- •7. Концепции графического программирования. Примитивы проектирования.
- •20. Техническое обеспечение сапр. Требования к то сапр
- •21. Типы сетей. Модель взаимосвязи открытых систем.
- •24. Локальные вычислительные сети Ethernet. Каналы передачи данных в корпоративных сетях.
- •31. Машинно–ориентированные языки.
- •34. Языки взаимодействия в сапр. Языки представления знан.
- •35.Характеристика информации, используемой в сапр
- •36. Банки и базы данных в сапр.
- •37.Реляционный подход. Операции над отношениями.
- •38.Реляционный подход. Нормализация отношений.
- •39.Иерархический и сетевой подходы.
- •40.Организация базы данных на физическом уровне.
- •41.Понятие о cals-технологии. Системы erp, pdm.
- •50.Постановка, методы и алгоритмы решения задач покрытия.
- •4.Структура процесса проект. Классификация проектных задач.
- •5.Принципы построения сапр. Этапы создания сапр.История.
- •17.Чпу. Конфигурация станка. Типы систем чпу.
- •12.Системы геометрического моделирования: каркасные…
- •9.Удаление невидимых линий.
- •6.Концепции графического программирования.
- •19.Виртуальная инженерия.
- •18.Быстрое прототипирование и изготовление.
- •28.По сапр. Свойства и структура по сапр.
- •46.Конечные автоматы, сети Петри.
- •26.Внутреннее и внешнее устройство пэвм. Устройства…
- •25.Аппаратура рабочих мест (арм) в автоматизированных …
- •22.Беспроводные сети. Кластеры. Облачные вычисления.
- •2.Функции, общие характеристики и примеры cad/cam/cae…
- •42.Математическое обеспечение анализа проектных решений
- •14.Билинейная поверхность, лоскут Куна, бикубический лоскут
- •13.Конические сечения кривые. Кривая Безье, b-сплайн
- •49.Табличный метод, узловых потенциалов, переменных….
- •43.Методика получения математических моделей элементов.
- •44.М. Модели на микроуровне. М. Модели на макроуровне…
- •45.Динамический и статический риск сбоя, синтез функцион…
- •47.Метод конечных элементов.
- •48.Схемотехническое проектирование рэс.
- •52.Постановка, методы и алгоритмы решения задач размещен.
- •51.Постановка, методы и алгоритмы решения задач разбиения.
- •53.Постановка, методы и алгоритмы решения задач трассир…
42.Математическое обеспечение анализа проектных решений
Математическое моделирование позволяет посредством математических символов и зависимостей составить описание функционирования технического объекта в окружающей внешней среде, определить выходные параметры и характеристики, получить оценку показателей эффективности и качества, осуществить поиск оптимальной структуры и параметров объекта. Структура – это упорядоченное множество элементов и их отношений. Структура технического объекта характеризуется качественным и количественным составом элементов и их взаиморасположением или взаимосвязями. Качественное различие элементов определяется их физическими свойствами. Количественно физические свойства элементов выражаются некоторыми скалярными величинами, называемыми параметрами элементов. Параметр – это величина, характеризующая свойство или режим работы объекта. Под объектом здесь понимается как отдельный элемент технической системы, так и вся система в целом. Следует отметить, что параметрами технической системы являются показатели качества и эффективности: производительность, рабочая скорость, грузоподъемность, удельная материалоемкость. Эти параметры называют выходными параметрами технического объекта. Внутренние параметры – это параметры элементов, из которых состоит технический объект. Выходные параметры характеризуют свойства технического объекта, а внутренние параметры – свойства его элементов. Внешние параметры – это параметры внешней среды, оказывающей влияние на функционирование технического объекта. Процедура постановки задачи проектирования носит неформальный характер и включает следующие этапы: • выбор критериев оптимальности, • формирование целевой функции, • выбор управляемых (оптимизируемых) параметров, • назначение ограничений, • нормирование управляемых и выходных параметров. В зависимости от степени абстрагирования при описании физических свойств технической системы различают три основных иерархических уровня: верхний или системный (метауровень); средний или макроуровень; нижний или микроуровень. Системный уровень (метауровень) соответствует начальным стадиям проектирования, на которых осуществляется научно-технический поиск и прогнозирование, разработка концепции и технического решения, разработка технического предложения. Для построения математических моделей метауровня используют методы морфологического синтеза, теории графов, математической логики, теории автоматического управления, теории массового обслуживания, теории конечных автоматов. На макроуровне объект проектирования рассматривают как динамическую систему с сосредоточенными параметрами. Математические модели макроуровня представляют собой системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Эти модели используют при определении параметров технического объекта и его функциональных элементов. На микроуровне объект представляется как сплошная среда с распределенными параметрами. Для описания процессов функционирования таких объектов используют дифференциальные уравнения в частных производных. На всех рассмотренных иерархических уровнях используют следующие виды математических моделей: детерминированные и вероятностные, теоретические и экспериментальные факторные, линейные и нелинейные.
