АКАДЕМИЯ НАУК СССР ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ ННДР Научный Совет по физико-техническим проблемам разработки полезных ископаемых АН СССР

ХОЗРАСЧЕТНОЕ НАУЧНОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ МИНВУЗА РСФСР Горная секция программы САПР

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОЗДАНИЮ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ САПР - КАРЬЕР

Редакция 1-85

Москва - 1985

и сроков разработки программ и программной документации.

3.2.    Эскизный проект.

роста» работы. Консультации разработчиков постановки задачи пс перечню и составу необходимой информации, по структуре форм входных и выходных документов, по методам решс.ния задач.

3.3.    Технический проект

Состав, работы. Выдача рекомендаций по вопросам, связанным с постановкой задач. Совместно с разработчиком постановки задачи: решение вспрооов по составу, организации обработки данных и применению ЗИЛ; анализ и определение форм входных и выходных документов с хомпоновкой реквизитов; организация контроля обрабатываемой информации; подготовка контрольно-отладочного примера; окончательное определение конфигурации технических средств. 1<снтроль за соблюдением требований к составу и оформлению постановки задач. Разработка программной документации и передача ее для включения в технический проект. Передача технического проекта па согласование и утверждение.

3.4.    Рабочий проект

достав работы. Изучение постановки задачи. Разработка и отладка программ. Описание контрольного примера. Подготовка руководства программиста и оператора. Комплексная отладка задач и сдача в опытную эксплуатацию (совместно с разработчиком). Корректировка прогремм л программной документации по результатам комплексной отладки, Подготовка документации рабочего проекта к рассмотрению.

3.5.    Внедрение

Состав работы. Совместно с разработчиком: проверка алгоритмов и программ решения задач и технологического процесса обработки данных; опытная эксплуатация задач; корректировке технической документации по результатам опытной оксплуатации; подготовка документации и сдача в промышленную эксплуатацию.

4. Организация труда при разработке программного обеспечения

4.1. Деятельность специалистов, занятых разработкой программного обеспечения, регламентируется должностными инструкциями, согт&пленньми в соответствии с квалификационными характеристиками справочника должностей служащих и спецификой работы вычислительных установок.

10

Определение трудоемкости по стадиям разработки (раб.дн.)

от алия разработки Трудоемкость Поправочный коэффициент Трудо емкость

чел.* дн. Основание чел. ди. -с уче- - . TOV. по-Основание П1М80Ч. козф. £чрл.дн.) 1.    Разработка тех.задания 2.    разработка 43 53 Табл.4.1 норма 6 а Табл. 4.2 т к 43 эскизного проекта норма 6 а I 53 3. Разработка технического проекта 90 Табл. 4.8 норма I а 2,01 П.1.7. Общая часть сборни-ка vтабл.1.1) 160 4. Разработка рабочего проекта 932 Табл.4.14 норма 8 а 2,38 11.1 7 ОбшсЯ части(табд. 1.2) 2.&1хЗЛ,?х2_ Зч2 -2,36 2218 5. Участие во внедрении 85 Табл. 4.16 норма I а I 85

ВСЕГО: 2579

Ссылки на таблицы и нормы из директивного письма (см.4.5)

II

4.2.    Программисты должны быть обаопечены стандартами, межотраслевыми и отраслевыми руководящими методическими материалами! справочной и технической литературой.

4.3.    Поотановка задачи включает наложение сущности задачи, алгоритмы решения, контрольный пример и описания!

-    входной оперативной информации;

-    нормативно-справочной информации;

-    выходной информация;

-    информации, хранимой для связи с другими задачами;

-    информации, накапливаемой для последующих решений данной задачи;

-    правил по внесению иаменоний.

4.4.    Оформленная поотановка задачи поступает к руководителю работ по программированию дважды г первый раз - для подготовки замечаний, второй (пооле доработки) - на согласование.

4.5.    Нормирование работы программистов может быть произведено на основе директивного письма Государственного комитета СССР по труду и социальным вопросам "Типовые нормы времени на программирование задач для 8ВМ" от 26 мал 1900 Года с учетом поправочных коэффициентов.

4.6.    Нормы времени предназначены для нормирования труда программистов, установления чисденнооти и должностного состава исполнителей.

4.7.    Нормы времени должны раоочитыватьсЛ в зависимости от факторов, наибольшим образом влияющих на трудоемкость разработки программного обеспечения, а именно!

-    количество макетов входной информации!

