Файл: Митрофанов, С. П. Автоматизация технологической подготовки серийного производства.pdf

гать 50 000. Таким образом, для размерных характеристик дета­ лей, а их количество может быть велико (50—300), необходимо осуществлять поиск другими способами, например перебором, так как записи являются смежными. Если в задании указывается поиск по кодам, элементам и их размерам, то возможен комбини­ рованный способ. Вначале, по кодам элементов, используя списки, находят адреса записей, имеющих заданные коды, а затем, пере­ бирая найденные записи, определяют, подходят ли они по задан­ ным размерам элементов. Рассмотрим еще одно обстоятельство, вызывающее необходимость использования указателей. В зависи­ мости от частоты использования как самих записей, так и их отдельных частей может возникнуть необходимость в разделении записей на части и организации вместо одного нескольких масси­ вов. Тогда для связи между отдельными записями или их группами требуется применить указатели. Например, запись с информацией о технологическом процессе может быть разделена на две части. В первой оставлены общие для всего технологического процесса характеристики: номер чертежа, номер цеха, наименование марки материала и применяемого сортамента, модель оборудования, шифр оснастки, номера расхода материала, норма времени на операцию и т. д. Во второй части, разделенной на группу записей, в каждой записи зафиксированы характеристики одного из пере­ ходов технологического процесса, следовательно, объем группы является переменным и зависит от количества переходов в тех­ нологическом процессе. Такое разделение на два массива вызвано тем, что обращение к общим характеристикам технологического процесса происходит чаще (от различных подсистем АСУП), чем к информации о переходах. Оно обеспечивает более быстрый поиск в массиве с общими характеристиками, так как записи в нем являются с фиксированной длиной полей и фиксированным коли­ чеством характеристик.

В настоящее время разработано довольно большое число раз­ новидностей списков и созданы языки программирования (ЛИСП, ИПЛ-У и др.), при помощи которых легко выражать процедуры обработки информации, организованной в списки. К ним, напри­ мер, относятся языки АЛГЭМ [10], ЭПСИЛОН и др.

Упорядоченность записей в массиве позволяет применить и дру­ гие более совершенные способы поиска, • чем «последовательный просмотр».

К ним относится способ «вычисления адреса» записи. Если взять значение хк и подставить его в некоторую формулу, можно получить точное местоположение искомой записи. Такой вариант «вычисления адреса» называют поиском с «непосредствен­ ной адресацией». Если подстановка в формулу ведет к определению лишь группы записей, т. е. находится лишь первая ячейка первой записи группы, то такой поиск называют с «косвенной адреса­ цией». Пусть, например, в системе АПТ имеется массив с описа­ нием физико-химических свойств материала.

143

Записи в массиве имеют постоянную длину в т ячеек, а макси­ мальное количество записей не превышает 1000. Пусть код марки материала присвоен методом последовательного перечисления и представляет собой трехразрядное десятичное число. Тогда поло­ жение записи в массиве определяют по формуле А = А 0 + кт, где А — абсолютный адрес записи в оперативном запоминающем устройстве, А 0 — абсолютный адрес первой ячейки .массива, к — код марки материала, может меняться от 000 до 999. Этот способ поиска при достаточно простой формуле вычисления адреса является самым быстрым, однако в некоторых случаях может привести к повышенному расходу объема памяти ЭВМ. Если, например, в системе АПТ используется лишь 200 марок материала,

адлина записи с характеристиками материала т — 50 ячейкам, то из всего отведенного под массив места в 50 000 будет использо­ ваться всего лишь 10 000 ячеек, т. е. 80% объема памяти будет пустовать. В данном случае целесообразно использовать массив на 220—250 записей, сами записи упорядочить по коду материала,

адля поиска применить способ «деления пополам». Методы упоря­ дочения записей довольно разнообразны и освещены в литературе. Отметим лишь, что при конкретной реализации того или иного метода необходимо учитывать два противоречивых требования,

ведущих к разной степени сложности организации массива: с одной стороны, стремление упростить внесение и корректирова­ ние информации, а с другой — обеспечить оперативность ее поиска. Критерием выбора и оценки вариантов может служить частота использования записей и, в частности, приведенное время

Т — tB PKtK + Рп^п>

где tB, tK n tn — соответственно среднее время, с: занесения в ар­ хив одной записи, корректирования одной записи в архиве, поиска записей в архиве; Рк — среднее число исправлений, приходящихся на одно занесение, Рп — среднее количество поисков записей, приходящихся на одно занесение. Пусть, на­ пример, в первом варианте системы соотношение между средним

пример, анализ показал, что время поиска может быть уменьшено в 5 раз и составит tn = 2 с, но зато время внесения и корректиро­

вания информации увеличивается в 2 раза (/в = 120 с, /к = 120 с). Если полученное повышение скорости поиска является несуще­ ственным для пользователя, то нужно отдать предпочтение пер­ вому варианту с более простой организацией массива, так как его приведенное время (Тг — 170 с) меньше, чем во втором ва­ рианте (Т2 = 250 с).

При эксплуатации ИПС характеристики отдельных массивов, составляющих архив системы, могут измениться, поэтому со вре­ менем возможно изменение как организации массивов, так и спо­ соба поиска информации. При небольшом объеме массива вполне

144

допустим поиск способом последовательного просмотра. В про­ цессе эксплуатации массив пополняется новыми записями и при достижении заданного объема записи в нем нужно упорядочить и применить программу поиска по способу «деления пополам». Для автоматизации перехода от одного способа поиска к другому к общим характеристикам массива (максимальный объем, струк­ тура записей, наличие и вид внешнего указателя и т. д.) необхо­ димо добавить характеристики, сформировавшиеся в процессе эксплуатации (фактический объем, разрешенные способы поиска, частота пользования отдельных характеристик записей в качестве поисковых и т. д.). Как только объем массива превысит заданную величину, записи упорядочивают одним из указанных способов: по характеристике, которая наиболее часто использовалась как поисковая, путем организации внешнего каталога и пр.

