Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Разработка аппаратно-программных средств интеллектуализации систем автоматизации проектирования на основе методов теории графов

Диссертация: Разработка аппаратно-программных средств интеллектуализации систем автоматизации проектирования на основе методов теории графов
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Разработаны аппаратные, программные и инструментальные средства интеллектуализации решения базовых задач теории.графов. Предложен модифицированный алгоритм распознавания изоморфизма графив, основанный, на методе разбиения вершин графа на уровни. и. Произведена оценка эффективности’аппаратных и-программных средств интеллектуализации задач: проектирования, способа их взаимодействия. Рассмотрены… Читать ещё >

Разработка аппаратно-программных средств интеллектуализации систем автоматизации проектирования на основе методов теории графов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Глава 1. Современное состояние вопроса интеллектуализации систем автоматизации проектирования
    • 1. 1. Задачи САПР с точки зрения интеллектуализации
    • 1. 2. Математический аппарат САПР (обзор)
    • 1. 3. Постановка задачи исследований
  • Выводы по первой главе
  • Глава 2. Формализация базовых задач автоматизации проектирования и методика их решения
    • 2. 1. Формализация обьектов автоматизации проектирования аппаратом теории графов
    • 2. 2. Единая методика решения базовых задач
    • 2. 3. Модифицированный алгоритм решения базовых задач на примере распознавания изоморфизма графов)
    • 2. 4. Аппаратно-программные средства решения базовых задач (на примере распознавания изоморфизма графов)
  • Выводы по второй главе
  • Глава 3. Инструментальные средства и принципа интеллектуализации систем автоматизации проектирования
    • 3. 1. Инструментальные средства интеллектуализации системы?
    • 3. 2. Модульной принцип построения программных средств интеллектуализации системы
    • 3. 3. Структура и принцип функционирования Функционально-ориентированного процессора.,
    • 3. 4. Оценка эффективности аппаратных и программных. средств интеллектуализации системы
  • Выводы по третьей главе
  • Глава 4. Практическая реализация средств интеллектуализации системы автоматизации проектирования
    • 4. 1. Реализация аппаратно-программных средств интеллектуализации системы
    • 4. 2. Диагностический контроль топологии БИС и СБИС
    • 4. 3. Использование средств интеллектуализации системы при проектировании технологических процессов в легкой промыо-ленности
  • Выводы по четвертой главе

Современный уровень развития вычислительной техники-представляет разработчикам в области автоматизации проектирования весьма широкие возможности, главным образом в направлении интеллектуализации САПР. Это связано с разработкой принципиально новой теоретической основы, а такне математического и информационного обеспечения в совершенствовании технических средств. В автоматизации проектирования существуют стандартные наборы решений разнообразных задач, которые в практическом использовании в определенной степени удовлетворяют поставленным требованиям. Для более адекватного отображения результатов проектирования заданию, требуется система, имитирующая деятельность человека-конструктора.

Интеллектуальные САПР не могут формировать новые идеи, |!l) |1 ТО V0 ПрОМЯ опираясь на знания, базовые алгоритмы реые-ния проектируемых обьектов, технологий изготовления изделий, алфавит компилятора и параметры элементов систем позволяют проводить направленный поиск реиений.

В работе [891 описана концепция развития автоматизации проектирования на машинах пятого поколения, где обязательным условием является содержание в системе программного обеспечения следующих компонентов:

1. Интеллектуальная система обеспечения системотехнических исследований (ИСОСИ);

2. Интеллектуальная сервисная система (ИСС), для обеспечения работы пользователя в целом с системой проектирования и сохранения высокой надежности ее функционирования.

ИСОСИ обеспечивает проектировщика интеллектуальными средствами, для помощи в проведении системотехнических исследований и состоит в основном из:

— интеллектуальной системы программирования, системы проектирования, баз знаний:

— интеллектуальной систем!" проектирования сверхбольиих интегральных схем.

ИСС включает средства совместимости с программами балами данных других машин, справочник средства пользователя ь наконец средства автоматического контроля и восстановления, Что касается конфигурации аппаратной системы, то она долина. обеспечивать интеллектуальное общение человека в качестве-средств ввода-вывода текстов, речи, графики, изображений и т. х.

