Введение к работе
'[. Л
^Актуальность проблемы.
Геометрнко-графнчсское моделирование является важним разделом математического моделирования и используется в настоящее время во многих області ях науки и техники. При этом от исходной прикладной задачи переходят к постанопкс и решению геометрической задачи, а результаты ее решения интерпретируют в терминах исходной прикладной области. Эффективным, удобным и перспективным методом решения геометрических задач является так назыгаемый "прямой метод", который в отличие от распространенных аналитических, графических и графоаналитических методов принципиально ориентирован на ЭВМ и предполагает на всех этапах решения - при постановке геометрической задачи, разработке алгоритма ее решения и реализации этого алгоритма - использование геометрических понятийных и инструментальных средств. Инструмеиталынлм средством для реализации алгоритма при этом является интегрированная система машинной геоме грин и графики (IICMJ Т), ядром которой является семантический пакет, включающий геометрический и графический процессоры.
Используя ИСМГГ, пользователь описывает геометрический алгоритм либо в виде прямых обращений к процедурам семантического пакета (в виде отдельных обращений, каждое из которых сразу же интерпретируется, или в виде программы на "процедурном" языке), либо в виде программы на геометрическом языке?, конструкции которого сооа носятся с процедурами семантического пакета опосредованно. Возможно взаимодействие иолюователя с системой в рамках диалоговой надстройки. Иными словами, семантический пакет погружен в геометрическую систему программнротг.нш, которая, вообще говоря, предъявляет on; іеделеї !Ш.:е требования и к самому пакету. Вгшду того, что сущеса сующие ИСМГГ пемногочнслеї ініл и носят но многом експериментальний харахі ер, специфические проблемы построения их систем программирования изучены недосгаточно.
Цепь работы.
Целмо лиссор рнмонной работы якляс-ггея проведение теоретических исследований и инженерных разрабочта, напранленпых на создание методики проектирования систем программирования ИСМГГ с учетом их геометрической специфики и с использованием современного аппарата проектирования и резлн-
злции языкоеьгх средств, а также экспериментальная апробация полученных результатов.
В соответствии с этим были поставлены и решены следующие задачи.
1. Разработка общих принципов и формулирование критериев проектирования сис-j ем пгюгрзммнрогяния ИСМІТ.
2 Разработка и исследование математической модели системы проітам-mmj юігшия ИСМГГ с формальным описанием сисгахсиса и семантики геометрического языка.
3. Разработка инженерных основ проектирования системы программирова
ния ИСМГГ с язько.чыми средствами разного уровня - с языком спецификаций
для процедурного геометрического языка и методикой построения трансля-
т'-тл для геометрического языка высокого уровня.
4. Программная реализация системы программирования ИСМГГ и при
кладных программных средств, а также их экспериментальная апробация в
задачах обработки материалов летных испытаний и автоматизации научных
исследований.
Научная новизна.
-
На основе сформулированных общих принципов и критериев предложена методика проектирования системы программирования ИСМГГ, отличающаяся от известных учетом геометрической специфіки и предполагающая использование современных тенденции и методов построения и реализации языковых средств.
-
На основе типовой структурной модели ИСМГГ и обобщения понятийных средств многомерного и динамического геометрического моделирования разработана функшюпалыгая модель ИСМГГ в виде многосортной алгебры с разделением синтжсичсского и семантического уровней.
-
Предложено понятие модельного геометрического языка, имеющего два диалекта, соответствующих языковым средствам разного уровня. Впервые выполнено формалыюс определение семантики модельного геометрического языка денотационным методом, в рамках которого построены альтернативные определения функции, вычисляющей сложное вложенное геометрическое выражение с учетом специфики геоме.трических преобразований, исследовано влияние этах определений на эффект-ивность реализации операции геометрического синтеза - важнейшей в ИСМГГ.
Методы исследования.
При работе над диссертацией использовались методы теории алгебраических систем, теории формальных языков, математической теории вычислений и теории компиляции.
Практическая ценность результатов работы.
Даны обоснованные рекомендации по построению систем программирования ИСМГГ с процедурним геометрическим языком и с языком высокого уровня. Определены укрупненные алгоритмы процедур верхнего уровня семантического пакета, предложен язык спецификаций для программирования на процедурном языке.
Даны рекомендации по построению транслятора геометрического языка высокого уровня: определена его структур, укрупненные алгоритмы отдельных модулей.
Разработашш методика шиш применение при программной реализации системы программирования для ряда версий ИСМП' САГРЛФ га ЭВМ ЕС, CM, PC, а также при создании диалоговой системы графического документирования. ДОКУМЕНТ на ЭВМ ЕС Разработанные программные средства внедрены и используются при обработке материалов летных испытаний в Детпо-исследопательском институте, в учебном процессе и научных исследованиях в МИФИ.
Апробация результатов работы.
Основные результаты диссертационной работы докладывались на II Всесоюзной конференции "Методы и средства обработки сложной графической информации" (Горьким, 1985); Всесоюзной школе-семннаре "Информатика и интерактивная г.омпыотерная графика" (Цажадзор, 1987); XXXII конференции МИФИ (Москва, 1987); III Всесоюзной конференции "Методы и средства обработки изображений и сложной графической информации" (Горький, 1988).
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 7 научных работ. Структура и объем диссертации.
Работа содержит 137 страниц основного текста, 28 рисунков, 3 таблицы,
список литературы из 120 наименований на 11 страницах, 2 приложения.
