Введение к работе
Актуальность проблемы. К настоящему времени сложился класс интерактивных систем (ИС), в которых за счет развитых средств взаимодействия пользователей с системой, особенно графических, при постоянно увеличивающейся сложности решаемых задач общение пользователей с системой происходит в реальном масштабе времени Примерами такого рода систем являются системы автоматизированного проектирования, автоматизированные системы управления технологическими процессами, SCADA-системы, системы мониторинга и т п Для их проектирования становятся актуальными проблемы исследования принципов структурной организации, разработки методов синтеза их структур, используемых структур данных, способов согласования с внешними устройствами, разработки инструментальных средств для создания таких систем, включая средства графического взаимодействия пользователей с системами
Большой вклад в разработку методов синтеза программно реализованных систем внесли работы Артамонова Е И, Кульбы В В , Косяченко С А, Микрина Е А , Цвиркуна А Д и др
Однако проблемам проектирования систем, использующих виртуальные, сложно структурированные геометрические модели объектов уделяется еще недостаточное внимание, что иногда приводит к большим затратам на их реализацию и делает системы мало эффективными Для создания таких систем привлекаются большие людские ресурсы, увеличивается время разработки и, соответственно, стоимость, снижается их качество
Целью диссертационной работы является разработка методов проектирования структур программного обеспечения ИС, обобщенных математических моделей проектируемых объектов для всех этапов их жизненного цикла (ЖЦ) и методов создания электронной документации на основе программных средств виртуальной реальности Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи
исследование принципов построения ИС, алгоритмов функционирования, структур алгоритмов, используемых математических моделей и их структур данных,
разработка методов проектирования структур программного обеспечения ИС, генерация и выбор вариантов структур программного обеспечения проектируемых ИС,
разработка обобщенных математических моделей (включая функциональные и геометрические) проектируемых объектов для всех этапов их ЖЦ и методов создания электронной документации,
разработка инструментальных средств для построения ИС, включая интерактивные средства взаимодействия пользователей с ИС,
создание и исследование эффективности программного обеспечения отдельных ИС на основе разработанных методов проектирования структур и математических моделей объектов
Методы исследования. В основу проводимых исследований положены алгоритмы компьютерной графики, методы и средства автоматизированного проектирования, теория множеств, теория графов, линейная алгебра, аналитическая и начертательная геометрия, а также математический анализ
Научная новизна работы заключается в разработке методов проектирования структур программного обеспечения ИС, включая специально разработанные методы синтеза структур программного обеспечения и структур данных, принципы построения функциональных и геометрических моделей проектируемых объектов и методы их документирования на всех этапах ЖЦ, а также в разработке принципов построения инструментальных средств для проектирования таких систем
Практическая ценность работы. Представленные в диссертации результаты использованы в ряде проектов и позволяют научно обоснованно решать важные задачи, возникающие при создании специализированных ИС, а именно выбор алгоритмов функционирования и структур программной реализации систем, разработка интерактивных средств взаимодействия пользователя с ИС и инструментальных средств автоматизированного проектирования ИС
Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций подтверждается корректностью постановок задач, выбором алгоритмов функционирования с использованием методов математического моделирования, получением структур систем по заранее заданным критериям, а также результатами практического использования предложенных в диссертации методов, моделей и средств
Реализация результатов работы Полученные в диссертации результаты и программное обеспечение внедрены в РКК «Энергия» при моделировании Большого космического рефлектора (БКР), в ФГУП «АтомЭнегроПроект» для эргономического анализа комплекса технических средств оперативно-диспетчерского управления (ОДУ) АЭС, в ООО «АмРуссТел» при создании систем мониторинга и управления спутниковыми сетями связи (ССС) в Казахстане и Якутской области, в ФГУП «НИИ АА» для моделирования сейсмоудароустойчивых платформ Акты о внедрении и использовании научных результатов приведены в приложении к диссертационной работе
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на 3, 4, 5 и 6-й международных конференциях «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта CAD/CAM/PDM» (Москва ИПУ РАН, 2003, 2004, 2005, 2006), 2 и 3-й международной конференции по проблемам управления (Москва ИПУ РАН, 2003, 2006), 31 и 32-й международной конференции «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе IT+S&E*04/05» (Гурзуф 2004,2005)
Публикации. По материалам диссертации опубликована 21 печатная работа, включая 3 методических пособия
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, приложений и списка литерагуры из 74
наименований Общий объем работы занимает 119 страниц, включая 55 рисунков, 3 таблицы и приложения