Цель диссертации. Разработка аппаратно-программных методов создания интеллектуальной системы автоматизации проектирования, формализация знаний, данных и процесса проектирования обьектов г. ловной структуры.

В диссертации исследуются и разрабатываются следующие задачи:

— анализ существующих методов, алгоритмов и систем автоматизации проектирования,.

— методйяагические основы интеллектуальной системы автоматизации проектирования,.

— математический аппарат, базирующийся на методах теории графов,.

— способы и методы решения задач теории графов на основе единого входного языка,.

— аппаратная и программная реализация решения задач теории графов,.

— разработка инструментальных средств формализации описания обьектов.

Методы исследования. Разработанные модели и методы создания интеллектуальной системы автоматизации проектирования базируются на методах теории графов, теории принятия решений, теории формальных систем, искусственного интеллекта и системного анализа.

На у ч н, а я н о в и ъ н а. Основными научными результатами работы являются разработка методшкпчш создания интеллектуальной САПР на основе единой методики решения. задач теории графов и единого входного языка описания обьектов различных предметных областей. Принципиальный вклад в развитии интеллектуализации систем автоматизации проектирования состоит в следующем:

1. Разработана методчв&гическая основа интеллектуальных систем автоматизации проектирования, базирующаяся на методах теории графов и принятия решений. Особенностью такой методе#е"т является комплексный подход в решении проблем проектирования обьектов сложной структуры.

2. Предложена единая методика реиения задач теории графов, • основанная на методе разбиения вершин графа на уровни. Единая методика позволяет существенно сократить количество комбинаторных операций возникающих б процессе проектирования.

3. Создан единый входной язык и способ представления графовой информации в формальной квадратичной форме, основанний на методах и аппарат* теории гра^.оь и обеспоинзакций формализацию задач проектирования.

4. Предложена универсальная структура комбинированной записи с постоянной и переменной частями для обработки знаний я данных различных предметных областей, обеспечения достоверности и оперативности доступа к п-.ч.обг.й информации.

5. Разработан способ аппаратно-программной реализации процесса проектирования обьектпв слояной структуры, основанный на методе разбиения вершин графа на уровни.

6. Предложен способ взаимодействия между аппаратной реализацией и программным обеспечением базовой мамины в процессе проектирования, обеспечивающий высокую производительность за счет распараллеливания вычислений.

7. Разработаны инструментальные: срндотва, обеспечивавшие связь пользователя с интеллектуальной системой проектирования и формализацию задач различных предметных областей.

Практическая ценность работы.

Разработанные в диссертации научные, теоретические и практические положения, методы и средство могут использоваться при проектировании объектов сложной структуры в различных предметных областях.

Реализация результатов работы. Основные результаты диссертации получены привыполнении научно-исследовательской работы в лаборатории «ВТ и САПР» Института Кибернетики с ВЦ Академии наук Республики Узбекистандля ре-сения проблемы диагностического контроля топологии БИС и .СБИС б радиоэлектронной промышленности. Инструментальные средства и программное обеспечение системы одобрены Художественно-тех—ническими Советами Акционерного объединения «ШОБУВЬ», Яаы-билского производственного торгово-кьейного объединения «СУДУ» и приняты на опытную эксплуатацию. Внедрение результатов работы подтверждено соответствующими актами.

А п р о б, а ц и я р, а 0 и т и. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих, конференциях и' семинарах: «Проблемы вычислительной математики и автоматизации научных исследований» (Алма-Ата, 1308), IX Республиканская межвузовская научная конференция по математике и механике (Алма-Ата, 1389), Международная научно-техническая конференция «Теория и методы создания интеллектуальных САПР в машиностроении и приборе, г. грс. с-нии» (Минск,.1332), IV Всесоюзная конференция «Методы и средства обработки сложной графической информации» (Нижний Новгород, 1331), Региональная иаучно-мэтодичоская кпнференция &-уяиь Ирллл и Сибири (Челябинск, 1989). III Международная научна техническая конференция «Интеллектуальные САПР» fТаганрог, 1ПЗ^М и др. п у б л vi к о 11 и и. по т к ч >: дисс ертоции опу иликоват"'.

