6.5. Структура информационного взаимодействия в сапр
Процесс проектирования - это представление и преобразование различных видов информации, осуществляемые при информационном взаимодействии между компонентами САПР, а также между проектировщиком и САПР. Рассмотрим структуру информационного взаимодействия в САПР по схеме приведенной на рис. 6.7.
Рабочий процесс в системе начинается с кодирования и ввода исходной информации (задания на проектирование) с пульта проектировщика (ПП). Далее в диалоговом режиме через диалоговый монитор (ДМ) осуществляется решение задач проектирования. Диалоговый монитор осуществляет связь между проектировщиком и ОС САПР через языковый процессор.
Последовательность работы проектировщика с ИВС САПР задается оперативной программой проектирования (ОПП), входящей в комплекс управляющих программ (КУП) ОС ИВС. В функции ОПП входит:
- общение с человеком путем задания ему вопросов и анализа ответов;
- формирование запросов в банк данных;
- формирование исходных данных для рабочих программ из сведений, получаемых от человека, банка данных и из других программ;
- вызов в требуемой последовательности рабочих программ из библиотеки системы;
- формирование структуры данных, описывающих объект проектирования.
Процесс проектирования осуществляется в соответствии с информационной моделью проектирования (ИМП), построенной на основе математического и программного обеспечения (МПО), имеющегося в САПР. ИМП может быть скорректирована проектировщиком при решении конкретных задач проектирования.
ОС постепенно строит на базе ИМП описание проектируемого объекта (ОПО), все более его детализируя по мере потребления и переработки информации от проектировщика и информационно-поисковой системы (ИПС), подсистемы информационного обеспечения (ИО), используя при этом программные комплексы (ПК) из подсистемы математического и программного обеспечения (МПО), основным содержанием которой являются комплексы проектирующих программ (КПП). Если полученные результаты удовлетворяют проектировщика, то они выдаются на средства документирования информации (СДИ) и записываются в информационный фонд (ИФ) через ИПС для хранения и использования при последующем проектировании подобных ТС.
Глава 7 Технические средства сапр
Основу САПР составляет программно-технический комплекс (ПТК), представляющий взаимосвязанную совокупность технического и общего программного обеспечения, поставляемого вместе с техническими средствами в виде программно-методического комплекса (ПМК). Необходимость реализации системных принципов создания САПР (системного единства, развития, совместимости и стандартизации) обусловливает построение ПТК на базе серийно выпускаемых унифицированных программных и технических средств вычислительной техники.
Для решения задач проектирования в ПТК САПР используется широкий спектр взаимосвязанных и взаимодействующих между собой технических средств, объединенных в комплексы технических средств (КТС). Таким образом, ПТК САПР - это взаимосвязанная совокупность КТС и ПМК.
7.1. Состав технических средств
Состав КТС САПР приведен на рис.7.1. Основными компонентами комплекса являются:
- ЭВМ различного класса и процессоры (центральные - ЦП, специальные - СП, ввода-вывода – ПВВ, периферийные - ПП, связные - СвП);
- устройства оперативной связи с ЭВМ (УОС) в виде мониторов (М) или дисплеев (Д), устройств речевого ввода-вывода (УРВВ) или типа светового пера (СП);
- внешние запоминающие устройства (ВЗУ), включающие накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД – Hard Disk), в том числе переносных (ПЖМД – Mobile-Pocket Hard Disk), гибких магнитных дисках (НГМД – Floppy Disk), на магнитных лентах (НМЛ) типа стримера, на компакт-дисках (CD лазерный диск) или DVD-дисках, а также на цифровых устройствах на микросхемах памяти (Flash-память);
- устройства ввода-вывода (УВВ) данных и информации: клавиатура (Кл), устройства управления курсором (УУК) типа «мыши» (М), дисковод НГМД (FDD - Floppy Disk Drive), устройства чтения/записи компакт-дисков (CD-RW) или DVD-дисков (DVD-RW), печатающие устройства (ПУ), т.е. принтеры, а также сканеры, компьютерные проекторы с экраном (Э) или плазменной панелью (ПП) и др.;
