LANGUAGE FOR DESCRIBING INFORMATION PROCESSING ALGORITHMS IN ENGINEERING SYSTEMS
58 А. А. Лямкин, Н. П. Микуленко, Т. Ф. Тревгода
УДК 28.23.11
А. А. ЛЯМКИН, Н. П. МИКУЛЕНКО, Т. Ф. ТРЕВГОДА
ЯЗЫК ОПИСАНИЯ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Предлагается объектно-признаковый язык описания структуры пространственного размещения, характеристик и информационных связей сложных технических систем. Представлены алгоритмы обработки информации и модели функционирования систем с использованием объектно-признакового языка.
Ключевые слова: техническая система, объектно-признаковый язык, описание, структура, алгоритм.
Введение. Цели функционирования сложных технических систем (СТС) достигаются только благодаря управлению. В основе алгоритмов управления лежат правила поведения системы и ее компонентов, приводящие к достижению заданной цели. Алгоритмы управления СТС, составной частью которых являются алгоритмы обработки информации, реализуются в виде функционального программного обеспечения (ФПО) комплексов управления. В конечном счете ФПО определяет эффективность функционирования систем.
Правила поведения системы (иначе, правила управления, правила боевого использования, правила обработки информации) формулируются ее заказчиком на естественном языке в терминах конкретной предметной области, а их реализация в виде ФПО осуществляется исполнителем. Вербальность технического задания на создание ФПО часто ведет к разному пониманию заказчиком и исполнителем одних тех же задач, что, как известно, приводит к длительному и дорогостоящему процессу отладки системы, а нередко и к невозможности реализации ее проекта.
Синтаксис и семантика языка. Для формализации описания СТС, включая процессы ее функционирования и управления, а также для формулирования технического задания на ФПО в целях его однозначного толкования заказчиком и исполнителем может служить объектно-признаковый язык — некий метаязык, который является промежуточным между вербальным языком и языками программирования высокого уровня.
Для понимания сути языка достаточно рассмотреть лишь его синтаксис и семантику. Можно считать, что каждый конкретный объект Х принадлежит к определенному множеству (типу) объектов (Т.Х). Любой объект этого множества характеризуется номером, иначе говоря, именем конкретного экземпляра (N_Т.Х) и целым набором других признаков, которые перечисляются в квадратных скобках после имени объекта (Т.Х [N_Т.Х...]). Объекты и их признаки обозначаются на латинице начальными буквами терминов языка предметной области и общепринятых физических величин.
Существуют признаки числовые (например, D — дистанция, V — скорость, U — угол) и нечисловые (например, ТС — тип цели, РН — признак высоты). Если признак объекта характеризуется только одним членом некоторого множества, то все члены множества перечисляются в фигурных скобках (например, ТС:{C, W, R}, где C — самолет, W — вертолет, R — ракета). Если признак объекта характеризуют все члены множества, то они задаются кортежем в угловых скобках (например, GR: , где GR — геометрические размеры объекта вдоль осей его симметрии).
Признаки бывают зависимыми и независимыми. Зависимость (функция) одного признака от другого указывается в круглых скобках (например, Е(D) — энергия или мощность E принимаемого излучения зависит от дальности D до источника излучения). Описание типа
ИЗВ. ВУЗОВ. ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. 2013. Т. 56, № 5
Язык описания процессов обработки информации в технических системах
59
любого объекта Х можно рассматривать как таблицу, где в первой графе указывается его имя
Т.Х, а в последующих графах — все остальные признаки.
Для описания информационных связей между объектами служат входные и выходные
формуляры обмена информацией (F.) с расширением по имени объекта. Чтобы различать
входные и выходные формуляры одного и того же объекта, для входного формуляра вводится
дополнительное расширение U (управляющий), а для выходного — I (информирующий). При
однозначном понимании, о каком формуляре идет речь (например, при последовательном со-
единении объектов) необходимость в дополнительном расширении отпадает. Различие между
типами объектов T.Х […] и формулярами F.Х […] заключается в том, что признаки в форму-
лярах являются переменными величинами, а в типах объектов — постоянными.
