Анотація до роботи:

Хохлов В.А. Інструментарій проектування комп’ютерних систем на основі діалогових алгебро-граматичних моделей представлення знань. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.16 – автоматизовані системи управляння та прогресивні інформаційні технології. – Херсонський національний технічний університет, Херсон, 2006.

Дисертаційне дослідження присвячене проблематиці розробки на основі діалогових алгебро-граматичних моделей представлення знань інструментальних засобів для побудови універсальних та спеціалізованих автоматизованих комп’ютерних систем.

Розглянуті особливості проектування комп’ютерних систем, зокрема автоматизованих систем управління, та обґрунтоване використання діалогових алгебро-граматичних моделей представлення знань для їх синтезу. На основі наведених моделей розроблений інструментарій проектування комп’ютерних систем – діалогова трансформаційна машина.

Розроблені компоненти архітектури діалогової трансформаційної машини, зокрема, база знань, компонента машина виводу – інтелектуальний редактор, що реалізує символьний вивід синтаксично правильних САА/Д-схем. Вхідна мова діалогової трансформаційної машини САА/Д, що наближена до природної, розширена засобами діалогової взаємодії користувача й комп’ютерної системи, що проектується. Мова САА/Д є “відкритою знизу”, що дозволяє, зокрема, вже на ранніх стадіях проектування залучати до процесу розроби безпосередньо замовників, що сприяє отриманню компонент АСУ необхідної якості в прийнятні терміни. Розроблено алгоритми, що базуються на апараті параметризованих шаблонів, підключення до САА/Д довільних процедурних мов програмування. Запропонована технологія отримання по САА/Д-схемі роботи пристрою відповідних йому специфікацій. Розроблені методи підтримки спіральної моделі життєвого циклу комп’ютерних систем.

Дисертаційна робота присвячена розробці інструментальних засобів для побудови універсальних та спеціалізованих комп’ютерних систем. Метою дослідження була розробка на основі діалогових алгебро-граматичних моделей представлення знань інструментарію проектування програмних і апаратних компонент АСУ.

В результаті дисертаційного дослідження отримано наступні результати:

1. На основі проведеного аналізу обґрунтовано використання для синтезу КС діалогових алгебро-граматичних методів, які поєднують алгебраїчні, логічні та граматичні формалізми та орієнтовані на багаторівневе структурне проектування, трансформацію і синтез класів схем алгоритмів і програм (послідовних, паралельних, недетермінованих, діалогових), а також визначених класів апаратури.

2. Вхідна мова ДТМ була розширена засобами діалогової взаємодії користувача й комп’ютерної системи, що проектується. Використання мови проектування САА/Д, що є близькою до природної, дозволяє формувати легкі для розуміння тексти алгоритмів, а також залучати до процесу розробки компонент АСУ безпосередньо фахівців ПрО, для якої розробляється КС. Даний підхід сприяє отриманню необхідного кінцевого результату відповідної якості в прийнятні терміни.

3. Розроблено компоненти архітектури діалогової трансформаційної машини – ІР (компонента МВ) та БЗ. ІР підтримує діалоговий символічний вивід синтаксично правильних САА/Д-схем та асоційованих з ними програм і специфікацій відповідних класів апаратури, на мові, яка наближена до природної, що значно прискорює процес розробки КС.

4. Розроблені механізми підключення довільних процедурних мов, що забезпечує отримання для САА/Д-схем програм на цільових МП, а також відповідні алгоритми та програмні модулі ДТМ. Методика підключення цільових МП є універсальною, що дозволяє використовувати в кожному конкретному випадку найбільш доцільну мову.

5. Розроблено алгоритми та програмні модулі ДТМ для ведення історії формування САА/Д-схем, що забезпечують підтримку спіральної моделі ЖЦ КС. Таким чином, розробник має можливість повертатися на попередні етапи проектування й оперативно вносити необхідні зміни в проект, що розробляється.

6. Розроблено алгоритми й інструментальні засоби для одержання по САА/Д-схемі специфікацій пристрою, що реалізує даний алгоритм, зокрема, розроблено алгоритми та відповідні програмні модулі для трансформації САА/Д-схем з однієї ПрО в іншу. Такий підхід дозволяє при проектуванні апаратних засобів КС розробляти їх моделі у вигляді САА/Д-схем та відповідних їм програм, а після отримання бажаних властивостей алгоритмів роботи операційних пристроїв автоматично отримувати їх специфікації, що сприяє економії часу і вартості розробки.

