Использование метода конечных автоматов для разработки программного обеспечения автоматизации экспериментов в области физики низких энергий

• Автор: Мазный, Никита Геннадиевич
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Обзор методов разработки программных систем автоматизации экспериментов .

1.1. Прагматический подход к разработке САЭ

1.2. Технология разработки САЭ

1.2.1.Исользоваш1с интерпретаторов 1.2.2. Системы тина А

1.2.3. Специальные системы построения САЭ

1.3. Специальные методы построения драйверного слоя программ .

1.4. Выбор операционной системы

1.5. Выводы

Глава 2. Разработка программ автоматизации эксперимента на конечного автомата

2.1. Программное обеспечение САЭ
2.2. Базовое программное обеспечение САЭ
2.3.Программа управлении работой САЭ
2.3.1. Структура программы
2.3.2. Алгоритм работы
2.3.3. Интерфейс пользователи управляющей программы
2.3.4. Особенности работы под управлением программы
2.4. Управление состоянием САЭ
2.5. Подсистема обработки данных
2.6. Испытания разработанной САЭ в реальных экспериментах
2.7. Выводы
Глава 3. Подсистема подготовки задания в виде списка состояний САЭ а а . . . . . . .
3.1. База данных САЭ .
3.2. Программа подготовки задания в виде списка состояний конечного автомата программа .
3.2.1. Режим составления задания .
3.2.2. Режим редактирования задания
3.2.3. Параметры для протокола и др. .
3.2.4. Фиксируемые параметры .
3.3. Выводы .
Глава 4. Развитие структуры САЭ и методики управления ее состоянием
4.1. Разработка структуры драйвера
4.1.1. Назначение интерфейсной части
4.1.2. Функциональный модуль .

системой
концепции

4.1.3. Свойства данной структуры драйвера . .
4.2. Развитие конфигурации системы автоматизации
4.2.1. Анализ результатов опытных испытаний САЭ
4.2.2. Назначение ЭВМ оператора
4.2.3. Программное обеспечение Сервера приложения .
4.2.4. ЭВМКонтроллсра .
4.3. Алгоритм программы 8е1Уес управление состоянием конечного автомата .
4.4. Обеспечение надежности .
4.5. Выводы
Глава 5. Средства передачи информации между процессами
5.1. Средства передачи информации на верхнем уровне.
5.1.1. Исследование используемых в САЭ механизмов I
5.1.2. Выбор механизма I верхнего уровня распределенной САЭ и разработка программ
5.2. Средства передачи данных на нижнем уровне
5.2.1. Требования, предъявляемые к ПИД
5.2.2. Функциональная схема ИД
5.2.3. Логическое представление системы с использованием ППД
5.2.4. Передача данных
5.3. Выводы .
Глава 6. Примеры приложений
6.1. Распределенная беспроводная система регистрации импульсных
физических полей с синхронизацией потоков данных
6.1.1. Структура программного обеспечения .
6.1.2. Программное обеспечение ЭВМ Контроллера
6.1.3. Программное обеспечение ЭВМ Сервера приложения
6.1.4. Программа Терминал .
6.1.5. Конкретное приложение акустическая система
6.1.6. Выводы .
6.2. Программа диалогового управления работой САЭ .
6.2.1. Построение параметрической модели установки
6.2.2. Управление программой МС
6.2.3. Выводы .
6.3. Экспрессанализ спектров .
6.3.1. Алгоритм и программный модуль экспресс анализа
6.3.2. Интерфейс пользователя программы ЕА
6.3.3. Алгоритм сглаживания .
6.3.4. Использование программы
Заключение
Литература


Работы, направленные на обеспечение преемственности разработанного кода и на сокращение сроков разработки САЭ, остаются актуальными и сегодня. Одной из очевидных причин удлинения сроков разработки САЭ является комплексный характер этой работы, в частности то, что мы вынуждены использовать элементы программирования на этапе адаптации САЭ к новой методике исследования. В системах типа БСАОА появилась тенденция частичного отказа от использования традиционных языков программирования, однако при этом вводятся средства графического. Логично было бы ввести в САЭ инструменты для адаптации ее к различным методикам исследования и (или) составу оборудования без привлечения программирования. Наибольшее влияние на преемственность кода и сроки модификации САЭ оказывают способ учета методики эксперимента и необходимость расширения состава специального оборудования. В Таблице 1 САЭ; разработанные с помощью традиционных средств, условно разделены на две основные группы. Интерпретирующие - это системы, имеющие в своем составе интерпретатор. С фиксированным набором управляющих параметров - это системы с “жесткой” логикой, имеющие ограниченный набор предусмотренных методик и фиксированный интерфейс пользователя. Выделим две проблемы, которые существенным образом влияют на решение задачи сокращения сроков модификации САЭ. Адаптация системы к прикладной методике. Пользователи интерпретирующих систем могут в широком диапазоне изменять прикладную методику, однако, независимо от состава изменений, требуется модификация управляющего скрипта, что негативно сказывается как на сроках выполнения этой задачи, так и на преемственности системы. Таблица 1. Фиксированные’’ системы, в зависимости от реализации, либо вообще не предусматривают изменение прикладной методики, либо содержат ограниченный набор предусмотренных в ней методик. В случае, если требуемая прикладная методика выходит за рамки предложенного набора, необходимо выполнить работу программирования, компиляции и сборки системы. Учитывая то обстоятельство, что эта работа не предусматривается для выполнения ее пользователями, а выполняется разработчиками, кроме того, интерфейс полученной системы будет изменен, можно приравнять такую работу к разработке новой САЭ. Таким образом, проблема состоит в том, что традиционные способы разработки при изменении методики эксперимента требуют использования программирования. Второй аспект - изменение состава оборудования. Часто изменение методики приводит к изменению состава управляющих параметров системы, и как следствие - изменению состава оборудования, участвующего в эксперименте. В интерпретирующих системах эта проблема решается с помощью модификации управляющего скрипта, т. При этом разработчик будет вынужден изменить исходный код и интерфейс пользователя, заново выполнить трансляцию и сборку системы, вследствие чего, полученную систему можно будет назвать новой разработкой, новой системой. Проблема состоит в том, что мы хотим избежать использования и программирования, и использования среды программирования, чтобы процедуру модификации ПО САЭ мог выполнять пользователь. До последнего времени считалось, что разработка и модификация САЭ без применения программирования невозможна по причине непредсказуемости возможного развития метода выполнения эксперимента. Об этом свидетельствует, например, дискуссия на международной конференции 1)АЬ]ЕР- []. Однако в работах [,] показана принципиальная возможность построить такую систему. Анализ требований к САЭ, условий использования и средств для их разработки в рассматриваемой области, выполненный в главе 1, позволил сделать вывод, что в настоящее время в достаточной мере развита методическая база, чтобы поставить в диссертации задачу: разработать ПО и среду, позволяющую без перетране. САЭ, код которой в рамках определенной области приложений инвариантен относительно изменений метода исследовании и конфигурации оборудования, и применить ее для автоматизации экспериментов в области физики низких энергий. САЭ. В процессе работы автором найдено компромиссное решение обозначенных выше проблем.