- диаграммы размещения.
Rational Rose допускает как высокоуровневое (абстрактное) представление (например, схема автоматизации предприятия), так и низкоуровневое проектирование (интерфейс программы, схема базы данных, частичное описание классов). Весь этап проектирования и создания программного продукта основан на построении соответствующих диаграмм, которые в зависимости от ситуации способны описывать различные действия.
Тема: «Исследование структуры и характеристик типовой автоматизированной системы»
Цель работы:
1) ознакомиться с программным средством, предназначенным для решения комбинаторно-оптимизационных задач на графах;
2) исследовать структуру и характеристики программного средства.
- вспомнить изученный материал по дисциплине «Технология разработки программного обеспечения»;
- знать методику построения функциональной схемы, укрупненной схемы алгоритма работы программного средства.
Техническое задание
1 Введение
При проектировании сложных систем, таких как микропроцессорная автоматизированная системы или её узлы, возникает ряд комбинаторно-оптимизационных задач структурного синтеза, на всех этапах, начиная с эскизного проектирования и заканчивая разработкой конструкторской документации. К таким задачам относятся, например, схемная компоновка, размещение компонентов в монтажном пространстве, коммутации соединений и т. д. Автоматизация указанных процессов является актуальной проблемой. Поэтому целью настоящего курсового проекта является автоматизация решения комбинаторно-оптимизационных задач.
Для достижения указанных задач необходимо решить ряд инженерных задач, а именно:
- анализ области применения комбинаторно-оптимизационных задач;
- математические методы выбранных задач;
- разработка архитектуры ПС;
- выбор метода проектирования, программных средств реализации ПС;
- разработка структуры данных для хранения информации;
- разработка алгоритмов решения задач;
- тестирование ПС;
- разработка руководства программиста;
- зработка руководства пользователя;
- енка экономической эффективности внедрения ПС;
- зопасность труда пользователя.
Решение данных задач возможно на основании методов дискретной математики, программирования на языках высокого уровня, теории баз данных, статистических методов и моделей.
2 Основание для разработки
Система разрабатывается на основании учебного плана подготовки специалистов 230105.65 - ПОВТАС и рабочей программе по дисциплине специализации «Системы автоматизации проектирования программного обеспечения»
3 Назначение
Целью данной разработки является создание программного средства, позволяющего автоматизировать работу по решению комбинаторно-оптимизационных задач коммутации.
Первая версия системы предназначена для решения небольшого круга комбинаторно-оптимизационных задач на графах (поиск кратчайшего пути, минимального покрывающего дерева и покрывающего цикла минимальной длины). В следующих версиях предполагается увеличение количества решаемых задач.
Пользователями могут выступать научные работники и инженеры, занимающиеся проектированием компьютерной техники, и студенты соответствующих специальностей. Пользователями могут также быть и специалисты других предметных областей, которым приходится решать подобные задачи.
4 Требования к программе или программному изделию
4.1Требования к функциональным характеристикам
Система должна представлять совокупность методических и программных средств решения следующих задач:
- задачи построения минимального покрывающего дерева;
- поиск покрывающего цикла минимальной длины (задача коммивояжера);
- задачи поиска кратчайшего пути.
Для этих задач должны быть реализованы:
- алгоритмы, обеспечивающие получение точного решения;
- в том случае, если точное решение получается алгоритмом, имеющим неполиномиальную вычислительную сложность, то необходимо дополнительно разработать алгоритм, обеспечивающий получение приближенных решений с полиномиальной вычислительной сложностью.
Методическое обеспечение должно быть реализовано в пользовательском интерфейсе системы, который должен предполагать выбор задачи, метода и алгоритме ее решения; ввод данных; решение проектной задачи и сохранение исходных данных, промежуточных и окончательных результатов во встроенной базе данных для последующего анализа.
4.2 Требования к надежности
Предусмотреть контроль вводимой информации и блокировку некорректных действий пользователя при работе с системой.
Обеспечить корректное завершение вычислений с соответствующей диагностикой при превышении имеющихся вычислительных ресурсов.
Обеспечить целостность информации, хранящейся в базе данных.
4.3 Требования к составу и параметрам технических средств
Система должна работать на IBM совместимых персональных компьютерах.
