Интерпретатор языка Пролог

Shift - стрелки вверх, вниз, вправо, влево, Home, End - выделение области текста для операций;

Ctrl-Insert или Ctrl-C - копировать выделенную область в буфер обмена;

Shift-Insert или Ctrl-V - вставить фрагмент из буфера обмена;

Shift-Del или Ctrl-X - вырезать фрагмент в буфер обмена.

Перед запуском программы в окне опций проекта необходимо установить имя базы алиаса (если используются базы данных) и имя запускаемого предиката. Если не задано имя запускаемого предиката, программа не запустится.

Рис. 3.6. Вид окна опций проекта.

3.3.4 Запуск программы на Прологе и ее отладка

Для запуска программы на главном окне надо нажать на кнопку "Запуск" или в меню "Проект" нажать на пункт с таким же названием. После нажатия на кнопку происходит компиляция программы. В статусной строке в главном окне появляется надпись "Компиляция". Если во время были найдены ошибки, то на экран появляется окно со списком найденных ошибок. При двойном щелчке по строке с названием ошибки текстовый курсор в окне редактора перейдет к месту в тексте, где была найдена ошибка.

Если процесс компиляции прошел нормально, то программа запускается на исполнение. Процесс выполнения программы может быть прерван нажатием на кнопки "Стоп" или "Пауза" в главном окне, а также, если программа приступила к обработке оператора, на котором установлена контрольная точка. При временной остановке на экран появляются два окна: окно трассировки и окно стека.

В окно "Трассировка" выводится протокол работы программы, то каждый вызов предиката, базы данных или арифметического выражения, а также возвращаемые ими значения.

Рис. 3.7. Вид окна трассировки.

В окне "Стек" можно просмотреть стек программы. Стек представлен в виде древовидной структуры. В корне дерева находятся вызовы предикатов. Развернув корневой элемент дерева можно увидеть параметры, с которыми был вызван предикат и переменные, которые были созданы в процессе выполнения предиката.

Общий вид корневого элемента дерева выглядит следующим образом: "Имя предиката n1 : n2", где n1 - номер предложения, n2 - номер условия в предложении.

Рис.3.8. Вид окна стека.

3.3.5 Работа с меню

Окна

Проект

Настройка

Помощь

Меню Файл содержит следующие пункты.

Создать - позволяет создать новую программу на Прологе.

Открыть - позволяет открыть имеющийся файл и выводит стандартное окно Windows для открытия файла:

Рис.3.9. Вид окна для открытия файла.

При открытии файла в инспектор загружается информация о типах, базах данных и предикатах, а в редактор - текст программы. Если формат файла был нарушен, то он не будет загружен.

Вспомнить - за этим пунктом скрывается подменю, состоящее из имен последних восьми файлов, которые открывались Пролог-системой. Нажав на название нужного файла в этом подменю можно быстро загрузить его.

Сохранить - позволяет сохранить файл на диск. Если файл создавался с помощью пункта меню Создать, то выводится диалоговое окно, позволяющее присвоить имя сохраняемому файлу.

Сохранить как - позволяет присвоить новое имя файлу. При выборе этого пункта меню будет выведено на экран диалоговое окно для ввода имени файла.

Печать - формирует печатную форму из данных, содержащихся в инспекторе, окне редактора и окне опций проекта. После окончания процесса формирования печатной формы на экране появится окно, в котором можно будет просмотреть вид печатной формы. В этом окне можно выделить область текста и скопировать в буфер обмена. При нажатии в окне печати на кнопку "Печать" будет начат вывод на принтер. Общий вид печатной формы можно представить следующим образом:

<Имя печатаемого файла>

DOMAINS

<Объявления типов>

ALIAS

<Имя алиаса в Borland Database Engine, которое использует данная программа>

DATABASES

<Описание структур баз данных>

PREDICATES

<Описание параметров предикатов>

GOAL

<Имя запускаемого предиката>

CLAUSES

<Текст программы>

Выход - позволяет завершить работу программы интерпретатора Пролог.

