Файл: Программа, комплекс программ, программное средство, программное обеспечение, программный продукт. Концепция программного изделия непосредственная производительная сила,.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 269
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Разнообразие функций ПС объясняется тем, что в сложных системах один и тот же КП обычно используется для управления несколькими разнотипными объектами и, кроме того, является объектом управления для других систем более высокого ранга. В то же время управляющие программы сравнительно мало изменяются в течение длительного периода эксплуатации. Изменение характеристик или состава управляемых объектов, как правило, не вызывает фундаментальной переработки программ, так как возможность таких изменений обычно учитывается в процессе разработки. Управляющие ЭВМ, ориентированные на решение определенного класса задач, проектируются или выбираются с минимальными запасами вычислительных ресурсов. Значительная определенность задач, решаемых КП, позволяет весьма полно использовать аппаратуру и определять оптимальное соотношение между отдельными параметрами реализующих ЭВМ применительно к конкретным задачам.
Кроме того, особенность работы управляющих ПС заключается в том, что за ограниченное время решается большое количество различных функциональных задач и одновременно осуществляется обмен информацией с многочисленными внешними абонентами. Вследствие асинхронности работы большинства объектов системы управления данные от них могут поступать в случайные моменты времени, последовательность которых заранее не известна. Поэтому во многих КП строгая последовательность решения задач принципиально не может быть заранее определена или задана, так как она существенным образом зависит от поступающих сообщений и длительности решения тех или иных задач. Для «развязки» во времени процессов обмена и обработки сообщений используются буферные накопители сообщений при приеме и выдаче данных.
Надежность функционирования ПС при искажениях информации, сбоях и частичных отказах аппаратуры, которые могут возникать в процессе работы системы, — еще одна особенность ПС. Эти требования объясняются высокой степенью автоматизации процессов управления в ряде систем и особой важностью выполняемых функций. Работа в системе управления реальными объектами в большинстве случаев требует от КП надежного функционирования при длительном (иногда круглосуточном и многомесячном) непрерывном решении за данного набора задач. Так как сложность современных АСУ возрастает значительно быстрее, чем надежность используемой в них аппаратуры
, то все более острой становится проблема обеспечения высокого качества выдаваемых результатов и сохранения работоспособности системы (пусть даже с худшими показателями) в условиях выхода из строя отдельных компонент аппаратуры. Для обеспечения необходимой надежности системы в КП широко применяются различные методы контроля, параллельное решение задач, а также совместная работа нескольких вычислительных машин в процессе решения единого комплекса задач управления.
-
Проблемы проектирования сложных программных средств: рациональное структурное построение, технология разработки, стандартизация; блочно-иерархический подход.
Проблема рационального структурного построения комплексов программ возникает следующим образом. От качества решения функциональных задач в наибольшей степени зависит эффективность всей системы управления, а выбор методов их решения определяется конкретной проектируемой системой, ее назначением и ресурсами для реализации. Однако высокая автономная функциональная эффективность управляющих программ не может быть реализована, если структура алгоритма не обеспечивает достаточно полного использования основных ресурсов ЭВМ. Таким образом, возникает проблема рационального структурного построения комплексов программных средств. Эта проблема включает в себя задачи:
-оптимизации структуры КП как с точки зрения максимального использования ресурсов ЭВМ, так и с точки зрения эффективности их проектирования и отладки;
-организации последовательного решения функциональных задач в реальном времени и организации оперативного взаимодействия с внешними абонентами;
-контроля вычислительного процесса и обеспечения надежного функционирования КП при наличии различных возмущений;
-контроля достоверности выполнения функциональных программ и адаптации КП при изменении характеристик внешних абонентов или управляющей ЭВМ;
-обеспечения простой корректировки КП при изменении в некоторых пределах характеристик внешних абонентов и гибкой модернизируемости ПС.
Эти задачи в той или иной степени должны решаться в любых ПС и слабо связаны с функциональным назначением управляющей системы. Поэтому методы их решения могут рассматриваться отдельно от конкретного целевого назначения системы управления.
