Структура программного комплекса

Архитектура системы ИСМА представлена на рисунке 2.3. Сплошные стрелки обозначают передачу управления между модулями, а пунктирные - информационные связи.

Рисунок 2.3 - Архитектура комплекса ИСМА

Рассмотрим основные компоненты инструментальной среды.

Библиотеки алгоритмов численного анализа и элементов структурных схем реализуются в виде отдельных программных модулей и загружаются во время выполнения программы соответствующими загрузчиками. Такой подход позволяет выделить некоторый набор функций и классов, необходимых для

52 реализации библиотек элементов и численных методов, в виде интерфейса программирования приложений (API, application programming interface).

Интерпретатор LISMA - программный модуль, реализующий функции лексического, синтаксического и семантического анализа текста модели, описанной на входном языке LISMA [75] (Language of ISMA). Генератор модели LISMA реализует компоновку программы на языке C++ на основе результата работы интерпретатора в виде совокупности правых частей ДАУ локальных состояний. Сгенерированный код компилируется в dll-модуль и подгружается к системе во время выполнения совокупной модели.

Процессоры структурных схем и численного анализа являются ядром системы. Они реализуют следующие функции: проверка визуальной модели (диагностика); генерация графов, каждый из которых описывает соответствующие дифференциальные уравнения; подготовка начальных условий; выделение памяти под хранение результатов; режим активного эксперимента; выполнение модели, включающее обращение к численному методу, расчет правых частей по графам, выполнение алгоритмов обнаружения смены состояний в случае исследования гибридной системы.

Результаты численного анализа обрабатываются графическим интерпретатором GRIN и представляются в виде графика динамики фазовых переменных во времени, либо на фазовой плоскости по выбранным переменным.

Существующая архитектура ИСМА обладает недостатком, ограничивающим расширение множества языков спецификации компьютерных моделей. Дело в том, что основным способом спецификации и предметным интерфейсом системы является графический язык структурных схем для описания систем автоматического управления. Все дополнительные интерфейсы и языки реализованы как надстройки над базовым редактором структурных схем. Такой подход обусловлен тем, что методология гибридных систем развивалась [54, 74] на основе теории систем релейного и импульсного

53 управления, описываемых дифференциальными уравнениями с разрывами первого рода в первой производной фазовых переменных.

В настоящее время гибридный подход является самостоятельным научным направлением [54, 64, 65, 67, 74], в котором широко развиты как средства спецификации гибридных моделей, так и эффективные алгоритмы и методы численного анализа. В связи с этим предлагается новая архитектура программного комплекса, в которой центральным понятием и исследуемой моделью является гибридная система. Тогда все предметные модели, в частности электроэнергетические системы, интерпретируются и анализируются как гибридные системы. Новая архитектура программного комплекса представлена на рисунке 2.4.

В предложенной структуре инструментальной среды реализуются ранее разработанные алгоритмы и используются готовые модули. Компоненты, которые разработаны или модифицированы в рамках данной диссертационной работы, выделены на рисунке 2.4 серым цветом.

Перейдем к рассмотрению системного и аналитического наполнения программного комплекса.

2.3