10.Визуализация. Изображения без невидимых линий и поверхностей передают форму объекта хорошо. Но для некоторых приложений желательно возможность строить более реалистичные изображения. Особенно в «виртуальной реальности». Для имитации реальной сцены нужно воспроизвести эффекты, создаваемые светом, падающим на поверхности объектов. Это называется визуализацией. Все, что мы видим, - это отражение света от поверхностей, а поэтому отраженному свету мы определяем форму, текстуру. В графических библиотеках обычно имеются некоторые средства визуализации. Для их применения достаточно задать фасетированную модель объекта, условия освещенности и св-ва поверхностей. Две основные технологии визуализации: затушевывание и трассировка лучей. Затушевывание аналогична удалению невидимых поверхностей с той разницей, что пикселы одной поверхности окрашиваются разными цветами в соответствии с цветом и интенсивностью отраженного света в точке, проектируемой Ra = Kdlа на этот пиксел. Основной задачей становится расчет цвета и интенсивности света, отраженного от какой-либо точки объекта. Поверхность объекта может быть освещена светом, исходящим непосредственно от источников, то есть прямым светом, а также светом, отраженным от других поверхностей. Свет, отраженный данной точкой объекта, получается сложением отраженных лучей двух типов. Отраженный от множества поверхностей сцены свет может считаться приходящим с бесчисленного множества направлений, поэтому отражение окружающего освещения считается равномерно распределенным во всех направлениях. Для описания прямого освещения достаточно рассмотреть лишь точечные источники света. Отражение света от точечного источника рассматривается как комбинация двух видов отражения: диффузного и зеркального. Диффузное отражение состоит в том, что поверхность поглощает свет, а затем переизлучает его равномерно во всех направлениях. Зеркальное отражение - это прямое отражение света поверхностью. По методу Фонга вектор единичной нормали для грани вычисляется интерполяцией векторов нормали в вершинах этой грани. Другое решение - вычислять интенсивность света для каждого пиксела путем интерполяции интенсивностей в вершинах грани. Это называется затушевыванием по методу Гуро. Трассировка лучей. Источники света испускают лучи во всех направлениях, и все эти лучи прослеживаются до тех пор, пока они не попадают в одну из точек экрана. В процессе прослеживания вычисляется изменение интенсивности и направления луча. Каждая точка экрана окрашивается в цвет, соответствующий интенсивности пучка света в момент его падения на экран. Но для заполнения экрана так пришлось бы проследить бесконечно лучей, на практике нереалено. Нужно рассмотреть траектории конечного числа лучей в обратном направлении. Луч проходит из центра проекции сквозь каждый пиксел и прослеживается в обратную сторону до тех пор, пока он не выйдет из просматриваемого объема, не упадет на рассеивающую поверхность или не войдет в источник света. Если луч достиг источника света, это означает, что между источником и экраном отсутствуют непрозрачные препятствия, поэтому пиксел окрашивается в цвет источника. Если луч выходит из просматриваемого объема он должен быть окрашен в цвет фона. Если же луч падает на рассеивающую поверхность, цвет пиксела окрашивается в цвет отражаемого данной поверхностью света.
