21172

ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ САПР ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Цель САПР это повышение качества проектов снижение материальных затрат сокращение сроков проектирования и ликвидация тенденции к росту числа проектировщиков а также повышение производительности их труда. Для САПР характерно системное использование ЭВМ при рациональном распределении функций между человеком и ЭВМ. Предметом САПР являются формализация проектных процедур структурирование и типизация процессов проектирования постановка модели методы и алгоритмы решения проектных задач способы построения технических средств создания...

Русский

2013-08-02

52 KB

4 чел.

ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ САПР ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Необходимость создания САПР

Основными причинами создания автоматизированных систем проектирования являются:

1. Разрозненность отдельных методов автоматизации (подготовка документации, чертежей, моделирование технических систем, оптимизация
параметров, организация экспертиз, обработка результатов, принятие решений при многокритериальной постановке задач), отсутствие методологического единства, не позволяющие создать эффективную систему проектирования.

2. Выполнение большого объема работ в сжатые сроки.

3. Повышение требований к качеству проектов (изделий, машин и механизмов).

Удовлетворить эти противоречивые требования с помощью простого увеличения численности проектировщиков нельзя, так как возможность параллельного проведения проектных работ ограничена.

Цель САПР — это повышение качества проектов, снижение материальных затрат, сокращение сроков проектирования и ликвидация тенденции к росту числа проектировщиков, а также повышение производительности их труда.

Для САПР характерно системное использование ЭВМ при рациональном распределении функций между человеком и ЭВМ. С помощью ЭВМ решаются задачи, поддающиеся формализации (решение системы уравнений).

Предметом САПР являются формализация проектных процедур, структурирование и типизация процессов проектирования, постановка, модели, методы и алгоритмы решения проектных задач, способы построения технических средств, создания языков, описания программ, банков данных, а также вопросы их объединения в единую проектирующую систему.

Для создания САПР необходимы:

1) совершенствование проектирования на основе применения математических методов и средств вычислительной техники;

2) автоматизация процесса поиска, обработки и выдачи информации;

3) использование методов оптимизации и многовариантного проектирования; применение математических моделей проектируемых объектов;

4) создание банков данных, содержащих сведения справочного характера;

5) повышение качества оформления проектной документации;

6) увеличение творческой доли труда проектировщиков за счет автоматизации нетворческих работ;

7) унификация и стандартизация методов проектирования;

8) подготовка и переподготовка специалистов в области САПР;

9) взаимодействие САПР с автоматизированными системами различного уровня.

Принципы создания САПР

САПР — это комплекс средств автоматизации проектирования, взаимосвязанных с проектными организациями (пользователями системы). САПР включает технические средства, математическое и программное обеспечение, информационное обеспечение, лингвистическое обеспечение (специальные языки, проблемно-ориентированные).

При создании САПР учитываются принципы:

- системного единства, т. е. целостность системы, взаимосвязь между подсистемами и ее элементами;

- совместимости, т. е. обеспечиваются совместное функционирование составных частей САПР и сохранность открытости системы в целом;

- типизации (ориентирует на преимущественное создание и использование типовых и унифицированных элементов САПР с последующей их модернизацией);

- развития (способствует совершенствованию и обновлению составных частей САПР, а также взаимодействие и расширение взаимосвязи с автоматизированными системами различного уровня и функционального назначения);

- иерархичности (проектирование по уровням структуры САПР).

Виды обеспечения САПР

Обеспечение САПР имеет несколько видов: математическое, программное, информационное, техническое, лингвистическое, методическое, организационное.

1. Математическое обеспечение включает в себя алгоритмы, по которым разрабатывается программное обеспечение; функциональные модели проектируемых объектов; методы численного решения задач; методы поиска экстремума. МО САПР делится на:

математические методы и построение на их основе математических моделей объектов проектирования;

формализованное описание технологии автоматизированного проектирования.

МО должно описывать во взаимосвязи объект, процесс и средства автоматизации проектирования.

2. Программное обеспечение — это совокупность всех программ и эксплуатационной документации к ним, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования. ПО делится на общесистемное и специальное (прикладное).

Общесистемное ПО создано для организации функционирования технических средств, т. е. планирования и управления вычислительным процессом, распределения имеющихся ресурсов. Общесистемное ПО близко по назначению к операционным системам.

Специальное ПО реализует математическое обеспечение для непосредственного выполнения проектных процедур.

Специальное ПО, или прикладное ПО, имеет форму ППП (пакет прикладных программ).

Уровни программного обеспечения: машинный код, язык Ассемблера, языки высокого уровня.

3. Информационное обеспечение — это такие данные, которыми пользуется проектировщик в процессе проектирования для выработки проектного решения. Это справочные данные о комплектующих изделиях, типовых проектных решениях, параметрах элементов, сведения о состоянии текущих разработок в виде промежуточных и окончательных проектных решений, структур и параметров проектируемых объектов. Совокупность данных, используемых в САПР, составляет информационный фонд. Основная функция ИО — это ведение фонда, обновление, сохранение и организация доступа к данным.