6 научных статей и тезисов докг, г. дпь и.• Международных, Всесоюзных и Республиканских конференциях.

Структура побьем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и прилоченил. Работа содержит 150 страниц текста, 55 рисунков, 4 таблицы, 10 листингов программ и списка литературы из 107 наименований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

I.

Последние достижения в области создания систем’автоматизации проектирования в различных отраслях, в частности разработки изделий микроэлектроникии средств вычислительной техники требуют повышения степени интеллектуализации процесса проектирования. Данная проблема возникла из-за трудноформали-|Зуемости и труднорешаемости задач проектирования, В связи с этим, для решения поставленных проблем в диссертации получены следующие результаты:

1. Разработана методическая основа интеллектуализации систем автоматизации проектирования, базирующейся на методах теории графов, ' .

2. Разработана единая методика решения: «базовых задач теории графов, • основанная на методе разбиения вершин графов на уровни.

3. Разработан единый входной язык описания графов в формальной квадратичной Форме. Предложена универсальная структура комбинированной записи графовой. информации с постоянными и переменными частями для обработки знаний и данных о различных предметных областях. !

4. Разработаны аппаратные, программные и инструментальные средства интеллектуализации решения базовых задач теории.графов. Предложен модифицированный алгоритм распознавания изоморфизма графив, основанный, на методе разбиения вершин графа на уровни. и. Произведена оценка эффективности’аппаратных и-программных средств интеллектуализации задач: проектирования, способа их взаимодействия. Рассмотрены примеры использования средств интеллектуализации для диагностического’контроля топологии ВИС и СВИС в радиоэлектронной промышленности и проектирования технологических процессов в отраслях легкой промышленности.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Автоматизация проектирования технологических процессов в машиностроении./Корсаков B.C., Капустин Н. М. и др. •!. :Маииностр<., 1985. с. 304.
  2. Автоматизированное проектирование и производство в машиностроении./ Соломенцем Е. М., Митрофанов В. Г. и др. М.: Иашиностр., 1988, 25G с.
  3. Автоматизированная система проектирования- техноло-. гических процессов механосборочного производства. /Зарубин Г. М., Капустин Н.М.и др., М.: Машиностроение, 1979, 247 с.
  4. Автоматизация проектирования в радиоэлектронике и гнчислительной техники. М: МДНТП, 1981. ¦
  5. В.Н. Типы и абстракция данных в языках программирования : Обзор// Данные в языках программирования. М.: Мир, 1982. — с.' 265−327.
  6. Е. В. Гуленков В.Ю. Структурные принципы : технологического процесса в условиях ГПС.// сб. Гибкие произодственные системы. М.: Изд-во стандартов. 1987.
  7. A.c. 596 951 СССР, МКИЗ G06 °F 15/20. Устройство для пределения изоморфизма графов / В. М. Курейчик и др.- Опубл.1378, Бюл. Н 9. .
  8. A.c. 732 879 СССР, ШЗ G06 °F 15/20. Устройство-для .феделения изоморфизма для ориентированных графов / А. Г. Коолев, В. И. Курейчик, В. А. Калашников, — Опубл. 1980, — Бил. IL." •
  9. A.c. 1 305 703 СССР, МКИЗ G06 °F 15/20. Устройство для •збиения графа на подграфы / В. М. Глушань, В. М- Курейчик, И.
  10. , Л.И. Щербаков.- Опубл. 1987, Бюл. N 15. .