Меню Окна позволяет открыть следующие окна:

Инспектор;

Консоль;

Редактор;

Контрольные точки;

Стек;

Трассировка.

Меню Проект содержит следующие пункты:

Опции - выводит на экран диалоговое окна с опциями проекта, в котором можно указать имя алиаса, которым будет пользоваться программа написанная на Прологе, а также имя запускаемого предиката.

Запуск - позволяет запустить Пролог-программу на исполнение.

Меню Настройка содержит пункт Параметры редактора. При выборе этого пункта появляется диалоговое окно, в котором можно выбрать тип и размер шрифта для окна редактора.

Меню Помощь содержит следующие пункты:

Предметный указатель - загружает help-файл и показывает главную страницу.

О программе - выводит окно с информацией о программе.

3.4 Описание процесса выполнения программы, написанной на

Выполнение программы, написанной на языке Пролог, ведется с использованием алгоритма бэктрекинга.

Предложение просматривает все свои условия последовательно и пытается найти решение для каждого из них. Найдя решение для первого условия, интерпретатор переходит к поиску решения для второго условия с учетом значений переменных, которые были изменены первыми условием. Если решение было найдено, то программа переходит к следующему условию. В противном случае интерпретатор должен вернуться к предыдущему условию и попытаться найти для него другое решение отличное от ранее найденного, а затем опять попытаться выполнить второе условие. Перед началом обратного пути уничтожаются все переменные, которые были созданы перед этим шагом и очищаются те переменные, которые были свободны. Такой процесс происходит до тех пор, пока не будет найдено общее решение верное для всех условий предложения. В этом случае предложение объявляется истинным и выполнение его прекращается. Если такого общего решения найдено не было, то предложение объявляется ложным.

Арифметические выражения и стандартные предикаты процесс бэктрекинга игнорируют и выполняются, так как выполняются однозначно.

3.5 Общие сведенья об интерпретаторе

Данная версия языка Пролог совместима по синтаксису с языком Turbo Prolog с некоторыми отличиями.

Поддерживаются следующие простые типы данных:

Integer - целочисленный тип;

Real - число с плавающей запятой;

String - строка;

Boolean - логический тип (имеет два значение True - истина и False - ложь).

Составные типы:

Список - используется для представления массивов данных. Количество элементов в списке не ограничено.

Структура - используется для представления массивов неоднородных данных. Количество полей в структуре не ограничено.

Составной тип - используется для совмещения нескольких типов под одним именем.

Комментарии внутри программы записываются внутри фигурных скобок.

3.6 Особенности работы Пролог-программы с базами данных

Данная версия Пролога работает со следующими видами баз данных:

Paradox 7 (или предыдущие версии);

DBase IV и DBase for Windows;

Fox Pro;

MS Access.

Для использования других видов баз данных (например, InterBase или Oracle) необходима установка драйверов этих баз данных.

Работа с базами данных производится под управлением Borland Database Engine, которая должны быть установлена на компьютер либо при установке Пролога, либо с какой-либо другой программой.

При выполнении программы база данных идентифицируется с помощью своего псевдонима, которое при вводе структуры базы данных средствами инспектора заносится в поле "Имя". Имя файла базы данных в тексте программы не используется, хотя псевдоним и имя файла могут совпадать.

Обращение к базе данных происходит так же, как к обычным предикатам, состоящим только из предложений-фактов.

При запуске Пролог-программы интерпретатор определяет, существует ли файл базы данных на диске. Если файл базы данных существует, то он открывается и проверяется соответствие структуры файла базы данных и описания этой базы данных в программе. При описании базы данных в программе некоторые поля можно не использовать. Если файл базы данных отсутствует на диске, то он создается по описанию структуры. При завершении выполнения Пролог-программы все базы данных автоматически закрываются.