Между признаками могут устанавливаться различные соотношения, принятые в матема-
тике и языках программирования высокого уровня (например, +, –, ⋅, /, =, ≠, >, ≥,
УДК 28.23.11
А. А. ЛЯМКИН, Н. П. МИКУЛЕНКО, Т. Ф. ТРЕВГОДА
ЯЗЫК ОПИСАНИЯ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Предлагается объектно-признаковый язык описания структуры пространственного размещения, характеристик и информационных связей сложных технических систем. Представлены алгоритмы обработки информации и модели функционирования систем с использованием объектно-признакового языка.
Ключевые слова: техническая система, объектно-признаковый язык, описание, структура, алгоритм.
Введение. Цели функционирования сложных технических систем (СТС) достигаются только благодаря управлению. В основе алгоритмов управления лежат правила поведения системы и ее компонентов, приводящие к достижению заданной цели. Алгоритмы управления СТС, составной частью которых являются алгоритмы обработки информации, реализуются в виде функционального программного обеспечения (ФПО) комплексов управления. В конечном счете ФПО определяет эффективность функционирования систем.
Правила поведения системы (иначе, правила управления, правила боевого использования, правила обработки информации) формулируются ее заказчиком на естественном языке в терминах конкретной предметной области, а их реализация в виде ФПО осуществляется исполнителем. Вербальность технического задания на создание ФПО часто ведет к разному пониманию заказчиком и исполнителем одних тех же задач, что, как известно, приводит к длительному и дорогостоящему процессу отладки системы, а нередко и к невозможности реализации ее проекта.
Синтаксис и семантика языка. Для формализации описания СТС, включая процессы ее функционирования и управления, а также для формулирования технического задания на ФПО в целях его однозначного толкования заказчиком и исполнителем может служить объектно-признаковый язык — некий метаязык, который является промежуточным между вербальным языком и языками программирования высокого уровня.
Для понимания сути языка достаточно рассмотреть лишь его синтаксис и семантику. Можно считать, что каждый конкретный объект Х принадлежит к определенному множеству (типу) объектов (Т.Х). Любой объект этого множества характеризуется номером, иначе говоря, именем конкретного экземпляра (N_Т.Х) и целым набором других признаков, которые перечисляются в квадратных скобках после имени объекта (Т.Х [N_Т.Х...]). Объекты и их признаки обозначаются на латинице начальными буквами терминов языка предметной области и общепринятых физических величин.
Существуют признаки числовые (например, D — дистанция, V — скорость, U — угол) и нечисловые (например, ТС — тип цели, РН — признак высоты). Если признак объекта характеризуется только одним членом некоторого множества, то все члены множества перечисляются в фигурных скобках (например, ТС:{C, W, R}, где C — самолет, W — вертолет, R — ракета). Если признак объекта характеризуют все члены множества, то они задаются кортежем в угловых скобках (например, GR: , где GR — геометрические размеры объекта вдоль осей его симметрии).
Признаки бывают зависимыми и независимыми. Зависимость (функция) одного признака от другого указывается в круглых скобках (например, Е(D) — энергия или мощность E принимаемого излучения зависит от дальности D до источника излучения). Описание типа
ИЗВ. ВУЗОВ. ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. 2013. Т. 56, № 5
Язык описания процессов обработки информации в технических системах
59
любого объекта Х можно рассматривать как таблицу, где в первой графе указывается его имя
Т.Х, а в последующих графах — все остальные признаки.
Для описания информационных связей между объектами служат входные и выходные
формуляры обмена информацией (F.) с расширением по имени объекта. Чтобы различать
входные и выходные формуляры одного и того же объекта, для входного формуляра вводится
дополнительное расширение U (управляющий), а для выходного — I (информирующий). При
однозначном понимании, о каком формуляре идет речь (например, при последовательном со-
единении объектов) необходимость в дополнительном расширении отпадает. Различие между
типами объектов T.Х […] и формулярами F.Х […] заключается в том, что признаки в форму-
лярах являются переменными величинами, а в типах объектов — постоянными.
Между признаками могут устанавливаться различные соотношения, принятые в матема-
тике и языках программирования высокого уровня (например, +, –, ⋅, /, =, ≠, >, ≥,