-    количество разновидностей форм выходной информации;

-    степонь новизны задач»

-    сложность алгоритма;

-    вид используемой информации;

-    оложнооть контрол*, входной и выходной информации;

-    язык программирования;

-    использование стандартных модулей, типовых програш* и пакетов прикладных программ.

4.8.    Пример расчета трудоемкости при разработке программного обеспечения группы задач подсистемы горно-геометрического анализа САПР-карьер.

Основные факторы:

-    количество макетов входной информации - 5,в том числе

а)    переменной информации - 2;

б)    информации, получаемой от решения смежных задач - I;

в)    справочной, условно-постоянной информации - 2;

-    количество разноьидностей форм выходной информации -Ю а том числе

а)    печатных документов - 6;

б)    информации, перенооимой на машинные носители - 4;

-    степень новизны задач - "А";

-    сложность алгоритма - "I";

-    вид используемой информации:

а)    информация, получаемая от решения смежных задач относится к переменной - "2";

б)    справочная, услоьно-постоянная информация относится к нормативно-справочной - ^H2"j

-    язык программирования Ш1/1 иди fc)PTPAH;

-    стандартных модулей - нет.

Трудозатраты на разработку программного обеспечения праве-дены в таблице 4.1; ссылка на таблицы и нормы из директивного письма (см.5.5).

5. Принципы создания программного обеспечения

5.1.    При создании программного обеспечения необходимо руководствоваться следующими принципами:

-    нисходящего проектирования;

-    нисходящего кодирования;

-    нисходящего тестирования;

-    модульности;

-    структурного программирования;

-    надежности программного обеспечения.

5.2.    Исторически сложилось так, что сначала был создан метод восходящего проектирования, а потом уже метсц нисходящего проектирования. Необходимость перехода к нисходящему проектированию при создании больших систем программного обеспечения стала очевидной в результате неудачных попыток по созданию программ из модулей методом восходящего проектирования. Этапы проектирования крупней системы показаны на рис.5.1.

5.3.    Принцип нисходящего проектирования заключается в том, что сначала пишутся и проверяются управляющие программы, а функциональные модули добавляются в процессе разработки лрогреш-

13

мной системы. Создание системы происходит путем ее расширен*».: уровень за уровнем с проверкой и объединением модулей в процессе программирования, а не после его окончания.

5.4.    Принцип восходящего проектирования заключается я том, что сначала разрабатываются отдельные модули, а затем они объединяются в систему. В результате недостатки программной системы обнаруживаются только при отладке всего программного комплекса, то есть сказывается, что множество модулей было написано и проверено только для того, чтобы быть затем забронированными.

5.5.    Максимальный эффект от нисходящего проектирования достигается при сочетании его с нисходящим кодированием и нисходящим тестированием.

5.6.    Принцип нисходящего кодирования состоит в том, что коды программы пишутся сразу же после того, как спроектирован соответствующий уровень программы, не дожидаясь окончательной разработки программы до самого нижнего уровня.

5.7.    Нисходящее кодирование позволяет раньше опробовать основные межмодульные связи и убедиться в том, что программа удовлетворяет требованиям пользователя.

5.8.    Принцип нисходящего тестирования состоит в том, что сначала тестируется модуль главной программы и модули одного или двух более низких уровней. После проверки логического ядра программы присоединяются следующие уровни логической структуры программы. :(огда система пополнится самым нижним уровнем модулей, то оказывается, что на этой стадии тестирование всей системы уже не нужно.

5.9.    Методология нисходящего тестирования предполагает использование фиктивных модулей или фиктивных программ, представленных одной из временных реализаций:

-    прямая передача управления на выход из модуля, если выполняемая им Функция не является критический;

-    выдача постоянного значения выходных данных;

-    выдача случай»юго значения выходных донных;

-    печать отладочного сообщения, указывающего на то, что управление было передано на вход модуля;

-    реализация упрощенного варианта окончательной версии модуля.

5.10.    Принцип восходящего тестирования состоит в том, что сначала тестируются отдельные модули самого нижнего уровня,

15

АННОТАЦИЯ

Методические рекомендации содержат основные положения, необходимые для создания и оформления программного обеспечения в СЛПР-кярьоров, а также краткий обзор существующих комплексов программ. Они составлены о целью унифицированного подхода к разработке программного обеспечения, необходимого для взаимного обмена и шцюшцч) практического использования программной документации, и предназначены для проектных, научно-исследовательских институтов горного профиля и горных вузов, а твкжо ИВЦ и подразделений АСУ горнодобывающих предприятий | и являютоя пособием пользователям, раз]>аботчи-кам алгоритмов и программистам.

