнения  проектируемых 
объектов  происходит  увеличение  количества  промежуточных  уровней  описа-
ния,  а  это,  в  свою  очередь,  увеличивает  количество  возможных  проектных  ре-
шений  (экспоненциальная  зависимость).  Поэтому  переход  с  i-го  уровня  проек-
тирования на (i+1)-й представляет собой не только задачу преобразования опи-
сания, но еще и комбинаторную задачу выбора вариантов. В случае проектиро-
вания  сложного  объекта  трудно получить эффективные критерии  выбора про-
ектного  решения  на  конкретном  этапе,  которые  учитывали  бы  требования  по-
следующих  этапов  проектирования.    В  результате  непосредственное  примене-
ние  метода  восходящего  проектирования  приводит  к  трудно  управляемой  по-

 

 

18

следовательности  преобразований,  которая  недостаточно  эффективна  по  отно-
шению к проектируемому объекту в целом. 

 

Реализация объекта проектирования

(

базовые функциональные элементы)

Концептуальное описание (архитектура)

объекта проектирования

T

Уровень 1

T

Уровень N

T

Уровень 2

T

Уровень (N-1)

T

Уровень (M-1)

T

Уровень 2

T

Уровень M

T

Уровень 1

T

T

Промежуточные
описания при
восходящем
проектировании
(

постепенное

уменьшение
детализации с
возрастающей
степенью учета
функциональных
аспектов)

Промежуточные
описания при
нисходящем
проектировании
(

постепенная

детализация с
возрастающей
степенью учета
технических
аспектов)

 

Рис. 1.6. Схематическое представление процесса проектирования 

 
По  ряду  причин  нисходящее  проектирование  является  более  предпочти-

тельным методом, чем восходящее проектирование. Во-первых, часто разработ-
ка проекта начинается при отсутствии каких-либо определенных решений отно-