Проблемы технологии разработки ПС в значительной степени определяются их сложностью. Особенно острой проблема технологии становится в тех случаях, когда объем сложного функционально связанного КП исчисляется сотнями тысяч команд. Длительность и трудоемкость проектирования КП такого объема приближается к длительности и трудоемкости разработки сложных комплексов аппаратуры и может оказаться определяющей для затрат и сроков проектирования всей управляющей системы. В этом случае длительность их разработки определяет качество и степень автоматизации технологии проектирования ПС, а в конечном итоге и качество управляющего комплекса. Проблема технологии разработки ПС включает задачи:
-планирования и организации всего технологического процесса проектирования КП вплоть до серийного изготовления управляющих систем, построенных на базе созданных ПС;
-разработки математических моделей алгоритмов и других компонент управляющей системы на всех стадиях их проектирования;
-обеспечения программирования алгоритмов, включающего задачи автоматизации самого процесса программирования, унификации типовых компонент программ и т. д.;
-обеспечения отладки программ с различными методами их контроля, обнаружения, диагностики ошибок и методами корректировки программ;
-обеспечения испытаний программных компонент и всего КП;
-автоматизации изготовления документов, обеспечивающих серийное воспроизведение, контроль качества и эксплуатацию программ в составе управляющей системы.
-В целом структурные и технологические проблемы проектирования ПС можно объединить в единую проблему разработки методов и автоматизированных систем для проектирования сложных /С/7 {см. гл. 6). К/ проектированию также необходим системный комплексный подход с учетом основных особенностей и критериев эффективности, характерных для создания сложных систем. Автоматизированные системы проектирования программ могут превосходить по сложности создаваемые с их помощью ПС. Однако возможность широкого применения систем проектирования для различных ПС делает рентабельной разработку автоматизированных систем проектирования программ.
Проблемы стандартизации программных средств в значительной степени аналогичны соответствующим проблемам для любых сложных промышленных изделий. Для значительного повышения производительности труда при разработке сложных КП требуется стандартизация и комплексная автоматизация всего технологического процесса создания программ. На программу должны задаваться технические условия, обеспечивающие детальную расшифровку ее функций и возможность полной проверки функционирования при массовом тиражировании. Эти мероприятия позволят обеспечить возможность широкого применения отдельных программ в различных системах без участия их разработчиков, замену устаревших компонент без нарушения остального комплекса программ. В идеале создание сложных ПС желательно сводить к сопряжению комплектующих изделий (групп программ или модулей) при минимальной разработке нестандартных компонент для сопряжения или выполнения новых специфических функций.
Необходимо стандартизировать структуру и формы представления документов на разработанную и испытанную программу. В настоящее время такой стандарт существует и носит название «Единая система программной документации».
Следующей задачей является стандартизация структуры и правил сопряжения программ по передаче управления и по обменной информации. Должны быть .унифицированы правила описания и использования переменных, правила распределения памяти, требования к обмену информацией между отдельными программами, комплексами программ и автономными системами управления. Необходима унификация методов и правил построения сложных КП, общих правил иерархического построения и взаимодействия программ, решающих единую целевую задачу. Эти мероприятия должны существенно расширить применяемость каждой разработанной программы, что непосредственно отразится на повышении производительности труда программистов. Введение унифицированных методов эффективной организации вычислительного процесса в ЭВМ, правил распределения и использования многоуровневой памяти должно существенно повысить эффективность использования производительности и памяти вычислительных машин.
Создание крупных КП объемом в десятки и сотни тысяч команд привело к необходимости статистического подхода к оценке качества функционирования таких систем. Это, в частности, означает, что нужна стандартизация методов и требований к обеспечению и измерению качества сложных ПС. Эти методы должны позволять контролировать надежность функционирования созданных КП в реальных условиях, рассчитывать и прогнозировать возможную достоверность результатов в зависимости от затрат на отладку и принятых мер для автоматического выявления искажений и исправления результатов.
Многолетние попытки создать универсальный алгоритмический язык высокого уровня, обеспечивающий удобную разработку различных программ при высоком их качестве по занимаемой памяти ЭВМ и использованию ее производительности, до настоящего времени не увенчались успехом. В пределах каждого класса систем преимущественно используется 2...3 языка, причем практически всегда некоторая часть программ разрабатывается на автокодах. Стандартизацию языков программирования целесообразно рассматривать в пределах некоторых классов систем с сохранением возможности создания программ на автокодах. При этом стандартизация правил структурного построения и взаимодействия программ должна обеспечивать возможность использования программ, записанных на языках разного уровня, по крайней мере в пределах одного класса систем. Перечисленные задачи стандартизации должны объединяться единой технологической схемой и методологией создания сложных ПС.