Лекція № 5

СПЕЦИФІКА ІНФОРМАЦІЙНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ САПР

5.1 Інформаційне забезпечення САПР

Під інформаційним забезпеченням (ІЗ) САПР розуміють сукупність відомостей, необхідних для виконання автоматизованого проектування, поданих в задати формі (ГОСТ 22481-77). ІЗ САПР призначене для організації, використання (отримання), збереження і підтримання в актуальному і коректному стані всієї інформації, необхідної для процесу проектування. Функції ІЗ реалізує інформаційна підсистема САПР. Множини даних, які потенційно можуть використовуватись при функціонуванні САПР або служити запам'ятовуваням результатів роботи, утворюють інформаційну базу даних (БД) системи. Інформаційна база САПР за формою представлення даних ділиться на позамашинну (інформаційний фонд) і внутрімашинну (баз} даних.

Організація, струтстура і склад інформаційних підсистем визначаються моделями об'єктів, яю проектуються, методами прийняття рішень І використовуваними технічними І програмними засобами.

ІЗ САПР можна представити у вигляді БД, яка взаємодіє із інформаційною системою та проектуючими модулями. Ця взаємодія здійснюється через спеціально організований інтерфейс, що і виконує узгодження і спряження інформаційної системи і програмних модулів за форматами запису, за кодами і позначеннями даних, за програмними засобами і мовами проектування .

Інформація, яка використовується при проектуванні, може бут розділена на статичну і динамічну. Статична інформація змінюється порівняно рідко (дані ТЗ, довідкові дані і тощо). Формування довідкових даних, їх завантаження і коригування здійснюєшся адміністратором бази даних, тобто системним програмістом, який формує базу даних. Динамічна інформація складається з даних, які накопичуються для виконання визначених процедур проектування (проміжні дані), і даних, які представляють собою результат проектування при виконанні даних процедур. Проміжні дані постійно змінюються при функціонуванні САПР. Вносити зміни в результати рішень має право конструктор виконавець.

Інформація, яка використовується при проектуванні, за виглядом й представлення ділиться на документальну, іконографічну і фактографічну. Документальна інформація представляє собою пошуковий образ документа, який знаходиться в БД. В САПР верстатів інформація такого виду використовується для знаходження відомостей про аналоги, патенти, методики проектування і розрахунку, результат випробування і т. д.

Інформація, яка міститься у зображеннях документів (кресленнях, фотографіях, схемах і т. д.) в ідентичній формі представлення, називається іконографічною. В сучасних САПР цей вид інформації служить для зберігання великих обсягів графічної інформації.

Основний зміст бази даних САПР складає фактографічна інформація у вигляді числових і базових довідкових даних про матеріали, комплектуючі деталі, характеристики аналогів і т.д. Сюди ж відносяться дані, які необхідні для виконання розрахунків: коефіцієнти, таблиці тощо.

Рис.5.1. Взаємодія засобів ЕОМ і користувачів

Розрізняють два види автоматизованих інформаційних систем САПР: банки даних і інформаційно-пошукові системи (ІПС), які відрізняються видом інформації, що зберігається, і інформаційною мовою, за допомогою якої здійснюється опис даних.

5.2 Бази даних САПР

Існує безліч визначень поняття "База даних" (БД) іноді зовсім не схожих один на одного. Скористаємося одним з них. База даних - це файли, що містять описи збережених у них даних, які керуються спеціальними програмними комплексами під назвою "Системи управління базами даних" (СУБД).

5.2.1 Бази даних і файлові системи

Розглянемо загальний зміст понять БД і СУБД. Почнемо з того, що із самого початку розвитку обчислювальної техніки утворилися два основних напрямки її використання. Перший напрямок - застосування обчислювальної техніки для виконання чисельних розрахунків, що взагалі неможливо робити вручну. Становлення цього напрямку сприяло інтенсифікації методів чисельного рішення складних математичних задач, розвитку класу мов програмування, орієнтованих на зручний запис чисельних алгоритмів, становленню зворотного зв'язку з розроблювачами нових архітектур ЕОМ.

Другий напрямок, що безпосередньо торкається теми нашого курсу, це використання засобів обчислювальної техніки в автоматичній чи автоматизованій інформаційних системах. У самому широкому змісті інформаційна система являє собою програмний комплекс, функції якї полягають у підтримці надійного збереження інформації в пам'яті комп'ютера, виконанні специфічних для даного додатку перетворень інформації і обчислень, наданні користувачам зручного і зрозумілого інтерфейсу. Звичайно обсяги інформації, з якими доводиться мати справу таким системам, досить великі, а сама інформація має досить складну структуру. Класичними прикладами інформаційних систем є банківські системи, системи резервування авіаційних чи залізничних квитків, місць у готелях і т.д.

Насправді, другий напрямок виник дещо пізніше першого. Це зв'язано з тим, що на зорі обчислювальної техніки комп'ютери мали обмежені можливості стосовно пам'яті. Зрозуміло, що можна говорити про надійне і довгострокове збереження інформації тільки при наявності запам'ятовуючих пристроїв, що зберігають інформацію після вимикання електричного живлення. Оперативна пам'ять цією властивістю звичайно не володіє.

Саме вимоги до обчислювальної техніки з боку нечислових програм-додатків викликали появу знімних магнітних дисків з рухомими голівками, що стало революцією в історії обчислювальної техніки. Ці пристрої зовнішньої пам'яті мали істотно більшу ємність, забезпечували задовільну швидкість доступу до даних, дозволяли мати практично необмежений архів даних.

Історичним кроком став перехід до використання централізованих систем управління файлами. З точки зору прикладної програми файл - це іменована область зовнішньої пам'яті, у яку можна записувати і з який можна зчитувати дані. Правила іменування файлів, спосіб доступу до даних, що зберігається у файлі, і структура цих даних залежать від конкретної системи управління файлами і, можливо, від типу файлу. Система управління файлами бере на себе розподіл зовнішньої пам'яті, відображення імен файлів у відповідні адреси в зовнішній пам'яті і забезпечення доступу до даних. Перша розвинута файлова система була розроблена фірмою IBM для її серії 360.

Розглянемо структуру файлів. Насамперед, практично у всіх сучасних комп'ютерах основними пристроями зовнішньої пам'яті є магнітні диски з рухливими голівками, і саме вони служать для збереження файлів. Такі магнітні диски являють собою пакети магнітних пластин (поверхонь), між якими на одному важелі рухається пакет магнітних голівок. Крок руху пакета голівок є дискретним, і кожному положенню пакета голівок відповідає циліндр магнітного диска. На кожній поверхні циліндр "висікає" доріжку, так що кожна поверхня містить число доріжок, рівне числу циліндрів. При розмітці магнітного диска (спеціальній дії, що передує використанню диска) кожна доріжка розмічається саме на ту кількість блоків, що в кожен блок можна записати те саме число байтів.