Структура проектирования.

Виды проектирования

Проектирование технического объекта — создание, преобразование и представление в принятой форме образа этого еще не существующего объекта. Образ объекта или его составных частей может создаваться в воображении человека в результате творческого процесса или генерироваться в соответствии с некоторыми алгоритмами в процессе взаимодействия человека и компьютера.

Проектирование разделяется на три вида: ручное, автоматическое и автоматизированное:

· Ручное проектирование осуществляется без использования компьютера.

· Автоматическое производиться без участия человека на промежуточных этапах. Автоматическое проектирование возможно лишь в отдельных частных случаях для сравнительно несложных объектов.

· Проектирование, при котором все проектные решения или их часть получают путем взаимодействия человека и компьютера, называют автоматизированным.

В настоящее время преобладает автоматизированное проектирование.

Структура проектирования.

В проектировании широко применяется принцип блочно-иерархического подхода. При этом представления о проектируемой системе разделяют на иерархические уровни.

На верхнем уровне используют наименее детализированное представление, отражающее только самые общие черты и особенности проектируемой системы. На следующих уровнях степень подробности описания возрастает, при этом рассматривают уже отдельные блоки системы, но с учетом воздействий на каждый из них его соседей. Такой подход позволяет на каждом иерархическом уровне формулировать задачи приемлемой сложности, поддающиеся решению с помощью имеющихся средств проектирования. Разбиение на уровни должно быть таким, чтобы документация на блок любого уровня была обозрима и воспринимаема одним человеком.

Таким образом, блочно-иерархический подход основан на разбиении сложной задачи большой размерности на последовательно и (или) параллельно решаемые группы задач малой размерности, что существенно сокращает требования к используемым вычислительным ресурсам или время решения задач.

Список иерархических уровней в каждом приложении может быть специфичным, но для большинства приложений характерно следующее наиболее крупное выделение уровней:

· системный уровень, на котором решают наиболее общие задачи проектирования систем, машин и процессов; результаты проектирования представляют в виде структурных схем, генеральных планов, схем размещения оборудования, диаграмм потоков данных и т.п.;

· макроуровень на котором проектируют отдельные устройства, узлы машин и приборов; результаты представляют в виде функциональных, принципиальных и кинематических схем, сборочных чертежей и т.п.;

· микроуровень на котором проектируют отдельные детали и элементы машин и приборов.

В каждом приложении число выделяемых уровней и их наименования могут быть различными. Так, в радиоэлектронике микроуровень часто называют компонентным, а макроуровень — схемотехническим. Между схемотехническим и системным уровнями вводят уровень, называемый функционально-логическим. В вычислительной технике системный уровень подразделяют на уровни проектирования ЭВМ (вычислительных систем) и вычислительных сетей. В машиностроении имеются уровни деталей, узлов, машин, комплексов.

В зависимости от последовательности решения задач иерархических уровней различают проектирование:

1. Нисходящее – последовательность решения задач проектирования осуществляется от верхних уровней к нижним;

2. Восходящее – последовательность решения задач проектирования осуществляется от нижних уровней к верхним;

3. Смешанное– имеются элементы как восходящего, так и нисходящего проектирования.

В большинстве случаев для сложных систем предпочитают нисходящее проектирование. При наличии заранее спроектированных составных блоков (устройств) используют смешанное проектирование.

Неопределенность и нечеткость исходных данных при нисходящем проектировании или исходных требований при восходящем проектировании обусловливают необходимость прогнозирования недостающих данных с последующим их уточнением, т.е. последовательного приближения к окончательному решению.

Наряду с иерархическими уровнями применяют разделение представлений о проектируемых объектах на аспекты.

Аспект описания (страта)— описание системы или ее части с некоторой оговоренной точки зрения, определяемой функциональными, физическими или иного типа отношениями между свойствами и элементами.

Различают аспекты:

· Функциональный. Функциональное описание относят к функциям системы и чаще всего представляют его функциональными схемами.

· Информационный. Информационноеописание включает в себя основные понятия предметной области, словесное пояснение или числовые значения характеристик (атрибутов) используемых объектов, а также описание связей между этими понятиями и характеристиками. Информационные модели можно представлять графически (графы, диаграммы сущность-отношение), в виде таблиц или списков.

· Структурный. Структурноеописание относится к морфологии системы, характеризует составные части системы, а так же их соединения друг с другом и может быть представлено структурными схемами, а также различного рода конструкторской документацией.

· Поведенческий. Поведенческоеописание характеризует процессы функционирования (алгоритмы) системы и (или) технологические процессы создания системы.