- •Е.Л. Евсин, JI.X. Зубаирова
- •2-е издание стереотипное
- •Пермь 2005
- •ВВЕДЕНИЕ
- •ГЛАВА 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КАК ОБЪЕКТ АВТОМАТИЗАЦИИ
- •1.1. Становление науки о проектировании
- •13. Основные аспекты системного подхода к проектированию
- •1.4. Структура жизненного цикла технической системы
- •1.5. Разновидности проектирования
- •1.6. Принципы проектирования
- •1.7. Стадии и процедуры проектирования
- •1.8. Формализация проектирования и режимы работы САПР
- •ГЛАВА 2. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
- •2.1. Процедуры на стадии разработки технического задания
- •2.3. Процедуры на стадии разработки эскизного проекта
- •ГЛАВА 3. КОНСТРУКТОРСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
- •3.1. Задачи конструкторского проектирования
- •3.2. Геометрическое моделирование
- •3.3. Автоматическое создание чертежей
- •ГЛАВА 4. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •4.1. Технологическая подготовка производства
- •4.2. Машиностроительное иронзводство и его характеристики
- •43. Основные понятия технологического проектирования
- •4.5. Методы обработки поверхностен
- •4.6. Припуски и допуски на обработку
- •4.7. Базирование и базы в машиностроении
- •4.8. Формирование структуры технологического процесса
- •4.9. Технологическая унификация
- •4.Н. Классификация и кодирование исходной информации
- •4.12. Структура технологического проектирования
- •4.13. Математические модели технологического проектирования
- •ГЛАВА 5. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА
- •5.1. Функции и средства автоматизация ТПП
- •53. Организационная структура АСТПП
- •5.4. Функциональная структура АСТПП
- •5.5. Подсистема проектирования технологических процессов
- •5.6. Методы автоматизированного проектирования ТП
- •5.7. Методы прямого документирования и параметрического проектирования
- •5.9. Проектирование ТП по методу синтеза
- •5.10. Экспертные системы
- •5.11. Моделн представления знаний
- •5.12. Язык таблиц решений
- •ГЛАВА 6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПО МЕТОДУ СИНТЕЗА
- •6.1. Выбор исходной заготовки и метода ее изготовления
- •Т012. Выбор вида заготовки в серийном, крупносерийном и массовом производствах для трех групп материала
- •62. Установление маршрутов обработки отдельньи поверхностей
- •6.3. Разработка принципиальной схемы технологического процесса
- •6.5. Расчет технологических размеров
- •6.6. Проектирование операций
- •6Л. Расчет управляющих программ для ставков с ЧПУ
- •6.8. Проектирование технологических процессов сборки изделия
- •ГЛАВА 7. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •7.1. Состав и структура САПР
- •7.3. Классификация САПР
- •7.4. Интеграция САПР
- •7.6. Математическое обеспечение САПР
- •7.9. Лингвистическое обеспечение САПР
- •7.10. Методическое н организационное обеспечение САПР
- •7.12. Сравнительный анализ интегрированных CAD/CAM-систем
- •7.13. Проектирование надежных систем
- •Вопросы к главе 7
- •Библиографический список
файлам и организованным так, чтобы удовлетворять только запросам кон
кретных ПП, нельзя обращаться пользователю, например, в диалоговом ре жиме.
Стремление избавиться от перечисленных недостатков, стимулируемое потребностями САПР и возросшими возможностями ЭВМ, привело к реали зации идеи создания информационного фонда, доступного как различным ПП, так и отдельным польэователям-проектировщикам. Речь идет о создании базы данных (БД) на основе программных средств —системы управления ба зой данных (СУБД), способной интегрировать информацию и ее ведение в конкретной предметной области.
Совокупность баз данных и СУБД организует банк данных (БнД).
7.9. Лингвистическое обеспечение САПР
Лингвистическое обеспечение включает в себя языки для представле ния информации о проектируемых объектах, процессе и средствах проекти рования. Языки САПР делятся на языки программирования и проектирова ния (рис. 7.13).
Рис. 7.13. Классификация языков САПР
Языки программирования. Эти языки используются для написания программ, применяются главным образом разработчиками САПР и подраз деляются на процедурные и непроцедурные. Процедурные языки применя ются для описания процессов в виде последовательности действий и проце дур. В частности, большинство языков программирования служит для описа ния вычислительных процессов и относится к процедурным языкам. Непро цедурные языки описывают постановку задачи и необходимые условия ее решения. К непроцедурным языкам относится язык программирования се мантической сети и язык таблиц решений.
Машинно-зависимые языки представлены языком ассемблера. Про граммирование на таком языке оперирует с терминами команд аппаратной части машины и требует знаний технических компонентов. Ассемблер - наи более трудоемкий язык, и из-за его низкого уровня не удается построить средства отладки, которые снизили бы эгу трудоемкость.
Как правило, система программирования, включающая язык ассембле ра и транслятор с этого языка на машинный код, разрабатывается и поставля ется изготовителем ЭВМ. Использование языка ассемблера ограничивается областью системного программирования, т.е. он применяется для програм мирования микропроцессоров, для разработки операционных систем, про грамм обмена между системным блоком и периферийными устройствами (драйверов) и т.д.
К машинно-ориентированным языкам можно отнести язык Си. Этот язык является результатом объединения достоинства ассемблеров и алгорит мических языков высокого уровня (таких, как Фортран). Особенностью язы ка Си является использование возможностей конкретной вычислительной архитектуры на основе битовых операций, функций и назначений. Благодаря этому программы на языке Си компактны и работают очень быстро. Однако синтаксис языка сложен, поэтому чтение текстов требует навыка. Язык Си был ориентирован на разработку системных программ. Он, в частности, по служил главным инструментом для создания операционных систем MS-DOS и UNIX. В настоящее время язык применяется для создания системных и прикладных программ, в которых скорость работы и объем памяти являются основными параметрами.