В состав ИО САПР входят:

программные модули;

исходные и результирующие данные для программных модулей;

нормативно-справочная проектная документация, государственные и отраслевые стандарты, руководящие материалы и указания, типовые проектные решения, текущая проектная документация, отражающая ход и состояние выполнения проекта.

Различают следующие способы ведения ИО САПР:

использование файловой системы;

построение библиотек;

использование БД;

создание информационных программ адаптеров.

Применение файловой системы и построение библиотек широко распространено, так как поддерживается средствами операционной системы. Эти способы применяют при хранении программных модулей, диалоговых сценариев поддержки процесса проектирования, вводе крупных масштабов исходных данных, хранении текстовых документов. Однако они мало пригодны при оперативной обработке справочных данных.

Лингвистические средства системы управления базами данных изменяются от языков программирования до языков, ориентированных на конкретного пользователя.

Основные функции СУБД:

создание схемы базы данных ;

организация хранения данных;

защита целостности БД;

поддержание загрузки БД;

предоставление пользователям доступа к БД.

Создание информационных программ адаптеров — для организации межмодульного интерфейса. В САПР, программы которых оперируют с большим числом данных (входных, промежуточных, результирующих), области обмена удобно организовать в виде некоторого банка данных. Это позволяет часть функций, выполняемых адаптером, возложить на СУБД, что в итоге сокращает время на разработку информационного и программного обеспечения. Адаптер выполняет совокупность операций по организации информационного взаимодействия между программными модулями.

  1.  Техническое обеспечение САПР. Традиционное проектирование занимает 15% вычислительных операций. Для САПР необходимы специализированные средства, в основном это автоматизированное рабочее место (АРМ). АРМ — для решения сложных проектных задач в автономном режиме (для трех- и двухмерного представления объектов проектирования), инвариантные к различным видам объектов проектирования и для решения типовых инженерных, конструкторских и технологических задач.
  2.  Лингвистическое обеспечение САПР, основу которого составляют специальные языковые средства (языки проектирования), предназначенные для описания процедур автоматизированного проектирования и проектных решений. Проблемно-ориентированные языки — это Фортран, Си и др. Для решения геометрических задач инженерного типа ПОЯ соединяют в себе средства алгоритмического языка для решения математических задач и специальные языковые средства моделирования геометрических объектов. Создаются ПОЯ по соответствующим областям применения (строительство, электроника и т. д.). Но чрезмерное разнообразие языков затрудняет обмен средствами САПР между предприятиями. Развитие гибких производственных систем требует тщательного решения вопросов по составу лингвистического обеспечения.
  3.  Методическое обеспечение САПР — это входящие в ее состав документы, регламентирующие порядок эксплуатации системы, носят характер инструкций.
  4.  Организационное обеспечение САПР — положения, приказы, штатное расписание, квалификационные требования, регламентирующие организационную структуру подразделений с комплексом средств автоматизированного проектирования.

Классификация САПР

САПР характеризуют следующие признаки:

• тип, разновидность, сложность объекта проектирования;

• уровень, комплексность автоматизации проектирования;

•        характер, число выпускаемых проектных документов;

• число уровней в структуре технического обеспечения САПР.

Три первых признака отражают особенности объектов проектирования, следующие четыре — возможности систем, восьмой признак — особенности технической базы САПР.

Тип объекта проектирования. ГОСТ предусматривает деление САПР на группы:

1. САПР изделий машиностроения.

2. САПР изделий приборостроения.

3. САПР технологических процессов в машино- и приборостроении.

4. САПР программных изделий.

5. САПР организационных систем.

Разновидность объектов проектирования. ГОСТ требует указания обозначений на объекты проектирования и кодирования в соответствии с системой обозначения документации на объекты, проектируемые САПР.

Сложность объектов проектирования:

1) простые — с числом составных частей до 102;

2) средние — до 103;

3) сложные — до 104;

4) очень сложные — до 105;

5) самые сложные — свыше 106 .

Составной частью объекта проектирования, представляющего технический комплекс, является деталь (микросхема).

Уровень автоматизации проектирования:

1) низкоавтоматизированный — до 25% проектных процедур;

2) среднеавтоматизированный — до 50% ;

3) высокоавтоматизированный — свыше 50%.

Чтобы отнести САПР к третьей группе, в ней должны быть использованы методы многовариантного оптимального проектирования.

Комплексность автоматизации проектирования:

1) одноэтапные;

2) многоэтапные;

3) комплексные, т. е. автоматизация всех этапов проектирования.

