Архитектура комплекса программ «COMPASS»
Приведем описание комплекса программ, в котором реализованы результаты исследований данной работы. Комплекс программ «COMPASS» предназначен для расчета и оптимального проектирования плоских и пространственных 137
несущих конструкций, подверженных статическим и динамическим воздействиям.
Комплекс начал создаваться с программы РИОСК [14], в которой реализован метод конечных элементов с использованием стержневых, плоских и объемных элементов. Комплекс программ универсален и может использоваться для решения разных задач по расчету широкого класса конструкций.
Рис. 2.10. Архитектура комплекса программ
Комплекс программ «COMPASS» можно формально разделить на (рис.2.10): системную часть и прикладную часть. В системную часть комплекса входят программы, которые выполняют функции ввода, управления и обработки входных и выходных данных, функции управления вычислениями, функции обеспечения пользовательского интерфейса и интерфейса с прикладной частью пакета. Алгоритмы и программы системной части в значительной мере учитывают особенности операционной системы, в которой они реализованы. Они обеспечивают стандартизованные интерфейсы с пользователем и базой данных для алгоритмов и модулей прикладной части. В прикладную часть пакета входят программные модули, управляемые программами системной части. Каждый программный модуль может быть предназначен для выполнения определенной фазы расчета конструкции (вычисление матриц масс и жесткости определенного типа элементов, определение собственных частот и форм колебаний, вычисление усилий и т.п.), или для выполнения определенной специфической операции над данными задачи (генерация типовой расчетной схемы, твердотельная
визуализация, анализ результатов расчета). Алгоритмы и модули прикладной части в наименьшей мере зависимы от конкретной операционной системы благодаря использованию стандартизованных интерфейсов системной части.
Программы комплекса можно разделить по функциональным признакам на:
1) . Препроцессор и постпроцессор, объединенные в одной программе COMPASS Studio и модули препроцессора и постпроцессора. Основной функцией препроцессора является подготовка данных: ввод исходных данных для создания расчетной схемы, подготовка задания на расчет, визуализация расчетной схемы, контроль полноты данных. Соответственно, основной функцией постпроцессора является анализ результатов расчета, а именно: визуализация результатов, обработка результатов и их переработка в удобный для восприятия и анализа вид. Сама программа COMPASS Studio выполняет основные операции ввода и визуализации данных и результатов расчета. Дополнительные модули позволяют расширять возможности препроцессора и постпроцессора без модификации основной программы. Тем самым в препроцессоре имеется дополнительная возможность автоматически генерировать типовые расчетные схемы после ввода нескольких параметров, создавать параметрические генераторы сложных расчетных схем большой размерности [20].
2) . Процессор, выполняющий расчеты - программа COMPASS Processor и его расчетные модули. Процессор выполняет расчет конструкции, последовательно запуская расчетные модули в заданном порядке. Порядок расчета задается двумя способами: вручную, непосредственно пользователем при работе с процессором, или автоматически, препроцессором по заданному шаблону для определенного вида расчета. Все расчеты выполняются специализированными модулями, a COMPASS Processor играет роль управляющей программы, которая обеспечивает модули расчета стандартным механизмом доступа к базе данных задачи и стандартным набором функций интерфейса с пользователем.
Для обеспечения наилучшей управляемости пакета между препроцессором- постпроцессором и процессором организована двухсторонняя связь, позволяющая работать двум программам как единое целое. Комплекс программ «COMPASS» построен на основе открытой модульной архитектуры. Такая архитектура позволяет разрабатывать и изменять отдельные модули независимо друг от друга, используя общий набор подпрограмм и функций для организации интерфейса модулей с другими компонентами комплекса.
Разработанные таким образом модули легко добавляются в состав комплекса программ, расширяя его возможности. Более подробная информация по комплексу программ «COMPASS» содержится в работах [12,13,18,20].
Рис. 2.11. Программа COMPASS Studio
Рис. 2.12. Программа COMPASS Processor
На рис.2.11 показано окно программы COMPASS Studio с загруженной тестовой задачей. На рис.2.12 показано окно программы COMPASS Processor после выполнения расчета геометрически нелинейной стержневой системы. Главным элементом в COMPASS Processor является список программных модулей, последовательное выполнение которых обеспечивает требуемый расчет.
2.10.