11.Системы автоматизированной разработки чертежей. - это программный продукт, позволяющий разработчику в интерактивном режиме создавать и изменять чертежи, электрические. Эта программа, кроме того, обновляет базу данных, сохраняя готовые чертежи и их изменения. Настройка параметров чертежа: Единицы измерения формат и точность единиц измерения расстояний и углов. Могут быть представлены в научном, десятичном, дробном, инженерном форматах. Углов - это градусы, градусы/минуты/секунды, грады, радианы и геодезические единицы. Размеры чертежа Должны заранее установить размеры чертежа. Слой Функция разделения на слои может эффективно использоваться при построении чертежей отдельных слоев многослойных печатных плат. Каждый слой может строиться независимо от остальных, однако остается возможность вывести на экран связанные каким-либо образом слои для получения сведений об их относительном положении. Разделение на слои удобно и для построения чертежей отдельных деталей конструкции. Если рисовать каждую деталь в отдельном слое сборочного чертежа, чертеж любой детали легко будет получить, сделав активным нужный слой. Сетка и привязка Горизонтальные и вертикальные линии сетки рисуются на равных расстояниях друг от друга в соответствии с заданным разрешением, а линии чертежа строятся поверх них. Базовые функции черчения: Прямая линия В системах автоматизированной разработки чертежей существует множество способов построения отрезков. Наиболее популярным из них является построение по двум конечным точкам. В качестве атрибутов линии могут быть указаны ее тип и толщина. Окружность и дуга окружности Простейший метод задания окружности - указание ее центра и длины радиуса. Другой способ - задание трех точек на самой окружности. Дуга окружности - это частный случай окружности, она определяется заданием точек начала и конца. Сплайн Сплайны используются для построения произвольных кривых подобно тому, как в черчении от руки это делается с помощью лекала. Пользователь указывает точки на кривой, а система строит интерполяционную кривую, проходящую через эти точки. Удаление Функция удаления действует как старательная резинка в черчении на бумаге. Когда вы выбираете графические элементы, такие как точки, отрезки и кривые, они исчезают с экрана. Скругление и снятие фасок Скругление и закругление состоят в построении дуги окружности между двумя пересекающимися отрезками, что построенная дуга оказывается касательной к обоим отрезкам. Снятие фасок - примерно то же, что и скругление, но вместо дуги строится отрезок прямой. Штриховка Штриховкой называется заполнение замкнутого многоугольника каким-либо шаблоном. Функции аннотирования: Простановка размеров Возможность простановки размеров считается одной из наиболее привлекательных особенностей систем автоматизированной разработки чертежей. Примечания Чтобы добавить к чертежу примечание, то есть текстовую строку, нужно задать расположение и ориентацию этой строки, а также размер и шрифт символов. Вспомогательные функции: Копирование Окно Иногда при работе со сложным чертежом может потребоваться увеличить его часть. Символы Часто используемые фигуры могут сохраняться в виде символов, а затем вызываться из памяти в любой момент для добавления в нужное место чертежа. Макропрограммирование Измерения
15. Поверхность Безье, B-сплайновая поверхность. NURBS.
П оверхность Безье — параметрическая поверхность, используемая в компьютерной графике, автоматизированном проектировании, и моделировании. Это одно из распространённых пространственных обобщений кривой Безье. На практике применяется в основном два вида поверхностей Безье: бикубическая 3-го порядка - четырёхугольник, определяемый 16-ю точками, и барицентрическая 3-го порядка - треугольник, определяемый 10 точками. Поверхность Безье порядка задаётся контрольными точками . Точки поверхности рассчитываются следующей параметризацией:
B-сплайновая поверхность. На практике обычно применяются бикубические B-сплайновые поверхности. Как и поверхности Безье, они определяются 16-ю точками, однако в общем случае не проходят через эти точки. Однако B-сплайны удобно использовать в качестве патчей, так как они хорошо стыкуются друг с другом при использовании общей сетки вершин, а сами вершины позволяют явным образом задавать нормали и касательные на границах патчей.
Неоднородный рациональный B-сплайн, NURBS (англ. Non-uniform rational B-spline) — математическая форма, применяемая в компьютерной графике для генерации и представления кривых и поверхностей. Как следует из названия, является частным случаем B-сплайнов, причём, широко распространённым из-за своей стандартизированности и относительной простоты. Поначалу NURBS использовались только в коммерческих CAD-системах для автомобильных компаний. Позднее они стали неотъемлемой частью стандартных пакетов программ для компьютерной графики. Сегодня большинство профессиональных приложений для компьютерной графики могут работать с NURBS, чаще всего это реализуется включением в эти приложения NURBS-движка, разработанного специализированной компанией.