Наиболее широко представлен класс алгоритмических языков высокого уровня. Среди них можно выделить такие языки, как Бейсик, Паскаль, Фор тран, Модула-2.
Одним из распространенных языков стал Бейсик. Это объясняется тем, что Бейсик прост в освоении и использовании. Для различных типов ПЭВМ разработаны соответствующие версии этого языка. Для ПЭВМ типа IBM PC наиболее удачной считается версия фирмы Microsoft. Она обеспечивает ис пользование Бейсика для обработки больших массивов данных (работа с файлами), инженерно-технических и научных расчетов (с помощью большо го набора математических функций), обработки текстов (за счет эффектив ной работы со знаковыми последовательностями), а также для решения ком
плексных задач. Появление мощных компиляторов Quick Basic и Visual Basic фирмы Microsoft обусловливает повышение популярности этого языка.
Язык Паскаль создавался как учебный, но со временем зарекомендовал себя как отличный инструмент для решения серьезных задач, так как он по зволяет создавать хорошо структурированные программы. Важным нововве дением языка оказалось использование промежуточного P-кода, что повыси ло мобильность (степень приспособленности программ к разным ЭВМ), уменьшило программный текст и увеличило быстродействие программ. Еще одной причиной популярности языка стало появление версии Турбо-Паскаль фирмы Borland International. Эта версия обеспечивает полноэкранное редак тирование и управление, графику, звуковое сопровождение, возможность вводить программы и выполнять их немедленно, не тратя время на компили рование.
В язык Модула-2 вошли удачные средства языка Паскаль. Модула-2 позволяет максимально использовать возможности аппаратуры и призван за полнить нишу между Паскалем и СИ.
Язык Фортран - первый язык высокого уровня, активно используется и на современных ПЭВМ. Применяется Фортран при разработке прикладных систем, ориентированных на научные исследования, инженерные задачи, ав томатизацию проектирования и другие области, где накоплены обширные библиотеки стандартных программ.
Язык Кобол разработан для решения экономических задач, дает воз можность составлять удобочитаемые программы для непрограммиста, эф фективен при обработке данных сложной структуры.
Языки представления знаний Лисп, Пролог и Снобол являются инст рументом для построения программы с использованием методов искусствен ного интеллекта. Особенность языка Лисп заключается в удобстве динамиче ского создания новых объектов, которыми могут быть и программы, не отли чающиеся от данных. Это дает возможность построения адаптирующихся и самоизменяющихся программ.
Если язык Лисп известен давно, то язык Пролог получил известность в связи с японским проектом создания вычислительных систем пятого поколе ния. Одной из первых его реализаций был интерпретатор микро-Пролог. За тем появилась система для машин фирмы IBM Турбо-Пролог, которая обла дает мощной инструментальной поддержкой, быстрым компилятором, сред ствами организации многооконного режима, графикой высокого разрешения, набором математических функций. К недостаткам можно отнести невозмож ность динамического изменения базы данных, что является следствием типи зации данных: введение новых предложений требует перекомпиляции про
граммы.
Язык Снобол используется главным образом для обработки текстов на естественном языке и применяется, как и Турбо-Пролог, в экспертных систе мах.
Нетрудно заметить, что выбор языка программирования является не простой задачей. Характерно, что программисты использование ПЭВМ на чинают с языка Бейсик или Паскаль. На Бейсике и его разновидностях реали зовано много прикладных систем. Появление компиляторов для Бейсика по зволяет быстро переходить от экспериментальной версии программы к окон
чательной.
Если стоит задача построения большой прикладной системы, то про блема выбора возникает между языками Паскаль и Си. Как отмечалось выше, Паскаль обеспечивает хорошую структурированность программ и обработку различных типов данных. Зато Си позволяет быть ближе к аппаратным сред ствам и эффективно программировать процедуры обмена между периферий ными устройствами.
Язык таблиц решений - удобное средство, позволяющее четко, быстро и просто описывать сложные ситуации. В таблице указываются все возмож ные условия, представляющие интерес при рассмотрении задачи, и действия, которые должны быть выполнены в зависимости от различных ситуаций.
Языки проектирования. Существует большое количество языков про ектирования, которые делятся на входные, выходные, сопровождения, про межуточные, внутренние.
Входные языки служат для задания информации об объектах и задачах проектирования, передаваемой от человека в ЭВМ. Сюда относятся системы классификации и кодирования, формализованные языки, табличное пред ставление данных.
Выходные языки используются для представления информации, иду щей от ЭВМ к человеку, как результатов проектирования в виде таблиц, тек ста, чертежа, графиков.
Языки сопровождения применяются для корректировки и редактирова ния данных при выполнении проектных процедур. В диалоговых режимах работы с ЭВМ средства входного, выходного языков и сопровождения тесно связаны и объединяются под названием диалогового языка.
Промежуточные языки используются для описания информации о зада чах проектирования на определенной стадии трансляции, что облегчает адап тацию комплекса к новым входным языкам.
Введение единого внутреннего языка означает принятие определенных соглашений об интерфейсах отдельных программ и делает ПМК открытым по отношению к новым элементам программного обеспечения.
На рис. 7.14 показано место языков проектирования на различных эта пах переработки информации в САПР ТП.