2. Описание структур объектов в виде и-или-дерева

Для решения в САПР задач структур­ного синтеза необходим способ фор­маль­ного описания структуры проектируемого объекта. Рассмотрим способы формального описания структур в рамках блочно-иерархического подхода с помощью И- и И-ИЛИ-деревьев.

И-деревоудобно применять для опи­сания структуры объекта. Оно представляет собой множествовершини связывающих ихребер. Вер­шины разделены наярусы, каждый ярус относится к од­ному из иерархических уровней, а вершины отображают составные части проектируемого объекта, рис.6.1.

Единственная вер­шина нулевого яруса, называемаякорневой, отображает проекти­руемую сложную систе­му (например, проходческий комбайн). Эта вер­шина соединена ребра­ми с вершинами первого яруса, отображающими подсис­темы (привод, шасси, гидро- и электрооборудование и т. п.). Вершиныn-го яруса, гдеn— число иерархи­ческих уровней в описании системы, называют­сялистьямии отображают базовые элементы (винт, вал, шестерня, поршень, клапан, реле, резистор и т.д.).

С помощью И-ИЛИ-дерева дается изображение структуры класса систем. В И-ИЛИ-дереве каждый ярус состоит либо из вершин ИЛИ, либо из вершин И, причем сосед­ние ярусы являются ярусами разнотипных вершин. Вершина И обозначает подсистему, включающую в себя все вершины-элементы следую­щего яруса. Вершина ИЛИ обозначает выбор одного из нескольких вариантов. На рис.6.2. дан фрагмент И-ИЛИ-дерева, на котором верши­ны И показаны темными кружками, а вершины ИЛИ — светлыми.

В И-ИЛИ-дереве выделяют кусты.Кустом Иназывают часть дерева, состоящую из одной вершины И и всех смежных с ней вершин из следующего яруса. Куст И отражает составные части некоторого объекта.

Куст ИЛИвключает одну вершину ИЛИ и все смежные с ней вершины из следующего яруса. В таком кусте представлены всевозможные взаимо­исклю­ча­ющие варианты построения объекта. Эти варианты называютальтер­нати­вами, а совокупность вершин И в ку­сте типа ИЛИ —альтернативной линейкой.

И-ИЛИ-деревья могут представлять собой как узкие, так и обширные классы систем. Обобщение И-ИЛИ-дерева на все более об­ширные классы технических систем приводит к появлению в нем дополнительных верхних ярусов. Вершины первого яруса соответствуют различным целе­вым назначениям систем. Каждому целевому назначению соответствуют вершины второго яруса, отображающие свойства (функции) системы. Вершины последующих ярусов служат для отображения блочно-иерархической структуры систем, т. е. типов и составных частей систем, подсистем и т. д. вплоть до базовых элементов.

Обычно И-ИЛИ-деревья выра­жают накопленный опыт в разра­ботке технических систем опреде­ленного класса и получаются объ­единением описаний нескольких конкретных структур (И-деревьев). Сведения, заключенные в И-ИЛИ-дереве, представляют в принятой для данной САПР фор­ме и помещают в базу данных.

Очевидно, что вид И-ИЛИ-дерева могут иметь сведе­ния не только о структурах, ранее реализованных, но и о структурах, которые еще не были воплощены в каких-либо проектах, в том числе о структурах хотя и неизвест­ных, но принципиально возможных.