Методы построения функциональных моделей

Основной принцип получения теоретических распределённых моделей заключается в использовании фундаментальных физических законов.

К ним относятся законы сохранения массы, энергии, количества движения. Указанные законы в общем случае записываются в виде:

, где

φ – некоторая фазовая переменная (плотность, энергия, импульс)

J = (Jx, Jy, Jz) – вектор потока фазовой переменной;

G – скорость генерации (массы, энергии, количества движения);

t – время.

divJ= - дивергенция вектора потока J (расхождение), которая характеризует сумму притока – стока через поверхность элементарного объёма.

В основе получения теоретических сосредоточенных моделей также лежат известные законы. Например, для моделирования механических поступательных систем используется основной закон динамики поступательного движения - производная по времени от количества движения системы относительно инерциальной системы отсчёта равна вектору всех внешних сил, приложенных к системе. В векторной форме закон имеет вид:

, где

m – масса;

u – скорость.

Для электрических систем основными законами получения функциональных математических моделей являются:

Первый закон Кирхгофа:

Второй закон Кирхгофа:

Закон Ома: U=IR

Программное обеспечение сапр Общая характеристика

Программное обеспечение (ПО) САПР - это совокупность программ, необходимых для обработки исходной информации по проектным алгоритмам, для управления вычислительным процессом, организации, хранения исходных и промежуточных данных.

Программное обеспечение подразделяется на общее и специальное.

Общее (ПО) слабо зависит от объекта проектирования и включает в себя:

1. операционные системы;

2. программное обеспечение вычислительной сети;

3. системы программирования;

4. обрабатывающие программы;

5. пакеты программ общего назначения;

6. комплекс программ диагностики и технического обслуживания.

Специальное программное обеспечение является программной реализацией алгоритмов решения конкретных задач и включает в себя:

1) ОС системы САПР

2)пакет прикладных программ САПР;

3)графические и диалоговые системы коллективного пользования.

Общее по Операционные системы

Под ОС понимается комплекс программ и данных организующих взаимодействие пользователя с техническими средствами САПР. ОС управляет:

оборудованием, ресурсами, процессами, вводом и выводом, связями, задачами и пользователями.

Взаимодействие рассмотренных выше функций ОС схематично изображена на схеме (рис. 3).

Управление оборудованием – самый нижний уровень, наиболее близкий к техническим средствам. В него входят драйверы – специальные программы, функции которых – анализ состояния технических устройств, передача данных, обработка сбоев устройств, контроль ошибок и т.д.

Управление ресурсами – операционная система организует учёт и распределение основных ресурсов ЭВМ (центральный процессор, оперативная память, внешние устройства). Эти ресурсы достаточно дорогие, следовательно, невыгодно, когда они долго простаивают. Выход из ситуации – мультипрограммный режим работы, т.е. параллельная работа разных устройств на разные задания.

Рис.3

Управление программами, отвечающими за распределение ресурсов, производится на уровне управления процессами.

Функции операционной системы по управлению вводом/выводом состоят в организации работы внешних устройств не на физическом, а на логическом уровне, более удобном и понятном пользователю. Основной единицей данных, с которой взаимодействует пользователь на данном уровне - файл. Программа управлением вводом/выводом позволяет создавать файл, добавлять информацию и т.п.

На уровне управления связями организуется взаимодействие отдельных программ пользователя и программ операционной системы с передачей данных и управления.

На уровне управления задачами проводится планирование последовательности выполнения задач. Каждой задаче назначается приоритет, в зависимости от которого изменяется частота выделения программе времени центрального процессора. Чем меньше приоритет задачи, тем реже она получает в своё распоряжение центральный процессор. Все готовые к выполнению задачи образуют очередь исходя из своих приоритетов. Из этой очереди программа-планировщик выбирает очередную задачу, и она решается с помощью центрального процессора.

Уровень управления пользователями наиболее приближен к пользователю. Поэтому здесь производится учет пользователей, работающих в данный момент с системой, организуется защита данных одних пользователей от других.

Все пользователи, работающие с операционной системой, делятся на две группы - привилегированные и не привилегированные. Первым доступны все возможности операционной системы, а вторым только те, которые не могут повлиять на саму операционную систему и данных других пользователей. Пользователи САПР обычно являются непривилегированными.