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

19707. «Анна Каренина»: источники замысла, поэтика, проблематика. Новые черты в художественном мире Толстого 39 KB
  Анна Каренина: источники замысла поэтика проблематика. Новые черты в художественном мире Толстого. После окончания работы над романом Война и мир Лев Николаевич увлекся проблемами семьи и брака. Окружающая его действительность давала много материала о семейно...
19708. Толстовство 30 KB
  Толстовство Толстовство группа синкретических сект христианского происхождения. Зародилась в конце 80х годов XIX в. в русской крестьянской среде под влиянием идей духоборчества и учений Л. Н. Толстого. Окончательно сформировалась в начале XX в. Толстовство возникло в Р
19709. Позднее творчество Толстого 49 KB
  Позднее творчество Толстого. К концу 70х началу 80х годов XIX века в мировоззрении Толстого наступил перелом подготовленный всем ходом исторического развития пореформенной России. В это время Толстой окончательно порывает со своим классом и переходит на позиции патри
19710. Роман «Воскресенье»: проблематика, поэтика 38.5 KB
  Роман Воскресенье: проблематика поэтика. Роман Воскресение сюжет которого Толстому был подсказан известным адвокатом А. Ф. Кони создавался в течение десяти лет. За это время Толстым был накоплен огромный материал связанный с деятельностью революционеров. В эти го
19711. Творческий путь Чехова 26 KB
  Творческий путь Чехова. Став студентом медицинского факультета Московского университета Чехов выступал под различными псевдонимами. Чехов уже с 1880 г. начал помещать рассказы фельетоны юморески мелочишки под псевдонимом Антоша Чехонте или его вариантами или сов...
19712. Жанр рассказа в творчестве Чехова 30.5 KB
  Жанр рассказа в творчестве Чехова. Чехов создал рассказ как самостоятельный и полноценный жанр и доказал что прозаический микромир может вместить в себя беспредельность. Тот или иной рассказ Чехова нетрудно превратить в роман ибо в нем достаточно материала для романа....
19713. Cвоеобразие Чеховских пьес 32 KB
  Cвоеобразие Чеховских пьес На первый взгляд драматургия Чехова представляет собою какойто исторический парадокс. Прежде всего в драматургии Чехова отсутствует €œсквозное действие€ ключевое событие организующее сюжетное единство классической драмы. Драма при э...
19714. Александр Борисович и Николай Семёнович Лесков 55.59 KB
  Александр Борисович История одного города. Роман. СЩ – романист или нет Репутация – представление о художественности поэтике писателя. СЩ очень хорошо описывает страшное. Описывает пороки личности и обществ жизни. СЩ: обстоятельства жизни делающие её не совсе
19715. Роман «Идиот» 81.92 KB
  Роман Идиот Написан полностью за границей один из самых амбициозных романов Дост. Роман о положительно прекрасном человеке о новом пришествии Христа Дост скм называет героя романа князь Христос. Дост кроме самого Христа вдохновлоялся картиной Гольбейна. Копия...