Конспект лекций основы компьютерного моделирования и проектирования

1 Основные понятия и классификация сапр

1.1 История развития сапр

Этапы развития

1 этап: - 50-е годы. В качестве инструмента инженера - логарифмическая линейка.

2 этап - 70-е годы. Появились первые программы схемотехнического моделирования. Разработка пакетов прикладных программ. Понятие САПР.

3 этап: - перспектива. Экспертные системы проектирования.

САПР – это организационно-техническая система, представляющая собой комплекс средств автоматизированного проектирования, взаимосвязанной с подразделениями проектной организации и выполняющая автоматизированное проектирование. ГОСТ 22487-77

САПР – это не только некая программа, как EWB.

Понятие сквозного проектирования:

1.2 Классификация сапр по средствам обеспечения

1) Техническое обеспечение

«Железо». Жизненный цикл 5-7 лет.

70-е годы - применение для расчетов ЭВМ, ввод данных с перфоленты. Затем появилась серия «ЕС», ввод данных с перфокарт. Пакетный режим работы.

80-е годы - мини ЭВМ линии СМ ЭВМ, ввод данных с клавиатуры. Диалоговый режим работы.

Конец 80-х появились персональные ЭВМ; темпы разработки резко ускорились.

Для схемотехнического проектирования в настоящее время: монитор, системный блок, мышь, клавиатура, Internet, локальная сеть.

2) Математическое обеспечение

Это самый стабильный элемент САПР, самая консервативная модель в САПР. Имеет неограниченный жизненный цикл.

Например, методы решений нелинейных алгебраических уравнений; методы решения дифференциальных и интегральных уравнений; методы оптимизации и т.д.

3) Программное обеспечение. Предполагает реализацию в виде отдельных модулей.

Пример: а) модуль графического редактора, формирование схемы.

б) модуль моделирования аналогово-цифровых схем.

в) проектирование ПЛИСов.

г) модуль редактирования печатных плат.

д) модуль решения оптимизационных задач.

4) Информационное обеспечение

Данное направление наиболее развивающееся: ↑ динамика развития.

Большое количество данных библиотеки элементов.

Библиотека готовых решений.

В будущем в экспертных системах проектировании информационное обеспечение будет составлять доминирующую часть системы. Будет включать: готовое решение, нулевые (начальные) приближения.

5) Лингвистическое обеспечение.

Предназначено для организации диалога пользователя с системой.

Входной язык: а) задание параметров моделирования;

б) отображение результатов.

в) передача данных внутри САПР.

6) Организационное обеспечение:

Определяет состав САПР, требования к пользователям.

1.3 Классификация сапр по решаемым задачам

Решаемые задачи:

• разработка функциональной схемы;

• разработка принципиальной схемы;

• разработка конструкции;

• разработка технологии

Функциональная

Рисунок 1.1 – Классификация САПР по задачам

Таблица 1

	Функциональное проектирование	Схемотехническое проектирование	Конструкторское проектирование	Технологическое проектирование
Результат проектирования	Функциональная схема.	Принципиальная схема	Конструкторская документация	Технологическая документация (маршрутная карта, операционная карта, карта эскизов, карта технологического процесса).
Программное обеспечение	Block Diagram, System View, Vis Sim	OrCad, Protel, Micro Wave Office, MicroCAP	PCAD
Основополагающие российские стандарты	ЕСКД	ЕСКД	ЕСКД	ЕСТПП, ЕСТД

Наблюдается тенденция слияния всех 4-х направлений в единый программный продукт.