- устройства машинной графики (УМГ), включающие графические средства (ГС – например, световое «перо», «карандаш», устройства управления курсором), графопостроители (ГП) или плоттеры (Пл), устройства кодирования графической информации (УКГИ – например, сканеры) и др.;
- сетевые устройства (СУ) для связи ЭВМ между собой и другими информационно-вычислительными системами, включающие аппаратуру передачи данных: сетевые адаптеры (СА) (или сетевые платы - СПл), маршрутизаторы (М), коммутаторы (Ком), модемы (Мод), сетевые экраны (СЭ), каналы связи (КС - проводные, оптические, беспроводные), а также аппаратуру, обеспечивающую стабильное питание устройств – сетевые фильтры (СФ), сетевые стабилизаторы (СС) и источники бесперебойного питания (ИБП);
- устройства доступа к ЭВМ (УД) и средства защиты информации и данных (СЗИ), обрабатываемых и хранимых на ЭВМ и передаваемых по каналам связи, включающие устройства ввода идентифицирующей информации пользователей и ключей шифрования (дисководы для ГМД – ДВ, ридеры смарт-карт – РСК, коннекторы электронных ключей типа Touch Memory – КТМ, электронные USB-ключи - USB-Кл), а также средства ограничения доступа (СОД), обеспечивающие защиту от несанкционированного доступа (НСД) к ЭВМ и данным (электронные «замки», сетевые экраны - СЭ), и системы разграничения доступа (СРД), обеспечивающие доступ пользователей к ресурсам ЭВМ в соответствии с их полномочиями; для надежной защиты данных используются средства шифрования данных (СШД); для утилизации носителей информации применяются утилизаторы электронных носителей (УЭН) и уничтожители документов (УД) на бумажных носителях.
Технические средства постоянно совершенствуются, появляются новые разработки, которые включаются в КТС. Поскольку уровень технического обеспечения во многом определяет эффективность САПР, к КТС предъявляются следующие основные требования:
1) обеспечение решения задач проектирования на всех его этапах за приемлемое время;
2) обеспечение эффективного взаимодействия инженера-проектировщика с ЭВМ;
3) наличие режима работы ЭВМ с разделением времени для одновременного обслуживания всего количества проектировщиков;
4) открытость КТС для расширения и модернизации системы по мере прогресса техники.
Основу КТС составляют вычислительные системы, создаваемые на базе ЭВМ различного класса. Вычислительные системы (ВС) различаются:
а) по режиму работы, подразделяясь на однопрограммные и мультипрограммные (автоматически реализуется выполнение нескольких программ, которые хранятся в оперативной памяти);
б) по режиму обслуживания пользователя, предназначаясь для индивидуального или коллективного пользования (одновременный независимый доступ нескольких пользователей);
в) по дисциплине обслуживания, работая в режиме без разделения или с разделением времени (процессорное время делится на интервалы, выделяемые для отдельных пользователей);
г) по количеству процессоров, подразделяясь на однопроцессорные, многомашинные (содержат несколько процессоров, каждый из которых работает со своим полем памяти и своей ОС) и многопроцессорные (все процессоры работают с общим полем памяти под управлением одной ОС), которые пока еще являются уникальными, но для САПР наиболее выгодны.
При выборе вычислительных систем для САПР с точки зрения режима работы, режима и дисциплины обслуживания пользователя целесообразно пользоваться следующими рекомендациями:
1) с точки зрения режима работы для САПР необходимо использовать мультипрограммные вычислительные системы;
2) с точки зрения режима и дисциплины обслуживания пользователей:
- для задач, требующих продолжительных вычислений без участия проектировщика, - автоматический (“пакетный”) режим;
- для задач, не требующих длительных вычислений, - режим коллективного пользования с разделением времени и организацией диалога проектировщиков с САПР.
Оперативное чередование режимов работы в определенной последовательности осуществляется оперативной программой проектирования, входящей в состав операционной системы.
Эффективная работа САПР определяется не только вычислительной системой и организацией ее работы, но и набором комплекта периферийных устройств. КТС с набором необходимых периферийных устройств представляет техническое обеспечение САПР и организуются в виде автоматизированных рабочих мест (АРМ). Состав и структура КТС зависят от специфики конкретной САПР.