Архитектура интеллектуальных САПР

Традиционная САПР характеризуется:

· описанием объекта и задач проектирования с помощью формализованных, фиксированных, символьно-цифровых языковых конструкций;

· ориентацией работы САПР на жесткую, формализованную постановку задачи проектирования;

· использованием процедуры моделирования как основы процесса проектирования;

· использованием алгоритмов, не адаптируемых и не учитывающих опыта пользователя;

· фиксированием функциональной структуры САПР;

· применением в качестве основы математического аппарата теории численных методов, теории множеств, имитационного моделирования;

· представлением информации в численном виде;

· использованием традиционных языков: Паскаль, Си и др.;

· хранением больших объемов информации в виде БД;

· представлением выходной информации в виде таблиц, графиков, чертежей.

Архитектура традиционных САПР отражает черты административно-командной системы, перенесенные в технику: чрезмерная централизация управления, штампы в языковых средствах, негибкость алгоритмов и принципов работы, представление информации в неосмысленном виде, сложность модификации, невозможность учета человеческого фактора, т. е. опыта и его психологии.

Основные концепции ИСАПР состоят в следующем.

Входная информация представляется в виде фраз на ограниченном естественном языке или на предметно-ориентированном языке, допускающем описание пользователем не только объекта, но самого алгоритма проектирования. Тем самым достигается высокая функциональная гибкость САПР. Постановка задачи может быть нечеткой или некорректной, тогда ИСАПР, путем диалога с пользователем, устраняет нечеткость и некорректность. Это заключается в распознавании задачи и отнесение ее к типовой при определении необходимых уточнений. В этом случае ИСАПР имеет архив типовых постановок задач [45] с соответствующими наборами корректной входной информации.

Представляется не в виде данных (чисел), а в виде знаний, т. е. характеризуется независимостью от пользователя, активностью и ситуативными связями. Это влечет за собой:

· представление и обработку информации не только в числовом, но и в символьном виде;

· переход к языкам программирования, удобным для работы с символьной информацией (Си, Лисп, Пролог);

· разработку и применение в ИСАПР способов представления информации в виде знаний (правил, фреймов, семантических сетей);

· хранение информации в виде баз знаний, частью которых могут быть БД.

Активность знаний выражается в том, что ИСАПР функционируют под управлением алгоритмов (процедур) и данных, т. е. диспетчирование работ подсистем в ИСАПР выполняется не с помощью внешней управляющей программы, и автоматически по факту наличия или отсутствия необходимых для работы этих подсистем данных или знаний, а с помощью процедуры контроля необходимой информации. Как только эта информация появляется, то автоматически срабатывают процедуры ее обработки. Таким образом, информация побуждает к действию.

Представление информации в виде знаний, а не чисел, позволяет вести обработку данных не численными, а логическими методами. Основным математическим аппаратом ИСАПР является аппарат алгебры логики, в условиях детерминированной, не четкой или вероятностной информации. Тогда применяют язык Пролог.

ИСАПР ориентированы не на процедуры моделированиями анализа, а на процедуры синтеза (переход от общего к частному: декомпозиции, поиск знаний по образцу, составление документации), т. е. дедуктивного или индуктивного вывода (композиция, агрегирование, обобщение (целое из частей), формализация эвристических знаний, построение понятий).

Входная и выходная информация представляются с использованием принципов когнитивной психологии (приемы визуального отображения информации (иерархические меню, многооконный графический интерфейс, различные способы образного отображения действий пользователя — мультипликация)). Это примеры графического «интеллектуального интерфейса».

ИСАПР имеют ЭС для консультации пользователя, методики проектирования. Это: диагностика ошибок, сбоев работы ИСАПР, выдача советов, обучение.

ИСАПР представляют объект проектирования многоаспектно, даны связи с другими объектами, правила модификации свойств объекта, правила взаимодействия с другими объектами с целью его эквивалентного представления. Такое описание значительно облегчает многоуровневое проектирование объекта.