  11. A.c. 596 951 СССР, МКИЗ G06 °F 15/20. Устройство для | пределения изоморфизма графов. /В.М. Курейчик и др.- Опубл. .378, Бюл. Н- 9.. '
  12. В.Д., Смолов В.Б, Аппаратурная реализация лементарных функций в ЦВМ. Л.: Машиностроение. Ленинградско-i института, 1975, 96 с.
  13. .В., Магрупов Т. М. Определение соответс-¦ ия больиой интегральной схемы принципиальной схеме. // Микзлектроника. 1974 Bun. 4. с. 311.
  14. D.B., Норенков H.H.. Системы тонатизированного проектирования СБИС // Микроэлектроника «Л т.9 вып. 5. с. 401−412.
  15. Д.И. Оптимизация радиоэлектронных устойств. М.:Сов.радио, 1975. с. 47.
  16. Т.И., Гудим И. В. и др. Структурная модель охнологического' процесса изготовления швейных изделий для винного проектирования потоков.// РС: Швейная 'промышленность, вып.З. М. ЦНИИТЗИ Легпром. 1983.
  17. В.В., Радугин Е. А. Электронные модели за-14 на графах. Киев.: Паук, думка, 1987. 152 с.
  18. О.В. Алгоритм установления изоморфизма гра-// Алгоритмизация логического проектирования-дискретныхстройств. Киев, 1974, 168 с.
  19. В.Х. Основы автоматизации проектирования. Радио и связь, 1988, с. 280.
  20. Н. Алгоритмы + структуры данных = программы:: р. с англ.- М.: Мир, 1985, 406 с.
  21. Н. Язык программирования ПАСКАЛЬ // Алгоритмы организация решения экономических задач. М.: Статистика, :74, Вып. 3, с. 38−66.
  22. Н. Алгоритмы и структуры данных ': пер. с игл. И.: Мир', 1989, 360 с.
  23. Гридин В.II. Формализация средств лингвистического -оимодействия пакетов прикладных программ в комплексной САПР
  24. Вопросы электроники. Сер. ЗВТ. 1984 N 3. с. ¦9−145.
  25. В.П., Сперанский С. Н. и др. Система реляци-мно-логического программирования КОНЦЕПТ, — ориентированная! надачи САПР //Докл. I международной научно-практической конвенции САПР СВТ. 89 .М. .
  26. В.Н. Тенденции построенияразвития прог- ' '.мннотехнических средств автоматизации проектирована микроэтронной аппаратуры // Лекции школы -семинара по объемным тегралышм схемам. Тбилиси: ГПИ: 1988, с. 7−14
  27. С. Система взаимодействия меяду основным . оцессором и сопроцессорами стандартного интерфейса // .онтроника. 1983, N. 10, с. 66−71. •
  28. К., Знинерс 3. САПР и автоматизация произтва. М.: Мир, 108?.
  29. Л.С. Методы оптимального проектирования.М.: но и связь, 1984. с. 86.
  30. Деньдобренько Б. IL, Малика A.C. Автоматизация труирования РЗА, И.: Высш.кола, 1980, 384 с.
  31. Дл.К. Методы проектирования. М.: Мир, 1986.
  32. Дн. Проектирование систем: Изобретательст-анализ и принятие решений. М.: Наука, 1977, с, 243.
  33. В.А. Применение теории графов в прог-пфовании. // под ред. А, П. Ершова. М.: Наука. 1985. -352.
  34. A.B. Типы данных в языках программирования- • -•.зах данных. Новосибирск: Наука, 1987. — 150 с. i
  35. A.A. Теория конечных графов. Новосибирск, :3. 543 с.
  36. Е.А., Певченко В. П. 0 паралельных вычисле-• на графах. // Кибернетика. 1981. Н 3. — с. 89−94.
  37. Е.А. Паралельные алгоритмы на графах // Кинетика. 1981 — IL 3. с. 81−83.
  38. A.B. и др. Эффективность проектируемых •:ентов сложных систем. М.: Высш. школа, 1982. с. 106.
  39. Интеллектуальные интегрированные САПР РЗА и СБИС. .: Наука, 1990. с. 165.. .
  40. Интеллектуальные системы имитации./ Тез. докл. 6-й • -но-метод. конференции 28−30 октября 1985 г., Новосибирск