Минимальная конфигурация:
Тип процессора…………………………………………Pentium-100;
Объем оперативного запоминающего устройства ………16 Мб;
Тип монитора…………………………………..…………SVGA (15').
4.4 Требования к информационной и программной совместимости
Система должна работать под управлением операционной системы Windows'95 и выше.
5 Требования к программной документации
Разрабатываемая система должна включать справочную информацию о работе системы и подсказки пользователю.
В состав сопровождающей документации должны входить:
- пояснительная записка;
- руководство пользователя.
6 Этапы разработки
| № | Название этапа | Сроки | Точность |
| 1 | Разработка ядра системы | 01.12.2006-31.12.2006 | Описание внутренних форматов, интерфейса и форматов данных базы. Реализация системы на уровне интерфейса |
| 2 | Разработка методов и алгоритмов и их реализация для задачи коммивояжера | 01.01.2007-11.01.2007 | Описание методов и алгоритмов. Программные модули, реализующие методы |
| 3 | Разработка методов и алгоритмов и их реализация для задачи построения минимального связывающего дерева и задачи поиска кратчайшего пути в графе | 12.01.2007-31.01.2007 | Описание методов и алгоритмов. Программные модули, реализующие методы. |
| 4 | Тестирование программного продукта и составление программной документации | 01.02.2007-23.02.2007 | Тесты. Документация. Программный продукт |
2 Выбор метода проектирования, программных средств реализации ПС
Программное средство разработано для локальной работы на одном компьютере.
Для создания базы данных была использована СУБД PARADOX, достаточную для ведения простой БД, состоящей из шести таблиц.
Для разработки приложения была выбрана система разработки приложений Delphi 6, предназначенная для быстрой разработки приложений самого разного характера и назначения. В данной версии системы, как и в более ранних ее версиях используется язык программирования высокого уровня Object Pascal. Одним из ключевых функций системы Delphi 6 является возможность разработки приложений для работы с базами данных как локальными, так и удаленными. Поэтому данная среда широко используется для программирования пользовательских приложений. Связующим звеном между приложением и базой данных является компонент TDataSet, причем данный компонент может работать с базой данных практически любого типа. Приложения баз данных строятся на основе компонентов доступа к базам данных и так называемых компонентов управления базами данных. При этом поддерживаются форматы dBase, Paradox, ASCII, FoxPro, Access. Посредством окружения Delphi, предназначенного для работы с базами данных можно создавать, индексировать, читать базы данных (DataBase Desktop). Кроме того, Delphi представляет широкие возможности по графическому представлению данных, что существенно облегчает работу пользователей по анализу полученных результатов.
3 Архитектура программного средства
Программное средство решения комбинаторно-оптимизационных задач предусматривает выполнение следующих функций рассматриваемой предметной области:
Просмотр и загрузка данных из БД.
Ввод новых данных и сохранение записей в таблицах БД.
Построение минимального покрывающего дерева.
Поиск цикла минимальной длины (задача коммивояжера).
Поиск кратчайшего пути.
Формирование отчета.
Функциональную схему разработать самостоятельно и представить на рисунке преподавателю.
Программное средство “ПС_РКОЗ” включает в себя следующие программные модули, организующие работу по автоматизации решения комбинаторно-опитимизационных задач:
1. Glav.pas – выводит главное меню программы. В случае работы пользователя со справкой передает управление модулю sprav.pas; если пользователь выбрал пункт открытие БД, то управление передается модулю open_bd.pas, представляющим собой модуль загрузки и редактирования данных.
После загрузки данных графа (или его изображение с помощью примитивов) становятся доступны пункты меню: если активизирован пункт минимальный путь, то управление передается модулю minimum_way.pas, являющимся модулем задания начальной и конечной вершин и вычисления кратчайшего пути; если активизирован пункт цикл минимальной длины, то управление передается модулю minimum_cycle.pas, являющимся модулем вычисления цикла минимальной длины; если активизирован пункт кратчайшее остовное дерево, то управление передается модулю minimum_frame.pas, являющимся модулем нахождения кратчайшего остовного дерева. В случае выбора пункта сохранить, управление передается модулю save_in_bd.pas, реализующим соответственно функции сохранения данных о графе в базе данных. Если необходимо получить сведения о программе или помощь, управление передается модулям sprav.pas и spravka.pas.