ВЫБОР языковой СТРУКТУРЫ ИПС

Совокупность рассмотренных выше понятий и правил, по кото­ рым осуществляют кодирование сообщений, относится к внешнему языку. Форма представления информации внутри ЭВМ и правила ее организации образуют внутренний язык подсистемы. В частном случае внешний и внутренний языки могут совпадать. Но обычно у каждой подсистемы АСТПП есть свои внешние и внутренние (локальные) языки. Эти проблемно-ориентированные языки для описания объектов приспособлены для решения задач только своей подсистемы, что позволяет упростить кодирование призна­ ков объектов, синтаксис внешнего языка и уменьшить длину сообщений. Кроме того, благодаря локальным языкам для каждой подсистемы создаются достаточно простые программы-трансля­ торы с внешнего на внутренний, язык подсистемы. Однако при обмене информацией между подсистемами в процессе их функцио­ нирования и, в частности, при обращении к ИПС возникает ряд трудностей, вызванных различием внутренних языков. Выходом из положения является создание специальных программ-трансля­ торов, осуществляющих перевод с внутреннего языка одних под­ систем на внутренние языки других. Время и стоимостные затраты на такое перекодирование могут быть довольно велики. Другой выход — создать единый внутренний язык, однако при этом резко возрастают затраты на трансляцию с внешнего языка на внутренний из-за сложности последнего. И все же необходимость в таком едином языке вытекает из того факта, что к ИПС обра­ щаются практически все подсистемы и потому общение с ней же­ лательно на одном языке. Возможны и другие решения, однако именно выбор языковой структуры, т. е. состава языков и орга­ низация их взаимодействия, существенно влияет на эффективность функционирования АСТПП и АСУП.

При выборе типа языковой структуры необходимо учитывать следующие факторы: характер информации, входящей в АСТПП

и циркулирующей между подсистемами; интенсивность обмена информацией между подсистемами и оперативность получения той или иной информации; структуру АСТПП и формы связи под­ систем между собой и АСУП, сложность разработки программытранслятора единого внутреннего языка в сравнении с разработ­ кой трансляторов для локальных внутренних языков подсистем, а также сравнительные затраты на эти трансляторы; эффектив­ ность работы системы (оперативность и эксплуатационные рас­ ходы) при различных вариантах языковой структуры. Многие из указанных факторов трудно учесть, и анализ их влияния на язы­ ковую структуру носит обычно чисто качественный характер. Рассмотрим основные типы языковых структур и определим, какой из них наиболее приемлем для эффективной эксплуатации ИПС в составе АСТПП.

В настоящее время условно выделяют пять основных типов языковых структур: с независимыми и равноправными языками подсистем; с языком-посредником; с языковыми приоритетами; с единым системным языком; смешанного типа. В структуре с не­ зависимыми языками каждый из них используется внутри своей подсистемы. При обмене информацией в подсистемах должны хра­ ниться соответствующие программы-трансляторы (рис. 19, а, б). Необходимость иметь в каждой подсистеме некоторое число транс­ ляторов связана с большими затратами на их разработку, кроме того, они усложняют систему в целом. Поэтому более целесооб­ разным представляется иметь язык-посредник, при помощи кото­ рого подсистемы могут обмениваться информацией (система с язы­ ком-посредником). Тогда в каждой подсистеме требуется лишь один транслятор (рис. 20). При помощи языка-посредника форму­ лируется также поисковое предписание, по которому ИПС выпол­ няет заданные операции, т. е. существенно облегчается'общение с ИПС. Пример такого языка-посредника приведен ниже. Языкпосредник может быть не только внутренним языком АСТПП,

146

Р и с . 2 0 . Обмен, и н ф о р м а ц и е й п р и п ом ощ и я зы к а -п о ср е д н и к а П

но и внешним, например для формулирования поисковых пред­ писаний конструктором или технологом. В системе с языковыми приоритетами каждый язык используется по определенным при­ оритетным правилам. При обмене информацией между подсистем мами различного ранга всегда применяется язык подсистемы более высокого уровня, а когда они равноправны — язык ближайшей, но более высокой по рангу подсистемы.. Преимуществом такой организации является малое число трансляторов и словарей, хранимых в отдельной подсистеме. Анализ показывает, что язы­ ковая структура автоматизированной системы технологической подготовки производства должна быть смешанного типа, т. е. необходимо использовать разные типы языковых структур.

Едиными в системе являются языки, входящие в общее мате­

к подсистемам; обращения к АСТПП; обращения к АСУП. При по­ мощи языка обращения к подсистемам формулируют, какие задачи из числа решаемых подсистемой нужно выполнить в на­ стоящий момент. Пользуясь языком обращения к АСТПП, опре­ деляют, в какой последовательности и с какими подсистемами АСТПП необходимо связаться для решения поставленных задач. Соответственно языком обращения к АСУП оперируют для под­ ключения ее подсистем к выполнению комплекса задач. Этот язык имеет наибольший приоритет, язык поисковых предписаний — наименьший. Собственные языки подсистем относительно неза­ висимы и равноправны. Наиболее сложным является взаимодей­ ствие между собой указанных языков-посредников. Рассмотрим один из возможных вариантов такого взаимодействия и на этой базе определим их основные элементы.

Любое сообщение для АСТПП или ее подсистемы можно пред­ ставить состоящим из двух частей: заголовка и оперативного