  41. В.К., Гуськов Г.9., Магрупов Т. М. Концеп-ьное проектирование микроэлектронных вычислительных ктур и ситем. Ташкент.: Фан, 1989. с, 224
  42. Г. Г. Структура, основные требованиями .: :цнпы построения САПР микроэлектронных приборов. М.: Высш. • а. 1978
  43. Г. Г., Шепелев В. А., Попова Т. Н. и др. :см контроля топологии интегральных схем на базе мини-ЗВМпользованием дисплеев. В кн.: Микроэлектроника- Вып., 9. ' ов. радио, 1976.
  44. A.M. Аппаратно-программные средства интел-.альной системы распознования изоморфизма графов // Модеи, методи и программные сродства управления организационно-технологическими системами / Сборник научных трудов. Алматн 1991
  45. Карелин В. Н, Миронов Б Л1. Алгоритм определения 'изоморфизма однородных неориентированных графов // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика, 1975. IL 2.-е. 145−148.
  46. A.M. Автоматизация оптимального- конструирования ЭВМ. М.: Сов. радио, 1973. с. 382
  47. КерниганБ., Плоджер Ф. Инструментальные средства программирования на языке Паскаль. М.: Радио и связь: 1985 , — 313 с.
  48. П. В, Алгоритм распознавания изоморфизма графов и его применение б идентификации логических сетей // Автоматика и вычислительная техника. 1979., — Н 4 — с. -М-27.
  49. В.С., Волченская Т. В. Организация- аппаратных средств подд.-ркки САПР // ЛЭТИ, вып. 364, 1985, с. 40 ¦46.
  50. Конструирование Функциональных узлов ЭВМ на интегральных схемах / Под ред. Ермолаева. М.: Сов, радио,.1988.
  51. В.П. и др. Теоретические основы! САПР: !'чебник для вузов. Знергоптомиздат, 1987. с. 400.
  52. П.С., Петров А. А. и др. Информатика и :роектироание. М-.: Знание, 1986. Сер. Математика, .Кибернетика. N 10. Г
  53. В.К. и др. Система электронного моделирования задач автоматизации конструирования. // Электронное ыо--олироание. 1384. т.О. IL 1. с. 16−17. .
  54. В.К. и др. Специализированная вычислительная система для решения задач автоматизации конс-груирования. // Яоь’иннне методы конструкторского проектированы РЗА и ЗВА / Издат. Саратов. ун"та, 1983. с. 16−17.
  55. Курейчик В.». Королев А. Г. Об *одном подходе рас-.ознования изоморфизма графов // Кибернетика 1977 N—2. с. 82 •37 .• :., • .:
  56. P.M., Королев В. П. Применение алгоритма зонорфизма графов для контроля схем БИС // Микроэлектроника.-.070. IL5 с. 400−400. 1 ' Г
  57. В.М., Глуиань В. М., Щербаков Л. И. Комби-.-.торные аппаратике модели и алгоритмы в САПР. М.: — Радио изь. с. 214 i
  58. Т.М. Автоматизация проектирования микроэлектронных вычислительных структур.//Техника средств связи, сер. Микроэлектронная аппаратура, 1982. Вып. КЗ).
  59. Т.М. Алгоритм плотного размещения менсое-динений монолитных Ги.льыих интегральных- схем// Вопросы кибернетики. Вып.58. Ташкент: ИК с ВЦ АН УзССР. 1973.
  60. Т.М. Графы, сети, алгоритмы и их приложения. Тапкент.: Сон, 1900. с. 120.
  61. Т.К., Калиев А. М. Интеллектуальная среда для распознавания изоморфизма-, графов при автоматизации’проектирования // ИСАПР. Тезисы докл. 3-й Меад. научно-техн. кон-ссрснции/ Таганрогский радиотехнический ин-т. • Таганрог 1992. ' ' ,
  62. Т.М., Ариджанов М. К., Юсупов^ С.Ю". Разбиение цифровых устройств на Апльиие интегральные схемы// Вопроси кибернетики, вып. 110. Ташкент,. 1980. •
  63. Методы разбиения схем РЗА на конструктивно* законченные части/ под ред. Морозова К. К. -М.: Сов. радио, 1978. -130 с.