3.7 Описание стандартных предикатов

Все стандартные предикаты выполняются только прямом пути алгоритма бэктрекинга. На обратном пути они ничего не делают.

Предикаты ввода с консоли.

ReadString(<свободная переменная>) - читает с консоли строку. В качестве параметра обязательно должна передаваться свободная переменная. В противном случае будет выдано сообщение об ошибке и программа закончит свою работу.

ReadInteger(<свободная переменная>) - читает с консоли целое число.

ReadReal(<свободная переменная>) - читает с консоли реальное число.

Предикаты вывода на консоль.

Write (<переменная или константа любого типа>, ...) - печать на консоль содержание переменной. Количество аргументов у предиката произвольно. Количество аргументов у предиката произвольно. Стиль вывода на печать устанавливается в опциях проекта. Например, в процессе отладки можно включить печать имен переменных вместе с их содержимым или кавычки у строковых переменных.

WriteLn (<переменная или константа любого типа>, ...) - печать на консоль содержание переменной или константы и перевод курсора на следующую строку. Количество аргументов у предиката произвольно.

Nl - перевод курсора консоли на следующую строку.

Предикаты определения типов переменных.

IsInteger(<переменная>) - предикат является истинным, если поступающая на вход переменная - целочисленная.

IsReal(<переменная>) - проверяет, является ли переменная реальным числом.

IsNumeric(<переменная>) - проверяет, является ли переменная числовой, то есть либо реальной, либо целой. Использование функции IsNumeric предпочтительнее, чем IsInteger и IsReal, так как в ходе некоторых арифметических операций над целыми числами результат получается дробным (например, при делении).

IsString(<переменная>) - проверяет, является ли переменная строкой.

IsBoolean(<переменная>) - проверяет, является ли переменная логической.

IsList(<переменная>) - проверяет, является ли переменная списком.

IsStruct(<переменная>) - проверяет, является ли переменная структурой.

IsFree(<переменная>) - проверяет, является ли переменная свободной.

Предикаты для работы с базами данных.

Предикаты открытия, закрытия и создания баз данных отсутствуют, так как объявленные базы данных открываются (и создаются, если не были созданы ранее) при запуске программы.

DBAppendZ(<имя базы>:String, <поле1>, ... , <полеN>) - добавляет запись в конец базы данных. Количество полей и их типы должны в точности совпадать с полями базы данных. Имя базы данных записывается в кавычках.

DBAppendA(<имя базы>:String, <поле1>, ... , <полеN>) - добавляет запись в начало базы данных. Количество полей и их типы должны в точности совпадать с полями базы данных. Имя базы данных записывается в кавычках.

DBDelete(<имя базы>:String, <поле1>, ... , <полеN>) - удаляет из базы данных запись. Количество полей и их типы должны в точности совпадать с полями базы данных. Возможно, удалять сразу группу записей, если какие-либо из полей будут обозначены пустой константой nil. Тогда будут удалены все записи базы данных, в которых совпадают значения остальных полей (которые имеют значения отличные от nil).

DBClear(<имя базы>:String) - очищает базу данных.

Предикаты работы с файлами.

Данная версия Пролога работает только с текстовыми файлами.

Для идентификации файла при работе программы используется целочисленный номер обработчика файла, по которому можно обращаться к файлу.

FileOpenRead(<имя файла>:String, <номер обработчика>:Integer) - открыть файл для чтения. Предикат возвращает во втором параметре номер обработчика файла. Во втором параметре предиката должна стоять свободная переменная.

FileOpenWrite(<имя файла>:String, <номер обработчика>:Integer) - открыть файл для записи. Предикат возвращает во втором параметре номер обработчика файла. Во втором параметре предиката должна стоять свободная переменная.

FileRead(<номер обработчика>:Integer,<значение>) - чтение из файла. Второй параметр должен быть свободной переменной, иначе интерпретатор выдаст ошибку "Неверные параметры при вызове предиката".