Число уровней в структуре технического обеспечения:

  1.  Одноуровневые комплексы технических средств — ЭВМ среднего класса: программная обработка данных, хранение их на основе штатного набора периферийных устройств, где единая мониторная система, банк данных и пакет прикладных программ. Терминальные микроЭВМ совместимы с основной (центральной) ЭВМ и служат либо для подготовки задач к решению на основной ЭВМ, либо для решения простых задач с помощью тех же программных и информационных средств.
  2.  Двухуровневые КТС имеют радиальную или кольцевую структуру (вычислительная сеть). В такой САПР функции мониторной системы и СУБД распределены по узлам вычислительной сети.
  3.  Трехуровневые САПР помимо двухуровневого КТС включают чертежные автоматы, комплексы для контроля программ к станкам с числовым программным управлением.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

20065. Изготовление пробных стекол. Изготовление шкал и сеток 393 KB
  Для получения точных плоских поверхностей принимают одно стекло например 1 на рис.31 б в Рис. При наложении стекол 2 и 3 друг на друга общий €œбугор€ составит 2 полосы рис 4. Эллиптические зеркала большого диаметра изготавливают за несколько переходов с промежуточным отжигом из тонкого латунного листа 1 выдавливанием на токарном станке с помощью приспособления 2 имеющего выпуклую форму с наружной асферической поверхностью рис.
20066. Способы формообразования сферических и плоских поверхностей. Шлифование стекла свободным абразивом. Полирование стекла 39 KB
  Шлифование стекла свободным абразивом. Шлифование используется для придания необходимых форм размеров и образования поверхностей с тонкой структурой. Для формообразования поверхности с постепенным снижением шероховатости производят последовательно грубое среднее и тонкое шлифование. Грубое шлифование плоских поверхностей выполняют алмазными кругами на спец фрезерных или плоскошлифовальных станках.
20067. Влияние основных технологических факторов на процессы шлифования и полирования стекла. Обработка деталей на станках с жестко устанавливаемым инструментом. Способ свободной притирки 28.5 KB
  Обработка деталей на станках с жестко устанавливаемым инструментом. Обработка деталей на станках с жестко устанавливаемым инструментом. Для обработки оптических деталей способом свободного притира используются шлифовальнополировальные станки.
20068. Инструмент и приспособления для механического креплением заготовок. Блокировка оптических деталей 77.5 KB
  Приспособления с механическим креплением заготовок применяют на операциях обработки граней призм кругления дисков и т. Приспособления для обработки 3х граней призм плоскошлифовальном станкерис. Грани призм обрабатывают последовательно устанавливая приспособление на столе ст. Гипсованиерис крепят призмы с невысокими требованиями точности изготовления углов 3’ а также пластины.
20069. Классификация и технологичность конструкции. Заготовки и способы закрепления. Основные варианты изготовления осей и валов. Обработка многоступенчатых валов на многорезцовых токарных полуавтоматах 158.5 KB
  Основные варианты изготовления осей и валов. Обработка многоступенчатых валов на многорезцовых токарных полуавтоматах. При изготовлении валов исходные заготовки получают либо путем пластической деформации либо путем резки сортового или калиброванного проката.95 для единичного и мелкосерийного при изготовлении валов с небольшим перепадом диаметров используют горячекатаный нормальный прокат который разрезают на штучные заготовки.
20070. Структурные схемы приборов. Схема с последовательным соединением звеньев. Чувствительность. Погрешность 253.5 KB
  Структурной схемой называют схему содержащую предельно упрощенное обозначение функциональных узлов прибора или устройства а также логические связи этих узлов друг с другом. При эксплуатации прибора на его вход воздействует информативный параметр х измеряемая величина а также неинформативные параметры g1 g2 gn. При прохождении сигнала по компонентам прибора на подсистемы подузлы прибора воздействуют внутренние дестабилизирующие факторы q1 q2 qm которые так или иначе влияют на работоспособность этих узлов а следовательно и на...
20071. Дифференциальная схема соединения звеньев 55 KB
  Дифференциальной называется схема содержащая два канала с последовательным соединением преобразователей причем выходные величины каждого из каналов подаются на два входа вычитающего преобразователя. Вычитающий преобразователь это преобразователь с двумя входами выходная величина которого: у=у1у2 Оба канала дифференциальной схемы одинаковы и находятся в одинаковых условиях. В схеме первого типа измеряемая величина воздействует на вход одного канала а на вход другого канала подается величина той же физ. В схеме второго типа измеряемая...
20072. Схемы включения резистивных преобразователей. 86 KB
  I=E RxRИПRлсRE При изменении сопротивления резистивного преобразователя Rx изменяется ток Iр в цепи и следовательно показания прибора ИП. достоинства: простота Делитель напряжения E= IR1 Rx UХ= I Rx= E Rx Rx R1 Потенциометрическая схема включения резистивных преобразователей напряжение от источника питания E подается на крайние выходы резистивного преобразователя Rx. При этом напряжение нагрузки пропорционально перемещению движка при линейной функции...
20073. Мостовая схема включения резистивных преобразователей. Балансировка 79.5 KB
  Ветви с сопротивлениями R1 R2 R3 и R4 называются плечами моста. Ветви включающие измерительный прибор и источник питания называются диагоналями моста. Резистивные преобразователи могут включаться в 1 2 или все четыре плеча моста режим х. то выходное напряжение моста: ; где Uпит = Е напряжение питания.