Диссертация (1090776), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Этот процесс неформализуем и выполняются экспертами вручную, что вконечном счёте ограничивает интероперабельность прикладного ПО.В области проектирования и производства высокотехнологической инаукоёмкойпродукциидляобеспеченияинтероперабельностипринятоиспользовать CALS (Continuous Acquisition and life-cycl Support)-технологии [72,91, 126]. CALS-технологии позволяют интегрировать системы на уровнеинформационных моделей (c использованием языка EXPRESS), не привязываяськ их реализациям; обеспечивают эффективное управление и обмен даннымимежду всеми участниками жизненного цикла изделий [51, 85, 98, 127] благодарястандартизации взаимодействия с помощью SDAI-интерфейса и обменныхфайлов.
CALS-технологии входят в перечень международных стандартов,обеспечивающих максимальную степень совместимости с существующимисистемами проектирования [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9].1.2. CALS-технологии как средство обеспечения информационного обменаБольшой вклад в разработку и использование CALS-технологий внесли:военно-промышленныйкомплексиМинистерствообороныСША,Международная организация стандартизации (International Standard Organization ISO), ICC (International CALS-congress), EIA (Electronics Industry Association),IEEE (Insitute of Electrical and Electronics Engineers) и российские учёные - И.П.13Норенков, Ю.М.
Соломенцев, В.В. Павлов, П.К. Кузьмик, А.Ф. Колчин, М.В.Овсянников, А.Ф. Стрекалов, С.В. Сумароков, Жирков А.О., Коган Ю.Г., РасюкО.В., Солдатов А.С., и др. В РФ в рамках Госстандарта функционируеттехнический комитет № 431 «CALS-технологии», который в 1990-х годахразработал и к настоящему времени принял в РФ ряд серий международныхстандартов,представляющихсредиCALS-технологии,которыхнаиболеезначимы стандарты ISO 10303 STEP (Standard for Exchange of Product data) [50, 91,112].Проектирование единого информационного пространства осуществляется спомощьюмоделирования[111],результатомкоторогоявляетсяединаяинформационная модель объединяемого прикладного ПО. Начальные версииинформационныхмоделейприкладногоПОсинтезируютсясинтезаторомEXPRESS-схем по их базам данных с использованием частотного анализа данных.Затем они благодаря сопряжению и единению объединяются экспертом в единуюмодель;длякаждойобъединяемоймоделиформируетсяспецификацияприведения, фиксирующая изменения, происходящие в ней при единении(рисунок 1.1).
Для проверки на соответствие языку EXPRESS созданнаяэкспертом модель проверяется анализатором EXPRESS-схем.Рисунок 1.1. Информационное взаимодействие прикладного ПО на уровнемоделейРазработкаединогоинформационногопространстваобъединяемогоприкладного ПО происходит на основе результатов его проектирования.Полученная единая информационная модель загружается в PDM-системузагрузчикомEXPRESS-схем,настраиваяеёнаединоеинформационноепространство.
Затем каждая прикладная программа модифицируется с учётом14полученной спецификации приведения, подключаясь тем самым к единомуинформационному пространству.Онтологическаямодельпроектированияиразработкиединогоинформационного пространства прикладного ПО представлена на рисунке 1.2.Рисунок 1.2. Онтологическая модель проектирования и разработки единогоинформационного пространства прикладного ПОCALS – это набор правил и регламентов для организации единогоинформационного пространства, в основе которых лежит стандарт STEP (Standardfor the Exchange of Product data).Стандарт STEP состоит из 3-х уровней: инструментарий, базовая модельизделия, информационная модель изделия (рисунок 1.3).
Каждый последующийуровень основан на предыдущем уровне. Для описания базовой моделииспользуетсяинструментарий,аиспользуется базовая модель изделия.присозданииинформационноймодели15Рисунок 1.3. Структура стандарта STEP (ISO 10303)Стандарт STEP упрощает реализацию информационного обмена междуприкладным ПО. Позволяет создать модель информационного пространства исократить количество конверторов до 2 * N штук (рисунок 1.4).Рисунок 1.4. Информационная среда при наличии и отсутствии стандартадля обмена даннымиВ качестве методов описания в стандарте STEP используется формальныйязык определения данных EXPRESS [4, 82], удобный для восприятия какчеловеком, так и компьютерной программой. На языке EXPRESS возможносоздать информационную модель любой сложности благодаря поддержки имобъектно-ориентированного подхода.В основе этого языка лежит объектно–ориентированный подход.
Суть егосостоит в том, что основным элементом модели является нейтральное понятие“объект”, называемое в EXPRESS “сущностью”. Сущность – класс объектовреального мира с общими характеристиками. Для определения какого - либоконкретного элемента из множества применяется термин “экземпляр сущности”.Общие характеристики сущности определяются атрибутами. Атрибутсущности представляет отдельную характеристику класса объектов реальногомира.