7. Розроблено структуру БЗ для представлення і підключення знань для широкого класу КС, а також відповідне алгоритмічне і програмне забезпечення для супроводу і модифікації БЗ.

8. Здійснено наповнення БЗ знаннями для синтезу визначених класів програмного й апаратного забезпечення компонент АСУ.

Обґрунтованість висновків та рекомендацій, наведених у роботі, підтверджується практичним впровадженням результатів дисертаційних досліджень, зокрема, в ТОВ “Сонар”, а також у навчальному процесі кафедри інформаційних технологій ХНТУ.

Публікації автора:

1. Петрушенко А.Н., Хохлов В.А. Диалоговая трансформационная машина как инструментарий прототипирования программных изделий со спиральной моделью жизненного цикла // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 1997. - № 2. – С. 144-148.

Здобувачем запропоновано реалізацію інтелектуального редактора – компоненти машини виводу діалогової трансформаційної машини, а також механізми підтримки спіральної моделі ЖЦ КС.

2. Петрушенко А.Н., Хохлов, В.А. Ткачев И.В. Автоматизация проектирования управляющих автоматов с жесткой логикой // Автоматика. Автоматизация. Электротехнические комплексы и системы. – 1999. - №1. – С. 80-86.

Здобувачем запропоновано реалізацію алгоритмів синтезу керуючого автомата по САА/Д-схемі алгоритму, а також розроблені відповідні програмні модулі.

3. Петрушенко А.Н., Хохлов В.А. Об использовании естественного языка для представления абстрактных типов данных и полиморфизма // Проблемы программирования. - 1999. - №1. - С. 136-143.

Здобувачем запропоновано алгоритм підключення до мови САА/Д цільових МП і виконана розробка відповідного інструментарію.

4. Петрушенко А.Н., Хохлов В.А. Пример синтеза в диалоговой трансформационной машине САА/Д-схемы и реализующих ее программы и управляющего автомата операционного устройства // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 1999. - № 3. – С. 440-443.

Здобувачем запропоновано алгоритм одержання по однієї і тієї ж САА/Д-схемі алгоритму асоційованої зі схемою програми і керуючого автомата операційного пристрою, що реалізує даний алгоритм. Також розроблені необхідні програмні модулі.

5. Петрушенко А.Н., Хохлов В.А., Шепетухин Е.С. Об автоматизации проектирования некоторых классов операционных устройств // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 2000. - №9. –
С. 196-201.

Здобувачем запропоновано методику синтезу I-автоматів по САА/Д-схемі алгоритму роботи пристрою.

6. Хохлов В.А. Интеллектуальный редактор: об одной реализации диалогового проектирования схем обработки некоторых классов типов данных // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 2000. - №9. – С. 202-205.

7. Петрушенко А.Н., Хохлов, В.А., Ткачев И.В., Шепетухин Е.С. Диалоговая трансформационная машина: некоторые функциональные возможности // Проблемы программирования. – 2000. - №1-2. – С. 323-334.

Внесок співавторів:

Петрушенко А.Н. – постановка проблеми, аналіз аспектів побудови ДТМ;

Хохлов В.А - запропоновані методи підтримки спіральної моделі ЖЦ КС, динамічного формування абстрактних типів даних;

Ткачев И.В., Шепетухин Е.С. - розроблені необхідні програмні модулі.

8. Петрушенко А.Н., Хохлов, В.А., Шепетухин Е.С. Основная задача программирования и синтез операционных устройств// Вестник Херсонского государственного технического университета. – 2001. - №1(10). – с.216-221.

Здобувачем розроблені модулі ДТМ для синтезу операційних пристроїв.

9. Петрушенко А.М., Хохлов В.А., Шепетухін Є.С. Про розширення вхідної мови діалогової трансформаційної машини засобами проектування діалогових алгоритмів і програм. // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 2002. – № 3 (16). – С. 234–239.

Здобувачем запропоновані алгоритми реалізації діалогових операторів та алгоритми трансляції введених операторів в цільову МП.

10. Петрушенко А.М., Хохлов В.А., Петрушенко І.А. Про підключення до мови САА/Д деяких засобів паралельного програмування пакету МРІСН // Автоматика. Автоматизация. Электротехнические комплексы и системы. – 2006. – № 1 (17). – С. 105–113.

Здобувачем запропоновані алгоритми реалізації та трансляції на цільову МП операцій синхронної та асинхронної диз’юнкції засобами бібліотеки MPICH.