Использование абстракций концептуального и функционально-логического уровней в проектировании программно-аппаратных комплексов

Рассматривается проблема недостаточной структурированности и документированности проектных решений в разработке программно-аппаратных комплексов, особенно на концептуальном, архитектурном и функционально-логическом уровнях. Обычно при этом фиксируются лишь отдельные аспекты решения, но невозможно представить его как самостоятельный переносимый объект проектирования. Предложены средства описания, обеспечивающие отделение инвариантной логики решения от его конкретного воплощения. Представлена обобщающая абстракция инвариантно-вариативного проектного механизма, ориентированного на формализацию архитектурной логики, задание критериев корректности, поддержку трассируемости и сравнение альтернативных реализаций. На ее основе вводится ряд проектных абстракций, включающий межблочные адаптеры, системные механизмы-ассистенты, базовые драйверы и локальные инженерные метрики. Абстракции опираются на различные уровневые представления вычислительных систем и процессов их проектирования.

1. Платунов А. Е., Пинкевич В. Ю. Создание киберфизических систем: проблемы подготовки ИТ-специалистов // Control Engineering Россия. 2021. № 3(93). С. 64–70.

2. Gamma E., Helm R., Johnson R., Vlissides J. Design patterns: elements of reusable object-oriented software. Boston: Addison-Wesley, 1994. 395 p.

3. Nygard M. Documenting architecture decisions. Boston: Addison-Wesley Professional, 2022. 286 p.

4. Clements P., Bachmann F., Bass L., Garlan D., Ivers J., Little R., Merson P., Nord R., Stafford J. Documenting Software Architectures: Views and Beyond. Boston: Addison-Wesley, 2011. 608 p.

5. Szyperski C. Component software: beyond object-oriented programming. Harlow: Addison-Wesley, 2002. 548 p.

6. Sangiovanni-Vincentelli A., Martin G. Platform-based design and software design methodology for embedded systems // IEEE Design & Test of Computers. 2001. Vol. 18, N. 6. P. 23–33.

7. Keutzer K., Malik S., Newton A. R., Rabaey J. M., Sangiovanni-Vincentelli A. System-level design: orthogonalization of concerns and platform-based design // IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems. 2000. Vol. 19, N 12. P. 1523–1543.

8. Delft Students on Software Architecture: DESOSA 2019 [Электронный ресурс]: <https://se.ewi.tudelft.nl/desosa2019/index.html>. (дата обращения 20.05.2026)

9. Кольчурин М. В., Пинкевич В. Ю., Платунов А. Е. Усиление роли микроархитектурных этапов проектирования встраиваемых систем // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2022. Т. 22, № 4. С. 716–724.

10. Lee E. A. Cyber Physical Systems: Design Challenges. Berkeley: University of California, Berkeley, EECS Department, 2008.

11. Пенской А. В. Архитектурное документирование встроенных систем с многоуровневой конфигурацией // Изв. вузов. Приборостроение. 2015. Т. 58, № 7. С. 527–532.

12. Кольчурин М. В., Платунов А. Е. Проектные механизмы микроархитектурного уровня для встраиваемых систем // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2025. Т. 25, № 6. С. 1229–1233.

13. NASA Office of Safety and Mission Assurance. Formal Methods Specification and Verification Guidebook for Software and Computer Systems. Vol. I. Technical Report NASA-GB-002-95. Washington, DC: NASA, 1995. 227 p.

14. Пинкевич В. Ю., Платунов А. Е. Тестирование и отладка встраиваемых вычислительных систем на основе уровневых моделей // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18, № 5. С. 801–808.

15. Bajer M., Szlagor M., Wrzesniak M. Embedded Software Testing in Research Environment. A practical guide for non-experts // 4th Mediterranean Conference on Embedded Computing (MECO). IEEE, 2015. P. 235–240.