  64. . Е. Х. Золотцева Л.В. и, др. Лабораторный г. л-: г и кум по технологии ¡-звейных изделий. М. :Легпромбытиздат.~
  65. КелихнБ fi.II., Курейчик В. М., Королев А. Т-. Решение задач контроля при техническом проектировании на основе рас п о ^ :м в, а ни я из ом о р ф из ма графов// Материалы XXUI Республ. конф K"j:ac. 1977. с. 139−141. '
  66. А.П., Бернатейн Л. С., Корелин В. П. Об изо-¡-:-.I :изме графов и конечных автоматах// Изв. АН СССР Технич. кибернетика. 1368. — !Н. — с. 128−134.
  67. ПЛ., Бернштейн Л. С. и др. Применение гра-для проектирования дискетных устройств. М.:* Наука, 1974.
  68. Мелихов А… Бернштейн Л. С. и др. Об изоморфномпни графов.// Математическое моделирование и теория ¡-ирических цепей. Run. 8″. Киев. 1972. с. 288.
  69. К.К. и др. Автоматизированное проектирова-:•: -нструкций радиоэлектронной аппаратуры. М.: Радио и1983. 200 с.
  70. Морозов К. К,.Одинцов В. Г. и др. Автоматизация про-ания конструкций РЗА. М.: Радио и связь, — 1983.
  71. С. Системное проектирование -сверхбольших етральных схем1: Пер. с англ. / под ред. В.М. Кисельнико- К.: Мир, 1982.
  72. Нильсон 1! Принципы искусственного^интеллекта. :. г. но и связь, 1985.- с. 285.
  73. В.Г., Беседин А. Л. Системы автоматизиро-проектирования . Киев .: Вища школа, 1984,
  74. К.А. и др. Решение задач методом-выделе-графе изоморфных подграфов // Автоматизации конструко проектирования РЗА и ЗВА. Пенза, 1977.- с. 12−19. >1. Селютип В.ft. Машинное конструирование электронных '. тв. И.: Сов. радио, 1977. 383 с.,, .
  75. Т.Н. Разработка организационно-технологи--.оделой проептиропани^ чвейикх потоков./Автореф. дис.• •¦"", ii 1 г| о о
  76. Г". I. tl, , 14, 1 vMM> .а. Сечкин ft.В., Гудин И. В. и др. Проектирование тех-оких процессов изготовления швейных изделий. М.:. :-тиздат. 1388. .
  77. li.ft., Коммисаров О. Ю. и др. Системное- про-- .ние технолигических потоков в легкой- промышленности.ка. 1900.
  78. Смолов В.Б.,!.одяхо ft .И. .Пузалков Д. В. Высоко про-не процессоры для вычисления элементарных функций. ССР. Приборостроение, Л.: ЛИТМО, 1983, с.30−34. Смирнов О. Л., Падапко С. И. САПР: формирование и гание проекмшх модулей. М.: Машиностроение,
  79. ЭВМ fl—i*o томления- концепции, проблемы, перспективы./ пЬд ред. Т. Мото-ика- пер. с англ. М.: Финансы и статистика, — 1904.
  80. Djavaherv !!., Osborne S. Modula 2f: fin Alternative to С for Sysler>is Prograaning// 3ournal of Pascal, Ada, and Modula 2. 1ЯСП. U.5, N3. — p.47 — 52.
  81. D. -CoEpared Anatomy of the Programming Languagel Pascal and C// ACM SIGPLANiNotices. -1986. U.21.N5.-P. 50−601 " .107., Turbo pascal reference manual. Borland1.ternational, IIIC. 1985. — 376 p.., l •
  82. У .Т В Е Р I Д, А Ю Генеральный директо1. Акционерного объединен9:М9НЙТАЕ1п1. Ж&-1 '19'33г1. АКТприема-сдачи научно-технической продукции на опытную
  83. От предприятия Начальник технического отдела
  84. От Института Кибернетики с ВЦ АН Республики Узбекистан
  85. УТВЕРЗДАЮ Генз&ззт^^ш^директор Iфизводствен-гйного Ш"1. Аргинбаев 1993 г. 1. А К Тприемки-сдачи научно-исследовательской работы в опытную эксплуатацию
  86. С помощью разработанных инструментальных средств создания интеллектуальных САПР можно легко производить перенастройку технологического процесса изготовления одного изделия на другое, что очень важно в условиях коньюктуры рынка.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!