Вследствие быстрых темпов развития САПР, совершенствования технических средств, методов моделирования и программирования рекомендации носят временный характер и по мере накопления опыта создания и развития программного обоопечепия СЛЦР-карьероп в нроок* них, конструкторских организациях и на предприятиях они должны переиздаваться в виде последующих редакций.

Разработка рекомендаций ооуществлона в соответствии с целевой комплексной научно-техничвокой программой ОЦ.СШ (подпрограмма

0.08.01.Ц. задание I?), комшшконой программой ГКНТ СССР и АН СССР ^иСоворшенотвованио методов проектирования параметров рудников и карьеров" и Межвувовокой комплексной программой последований по проблеме САПР Минвуза РСФСР*

Методические рекомендации разработаны к.т«я, Сивковым М.Н., к.г.н. Федоровым А.Н., Конвойным З.А. под научным руководством проф. Симкина Б.А» и ироф. Хохрякова B.C. о участием Ашаева Ю.П., к.т.н. Букейханова Д.Г., Знаменской Н*М._# Каплана В.М., к.т.н. Квитки 3.В., к.т.н. Корнилкова С.В., к.т.н. Коробова С.Д., Левине Е.Л., к.т.н. Паничева В.И., к.т.н. Прудовского А.Д., Рахмани-на М. 13., к.т.н. Съодина 13.ф., к.т.н. Танайио А.С., ироф. Кыато-ва Б.П.

Введение

Развитие и интенсивное применение вычислительной техники и автомат изированных систем в настоящее время рассматривается как одно из главных направлений ускорения технического прогресса, интенсификации и повышения эффективности в промышленности. Основным объектом проектирования в отраслях горной промышленности является горное предприятие (горнообогатительный комбинат, рудник, угольный разрез и т.п.), которое представляет собой сложный и дорогостоящий комплекс, включающий обычно несколько карьеров и шахт, обогатительную фабрику, отвалы пуотых пород, нокоедиционных руд, отходов обогатительных фабрик, ремонтные и различные обслуживающие цеха и оооружения, большую сеть транспортных и прочих коммуникаций. Горные предприятия, в отличие от многих других промышленных объектов и сооружений, например, металлургических, машиностроительных, химических заводов и т.п. являются не только техническими, а правд* всего природно-технологичеокими комплексами. В отличие от ряда других природно-технологических комплексов, таких, например, как гидроэлектростанции, транспортные коммуникации и т.п., горные предприятия, особенно карьеры, являются в высокой степени динамичными объектами, развивающимися в течение нескольких десятилетий во Бремени и в пространстве.

Программное обеспечение, являющееся одним из важнейших елементов автоматизированных систем, должно учитывать не только специфику карьеров, как объектов проектирования, но и базироваться на современной методологии программирования. На решение проблем, связанных с эффективным обменом приобретенного опыта, стандартизацией программного фонда и его доступностью, предотвращение ненужного дублирования разработок, и направлены настоящие методические рекомендации.

3

I. Сбшие положения

IЛ. САПР - это организационно-техническая система, состоящая из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями проектной организации, и выполняющая автоматизированное проектирование.

1.2.    Ссздание и внедрение САПР-карьеров связано с решением следующих основных задач:

-    раэ|;аботкой теории построения САПР;

~ созданном теории и разработкой методов решения задач проектирования карьеров с использованием средств вычислительной техники;

- разработкой специального программного обеспечения, реализующего процесс проектирования карьеров;

-    разработкой структуры и накоплением информационной базы САПР в конкретных региональных проектных институтах;

-    подготовкой кадров для разработки и эксплуатации САПР.

1.3.    Комплекс средств автоматизации проектирования включает в себя методическое, лингвистическое, математическое, техническое, информационное, организационное и программное обеспечения.

1.4.    Необходимость реализации проектных задач определяет структуру и содержание программного обеспечения САПР. При ооз-дании программного обеспечения необходимо руководствоваться документами, приведешшми в приложении П2.

1.5* Программное обеспечение должно создаваться на основе:

-    максимального применения стандартного и серийного программного обеспечения;

-    адаптируемости к различным конфигурациям ЭВМ и их операционным системам;

-    обеспечение мультипрограммной работы, режима разделения времени, работы в режиме диалога;

-    модульного построения, расширения и обновления;

-    обеспечения контроля и диагностирования;

• применения разрешенных языков программирования.