FileWrite(<номер обработчика>:Integer,<значение>:String) - запись в файл.

FileClose(<номер обработчика>:Integer) - закрытие файла. Данный предикат применять не обязательно, так как при завершении программы интерпретатор сам закрывает все открытые файлы.

EOF(<номер обработчика>:Integer) - проверка конца файла. Предикат истинен, если конец файла достигнут.

Разное.

StringToList (String, <список>) - превращает строку в список, состоящий из символов этой строки, и возвращает его через параметр <список>.

Fail - предикат всегда возвращает ложь.

3.8 Описание функций

Арифметические функции.

Sin (<Integer, Real>):Real - операция синуса. Аргументом может быть как реальное, так и целое число. Функция возращает реальное число.

Cos (<Integer, Real>) :Real - операция косинуса.

Tan (<Integer, Real>) :Real - операция тангенса.

Exp (<Integer, Real>) :Real - экспонента.

Ln (<Integer, Real>) :Real - натуральный логарифм.

Int (<Integer, Real>) :Integer - выделение целой части числа. Функция используется также для явного преобразования реального числа в целое.

Frac (<Integer, Real>) :Real - выделение дробной части числа.

Abs(<Integer, Real>):<Integer, Real> - взятие модуля числа.

Функции работы со строками.

SubStr(String, N1:Integer, N2:Integer):String - выделение подстроки, начиная с элемента с индексом N1 длиной N2 символов.

FindStr(S1:String, S2:String):Integer - находит позицию подстроки S2 в строке S1 и возвращает индекс первого символа подстроки в строке S1. Если в строке S1 не было найдено подстроки S2, то функция возвращает 0.

Chr(Integer):String - возвращает символ, соответствующий числу по таблице ASCII.

Asc(String):Integer - возвращает ASCII-код первого символа строки.

NumbToStr(<Integer или Real>):String - превращает число в строку

StrToNumb(String):<Integer или Real> - превращает строку в целое или реальное число, в зависимости от содержания строки. Интерпретатор сначала пытается преобразовать строку в целое число. Если не получается, то пытается превратить строку в реальное число. Если преобразование не удалось, то выводится сообщение об ошибке.

Логические функции.

Not(Boolean):Boolean - инвертирует значение логического выражения. (ВНИМАНИЕ: чтобы инвертировать значение, возвращаемое предикатом или базой данных необходимо перед именем предиката или базы данных поставить символ "~")

4 Организационно-экономическая часть

4.1 Расчет затрат на разработку интерпретатора Пролог

Трудоемкость разработки программного обеспечения рассчитывается по формуле:

ч/м, где (4.1)

L - объем программы в операторах, шт.,

nn - норма производительности труда программиста, представляющая собой объем полезной работы, выполняемой в единицу времени,

Ф - среднемесячный фонд рабочего времени,

Кн - коэффициент новизны,

Кун - коэффициент использования в разработке типовых программ.

L = 10000

nn = 50

Ф = 25

Кн = 0.8

Кун = 0.7

Таким образом, трудоемкость разработки ПО составляет:

Tn = (10000·0.8·0.7)/(25·50) = 4.5 ч/м

Расчет стоимости ч/м программиста:

заработная плата программиста составляет 460 руб.

дополнительная заработная плата составляет 20% от основной, то есть 92 руб.

Начисления на заработную плату ,в целом, составляют 38.5% от основной и дополнительной заработной платы, 212.52 руб.

Итого стоимость ч/м:

460+92+212.52=764.52 руб.

Накладные расходы составляют:

Знакл=0.25·460=115 руб.

Стоимость одного машинного часа с учетом первоначальной стоимости ЭВМ, стоимости потребляемой электроэнергии и износа машины определяетсяпо формуле:

Sмч=Sмаш1+Sэл+Sрем.

Срок службы ЭВМ - 8 лет. Первоначальная стоимость - 20000 руб. Потребляемая мощность 0.2 кВт/ч.

