ЛІНГВІСТИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ САПР

Анотація

У статті розглянуто підхід до створення лінгвістичного забезпечення систем автоматизованого проєктування, що базуються на використанні методу скінченних елементів під час моделювання складних інженерно-технічних систем. Показано, що одним із найскладніших етапів підготовки вихідних даних для розрахунку є формалізація крайових умов, навантажень та неоднорідних фізичних властивостей, особливо у разі складної або нетипової геометрії розрахункової сфери. Для автоматизації цього процесу авторами створено спеціалізовану бібліотеку класів на мові С++, яка забезпечує можливість опису фізичних і геометричних характеристик об’єкта, крайових умов та навантажень у вигляді формул, заданих на предметно-орієнтованій мові, максимально наближеній за своїм синтаксисом до мови програмування Python. Основну увагу приділено розробленню інтерпретатора функціональних виразів, що описують фізичні параметри та крайові умови. Детально розглянуто процес трансляції арифметико-логічних виразів у абстрактне синтаксичне дерево, яке є основою для подальшого обчислення значень у вузлах скінченно-елементної моделі, які відповідають заздалегідь заданим умовам відбору. Наведено структуру класу Parser, що реалізує основні етапи трансляції: лексичний і синтаксичний аналіз, побудову та збереження дерева розбору, а також обчислення виразів. Описано алгоритм сканування вхідного коду, розпізнавання лексем – числових констант, операторів, ідентифікаторів тощо, а також формування відповідних токенів. Представлено UML-діаграму класу Node, який інкапсулює абстрактне синтаксичне дерево, і наведено приклад реалізації рекурсивного методу, що безпосередньо виконує обчислення. Важливою особливістю створеного інтерпретатора є підтримка можливості динамічного завантаження в абстрактне синтаксичне дерево координат вузлів скінченно-елементної моделі без необхідності перекомпіляції коду, що підвищує гнучкість і розширюваність системи. Програмна реалізація парсеру орієнтована на використання у складі спеціалізованого програмного забезпечення для комп’ютерного моделювання міцності й довговічності складних інженерно-технічних систем, що проєктуються.