2. Программное обеспечение САПР-карьер

2.1.    Программное обеспечение САПР представляет собой совокупность программ с необходимой программной документацией, предназначенных для выполнения автоматизированного проектирования.

2.2.    Программное обеспечение САПР подразделяется на базовое, общесистемное и специализированное (рис.2.1). К функциям базового программного обеспечения относятся:

-    управление процессом вычислений в рамках конкретной операционной системы;

-    обслуживание внешних устройств;

-    обеспеченно нормального прохождения программ, написанных на разных языках программирования;

-    поддержка диалогового режима работы пользователя и САПР;

-    контроль и диагностика.

К функциям общесистемного программного обеспечения можно отнести:

-    ведение диалога;

-    интерпретацию сообщений пользователя;

-    связь с СУБД;

-    планирование последовательности прохождения прикладных программ;

-    динамический вызов прикладных программ в соответствии с выбранной последовательностью.

Основной функцией специализированного программного обеспечения САПР является получение проектных решенийудйкчмйхгац»*.

2.3.    Программное обеспечение САПР создается с использованием базового программного обеспечения, поставляемого вместе со средствами вычислительной техники.

2.4.    Программное обеспечение САПР разрабатывается, как правило, в виде пакетов прикладных программ. Простейшей формой организации пакетов является библиотека программ. Библиотека содержи? набор программ, представленных в виде отредактированных загрузочных модулей. Упраапение последовательностью выполнения программ осуществляется проектировщиком с использованием средств операционной системы.

2.5.    Болео сложной формой организации пакетов прикладных программ САПР является программная система, главная отличитель-

5

[программное обеспечение САПР

Pic.2.1. Структурная схема программного обесгеченвя САПР

вая черта которой - наличие управляющей программы. Управ* щая программа осуществляет обращение к программам проектиросч ния в соответствии с требованиями проектировщика. Программная система характеризуется высокой степенью автоматизации процессов управления программами и данными. Реализация межмодульных связей организуется без участия проектировщика.

2.6.    Основными функциями управляющей программы являются:

-    управление процессом реализации проектных процедур и операцией;

-    организация взаимодействия подсистем САПР;

-    интерпретация языковых форм заданий на выполнение проектных процедур и операций;

-    распределение ресурсов САПР в процессе проектирования;

-    защита ресурсов системы и баз данных САПР от несанкционированного доступа;

-    обеспечение диалоговых и интерактивных режимов работы при проектировании в условиях параллельной работы нескольких подсистем САПР.

В состав управляющей программы входят модули, обеспечивающие выполнение функций общесистемного программного обеспечения.

2.7.    При создании развитого программного обеспечения САПР-карьеров следует ориентироваться на разработку пакетов прикладных программ в форме программной системы.

3. Этапы создания программного обеспечения

Основанием для разработки программ,пакетов прикладных программ, программных систем и подсистем САПР является утвержденный заказ-наряд, план научно-исследовательских работ и задание соответствующего подразделения заказчика, где указывается назначение комплекса и показатели, которые необходимо достичь в результате проделанной работы.(сн -горлицу ^./)

3.1. Техническое задание

Состав работы. Консультации разработчиков постановки задачи по вопросам обработки данных на ЭВМ. Обоснование принципиальной возможности решения поставленной задачи. Предварительный выбор (совместно с постановщиком задачи) методов решения задачи, обоснование применения ранее разработанных программ. Определение состава ППП, состава информационной базы и ее структуры. Выб^р языков программирования. Определение стадий, этапов

7

_I_!_2_!_3_

э. Рабочий лроект Разработка програ»: Программирован* и отладка лрограыа. Создание илрорыационных и документации на массивов, них.

Изготовление опытно- Комалвкснаь отладка ПИП. Предварительные аслатанжя. го варианта ГШ.

Опытная эксплуатация доработка по результатам испытании.Приемочные испытания. Тиражирование годов- Изготовление головной партии. Приемочные испытания. Представкой партии.Промыл-    ление ЛПП в £онд алгоритмов и программ

ленная эксплуатация.

6. онедрение в Обучение закнтересо- Серийное (массовое) тиражировании. Развитие ИНН. Иодерниза-отрасль    ванных представите- цвя ППП.

лев отрасли по использованию ППП.

Примечание: По согласованию с заказчиком допускается исключать отдельные содержание, а также объединять некоторые из нжх, например -

«о