При эксплуатации машины 8 часов в день имеем:

Sмаш1=20000/(8·12·22·8)=1.18 руб/ч.

Принимая стоимость электроэнергии 0.1 руб/КВт, стоимость потребляемой энергии в час равна:

Sэл=0.1·0.2=0.02 руб.

Затраты на профилактическое обслуживание и ремон составляют 20% от стоимости машины:

Sрем=0.2·1.18=0.17руб.

Тогда стоимость одного машинного часа равна

Sмч=1.18+0.2+0.17=1.37 руб/ч.

Себестоимость программного продукта определяется:

, где

Зод - сумма основной и дополнительной заработной платы разработчика программы, начисления на нее и накладные расходы, руб./мес.,

Тап - время затрачиваемое разработчиком на разработку, составление алгоритма и написание программы, мес.,

См - себестоимость одного часа машинного времени, руб.,

Кисп = 0.5 - коэффициент использования ЭВМ.

764.52·4.5+8·4.5·1.37·25·0.5= 4056.84 руб.

5 Промышленная экология и безопасность

5.1 Введение

Охрана труда - система законодательных актов и норм, направленных на обеспечение безопасности труда, и соответствующих им социально-экономических, технических, организационных и санитарно-гигиенических мероприятий.

Полностью безопасных и безвредных производств не бывает. Задача охраны труда - свести к минимуму вероятность поражения или заболевания работающего с одновременным обеспечением комфорта для плодотворного труда.

Современное промышленное производство связано с использованием сложных технологических процессов и разнообразного оборудования, являющих источниками физических, химических и других факторов, оказывающих прямое или косвенное влияние на безопасность, здоровье и работоспособность человека.

Конструктивное несовершенство технических устройств и неправильная организация труда может приводить к действию на человека неблагоприятных психофизических факторов.

Нормализация и оптимизация производственной среды и предупреждение вредных выбросов в окружающую среду является необходимым условием жизнедеятельности человека. Улучшение условий труда, повышение его безопасности и безвредности имеет большее экономическое значение. Оно влияет на производительность труда, качество и себестоимость продукции.

В разделе «Промышленная экология и безопасность» выявляются наиболее существенные факторы, и производится выбор, обоснование и расчеты средств защиты и систем нормализации труда и предотвращения вредных выбросов в окружающую среду.

5.2 анализ характера загрязнения окружающей среды при производстве вычислительной техники

5.2.1 Источники загрязнения

В общем случае вычислительная техника представляет собой некоторую конструкцию, то есть совокупность деталей, находящихся в определенных пространственных, механических, электрических, магнитных и энергетических взаимосвязях. Поэтому в процессе производства вычислительной техники используется целый комплекс технологических приемов, связанных с переработкой различных по своей природе исходных материалов, последующей обработкой и сборкой деталей для получения функционально завершенного изделия.

В технологиях производства ЭВМ используются процессы, отрицательно воздействующие на окружающую среду, такие как литье, термическая, гальваническая и механическая обработка, резка, пайка, сварка и окраска. Источники, объекты первичного отрицательного воздействия и применяемые способы защиты среды обобщены в таблице 5.4.

Литейное производство связано с загрязнением атмосферы пылью, окисью углерода, сернистым ангидридом, а сточных вод механическими взвесями, в виде пыли, флюсов, окалины.

При термической обработке в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пары масла, окиси углерода, аммиака, цианистого водорода, а также пыли. Электротермическое оборудование потребляет воду для охлаждения, и в сточных водах могут находиться вредные вещества.

Гальванические работы сопряжены с использованием больших объемов воды для приготовления растворов электролитов и промывных операций. Поэтому сточные воды в этих случаях значительно загрязнены ядовитыми химическими веществами. Кроме того, воздух, удаляемый от технологического гальванического оборудования, содержит большое количество вредных веществ в различных агрегатных состояниях:

капельножидким (брызги),

тонкодисперсионном аэрозоле,

паро- и газообразном.