Каждый атрибут сущности обладает именем. Для каждого атрибутасущности указывается область его допустимых значений. Для этих целейиспользуются типы данных. В языке EXPRESS имеются пять категорий типов16данных:простые,агрегированные,поименованные,составные.Языкпредназначен для формального описания моделируемых реальных объектов.Определение объекта дается через его свойства (атрибуты), особенности илихарактеристики, имеющие важное значение для понимания и использованияобъектов. Представление атрибутов может иметь простой тип данных илиявляться другим объектом. Атрибуты характеризуются путем определенияобласти их значений и ограничений, накладываемых на область значений.В этом языке EXPRESS-схема содержит в себе набор сущностей иявляется основой для структурирования и взаимосвязи элементов представления данных об изделии.Язык EXPRESS создан по образу и подобию языка программирования.
Приразработке языка EXPRESS использованы несколько языков, в частности Ada,Algol, С, С++, Euler, Modula-2, Pascal, PL/1 и SQL [4].Модель на языке EXPRESS описывает структуру данных и ограничения наэти данные предметной области прикладного ПО.Для каждого реального моделируемого объекта в модели создаётсясущность (ENTITY).ENTITY <имя сущности>;<тело сущности>;END_ENTITY;Для каждого свойства объекта в сущности создаётся отдельный атрибут,имеющий тип и уникальное в рамках сущности имя.<имя атрибута> : <тип атрибута>;Тип (TYPE) может быть простым (булевским (BOOLEAN), логическим(LOGICAL), целочисленным (INTEGER), вещественным (REAL), строковым(STRING), двоичным (BINARY)), определяемым на основе другого типа данныхс целью расширения выразительных возможностей EXPRESS.TYPE <имя типа> <имя исходного типа>;END_TYPE;17или составным (ENUMERATION, SELECT), заданным посредством явногоопределения его:∙ значений, составной тип перечисления:TYPE <имя типа> = ENUMERATION OF (<имя1>, ...
, <имяN>);END_TYPE;∙ областей значений, составной тип выбора:TYPE <имя типа> = SELECT (<перечисление1>, ... , <перечислениеN>);END_TYPE;.Атрибут может быть явным, т.е. обязательно должен быть равен некоторомузаданному в явном виде значению, вычислимым (DERIVE) со значениемвычисляемым по указанному выражению:ENTITY <имя сущности>;DERIVE<имя атрибута> : <имя типа> := <выражение>;END_ENTITY;необязательным (OPTIONAL), т.е. у некоторых объектов он может неиметь значения,<имя атрибута> : OPTIONAL <имя типа>;уникальным (UNIQUE) по отношению к объектам текущей сущностиENTITY <имя сущности>;UNIQUE<имя метки> : <имя уникального атрибута>;END_ENTITY;.Атрибут может иметь правило области значений (WHERE), определяемоелогическим выражением. Правило не нарушается, если выражение даёт врезультате любое значение, кроме FALSE. В этом случае объект принадлежитобласти экземпляров сущности.18ENTITY <имя сущности>;WHERE<имя метки> : <условное выражение>;END_ENTITY;В языке имеется поддержка наследования сущностей, при которомсодержимое предка наследуется потомком.
Потомки и предки для конкретнойсущности указываются в её теле: потомок – через конструкцию SUPERTYPE OF,предок – через конструкцию SUBTYPE OF.ENTITY <имя сущности 1>;SUPERTYPE OF (<имя сущности 2>);END_ENTITY;ENTITY <имя сущности 2>;SUBTYPE OF (<имя сущности 1>);END_ENTITY;Рисунок 1.5.Схема наследованияИнформационные модели на языке EXPRESS определяются в схемах(SCHEMA):SCHEMA <имя схемы>;<тело схемы>;END_SCHEMA;Схемы могут объединяться в единую информационную модель на основессылок (REFERENCE) или использования (USE).
При использовании текущейсхемой сущностей другой схемы в ней на другую схему указывается ссылка. Дляобъединения схем на равноправных отношениях в каждой из них указываетсяиспользование другой схемы. В этом случае элементы этих двух схем могутучаствовать в отношениях наследования.SCHEMA <имя схемы 1>;<тело схемы>;END_SCHEMA;SCHEMA <имя схемы 2>;19USE FROM <имя схемы 1>;END_SCHEMA;SCHEMA <имя схемы 3>;REFERENCE FROM <имя схемы 1>;END_SCHEMA;Онтологическая модель языка EXPRESS, содержащая основные его понятияи установленные между ними связи, представлена на рисунке 1.6.Рисунок 1.6. Онтологическая модель языка EXPRESSСогласно ГОСТ Р ИСО 10303-1-99: интерпретация – это процесспостроения специального представления на основе базового представленияинформацииинтегрируемыхресурсов.Этотпроцесссостоитввыборенеобходимых элементов базовой информационной модели изделия и ихинтерпретации(приспособления)вконтекстепредметнойобласти.20Интерпретация выражается в дополнении элементов информационной моделиновыми атрибутами и ограничениями.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