При механической обработке материалов для охлаждения оборудования и инструмента, промывки деталей, санитарно-гигенической обработки помещений широко используется вода. сточные воды в этих случаях могут быть загрязнены минеральными маслами, мылами, металлической и абразивной пылью, эмульгаторами. Кроме того, при механической обработке металлов в атмосферу через систему вентиляции могут выбрасываться пыль, стружка, туманы масел и эмульсий, а при обработке неметаллических материалов - вредные пары связующих смол и пыль.

Таблица 5.1.

Газовая и плазменная резка металлов, технологические процессы сварки и пайки сопровождаются выделением пыли и токсичных газов, а сточные воды могут загрязняться механическими примесями, кислотами.

Лакокрасочные работы связаны с выделением в атмосферу вредных веществ в вид паромов растворителей и лакокрасочных аэрозолей в процессе нанесения покрытия и при высыхании изделий. При уборке такого рода помещений сточные воды могут загрязняться примесями растворителей лаков и красок.

Процесс получения функционально завершенного изделия заканчивается сборочными операциями. Отрицательное воздействие на окружающую среду процессов сборки менее ощутимо. Однако и в этих случаях при проведении санитарно-гигенической обработки производственных помещений в сточные воды могут попадать различные нежелательные примеси.

5.2.2 Очистка воздуха от вредных примесей

Участок сверления и рубки печатных плат производит выброс стеклопластиковой пыли - вещества 3 класса опасности по ГОСТ 12.1.007-76 («Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности»).

Для защиты рабочего персонала от воздействия примеси в помещении участка применена вентиляционная система со скоростью движения воздуха в вытяжных столах 1.5 м/сек и общим расходом очищаемого воздуха на участке сверления и рубки печатных плат L=18000 м3/ч.

Для предотвращения выброса стеклопластиковой пыли в атмосферу применяем в качестве пылеуловителя циклон.

Исходные данные:

объем очищаемого вентиляционного воздуха Q=5 м3/с,

плотность газа при рабочих условиях r=1.3 кг/м3,

вязкость газа m=42.210-6 Пас,

дисперсионный состав пыли d50 и lgsч=0.77,

rч=1300 кг/м - плотность частиц пыли.

h=0.9 - требуемая эффективность очистки газа.

Расчет циклона ведется методом последовательных приближений в следующем порядке:

1. Выбираем тип циклона - ЦН-24 и определяем оптимальную скорость газа wоп в сечении циклона с диаметром D. Из таблицы 1: wоп=4.5 м/с.

2. Вычисляем диаметр циклона D(м) по формуле =0.3015 м.

Полученное значение округляем до ближайшего типового значения. Внутренний диаметр циклона выбираем D=0.3 м.

3. По выбранному диаметру циклона находим действительную скорость движения газа в циклоне:

=4.76 м/с,

где n=1 - количество циклонов.

4. Определяем коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона:

=67,

где

k1=0.93 - поправочный коэффициент на диаметр циклона;

k2=0.9 - поправочный коэффициент на запыленность газа;

=80 - коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона диаметром 500 мм, при Cвх=80 г/м.

5. Гидравлическое сопротивление циклона вычисляется по формуле:

=971 Па/м.

6. Эффективность очистки газа в циклоне вычисляется по формуле:

,

где

- табличная функция от параметра x, равного:

.

Для выбранного циклона значение =8.5 мкм, =0.308.

Значение определяем по формуле:

=87,

где значение определено по условиям работы типового циклона: DT=0.6 м, rчт=1930 кг/м3, mT=22.2*10-6 Па*с, wT=3.5 м/с.

Определив значение x, по данным таблицы 6 находим параметр =0.8413.

=0.0921.

Полученный коэффициент очистки больше требуемого, следовательно, тип циклона выбран верно.

5.3 Анализ влияния опасных и вредных факторов, при