7.2 Конфигурации комплексов технических средств сапр

Согласно рассмотренной ранее классификации, по количеству уровней в структуре технического обеспечения САПР делятся на одноуровневые (строятся на базе ЭВМ, как правило, среднего класса с набором необходимых периферийных устройств), двухуровневые (с АРМ на нижнем уровне на базе мини-ЭВМ и машинами среднего или высокого класса на верхнем уровне) и трехуровневые (верхний уровень на базе ЭВМ высокого класса, средний - из одного или нескольких АРМ на машинах среднего класса, а нижний - на основе программно-управляемого периферийного оборудования, организованного в рабочие места проектировщиков - РМП).

Одноуровневые КТС САПР составляют значительную часть используемых в настоящее время КТС. Развитие САПР началось с применения типовых вычислительных комплексов общего назначения, не учитывающих особенности автоматизированного проектирования. Первый шаг был направлен на оснащение типовых ВС средствами организации диалога и ввода-вывода графической информации. Такая структура не позволяет эффективно использовать время центрального процессора, организовать активное взаимодействие проектировщика с ЭВМ и эффективно использовать периферийное оборудование.

Развитием типовых ВС для использования в САПР явилось создание проблемно-ориентированных вычислительных комплексов – автоматизированных рабочих мест АРМ (рис. 7.2).

АРМ первого поколения (рис. 7.2, а) создавались на базе мини-ЭВМ (М-400, СМ-3 и “Электроника 100/25”) с широким набором периферийных устройств, включая средства оперативной связи проектировщика с ЭВМ и машинной графики. Предполагалось, что проектировщик будет монопольно использовать все средства АРМ, поэтому эффективность использования таких КТС была низкой из-за высокой стоимости и малой загрузки периферийных устройств, а также из-за ограниченных возможностей программного обеспечения.

Быстрый прогресс в области развития мини- и микро-ЭВМ, а также стремление повысить загрузку периферийных устройств привели к созданию многотерминальных АРМ второго поколения и простых АРМ на базе микро-ЭВМ.

Многотерминальные АРМ второго поколения (рис. 7.2, б) создавались на базе более совершенных мини-ЭВМ (типа СМ-4, СМ 1420 и “Электроника-79”) и предназначались для обслуживания группы проектировщиков, использующих ресурсы АРМ в мультипрограммном режиме. Более корректным для таких КТС является название “инженерная рабочая станция” (ИРС).

АРМ второго поколения на базе микро-ЭВМ (ПЭВМ) (рис.7.2,в) обладают теми же вычислительными способностями, что и АРМ первого поколения. Оснащение их ограниченным набором периферийных устройств и низкая стоимость позволили создать дешевые КТС в виде рабочих мест проектировщика (РМП), монопольное использование которых уже является экономически оправданным. ПЭВМ представляют новый класс средств вычислительной техники, отличающихся высокой надежностью, дешевизной, компактностью, малым потреблением энергии. Эти свойства позволяют создавать на их базе АРМ широкого назначения, включая проектно-конструкторские работы. ПЭВМ дают возможность построения систем нового типа, отличающихся как разнообразием средств отображения информации, так и интеграцией этих средств и обеспечением максимального удобства и простоты работы для пользователей, не обладающих спецподготовкой.

На базе РМП в настоящее время строятся современные АРМ, которые можно использовать автономно при решении несложных задач. Однако более полно возможности РМП проявляются в составе многоуровневых САПР.

Двухуровневые КТС САПР позволяют повысить эффективность использования технических средств за счет распределения функций по вводу-выводу и обработке информации. В зависимости от сложности решаемых задач и организации архитектуры САПР возможны несколько вариантов конфигурации двухуровневых КТС (рис.7.3).

Наиболее общей структурой является иерархическая с центральным вычислительным комплексом (ЦВК) на верхнем уровне (на базе ЭВМ высокой производительности) и нескольких АРМ (РМП и ИРС) на нижнем уровне, которые связаны непосредственно с ЦВК (рис.7.3,а). При разработке таких КТС возникают трудности программной совместимости ЦВК с ЭВМ нижних уровней, а также объединения разнородных ЭВМ на уровне каналов ввода-вывода. Создание таких САПР требует существенных затрат времени и средств.

Для небольших проектных организаций целесообразно использовать вариант КТС рис.7.3,б. Верхний уровень образует ИРС на базе мини-ЭВМ достаточно высокой производительности, а нижний - РМП на основе микро-ЭВМ, программно-совместимой с ЭВМ верхнего уровня. Такие двухуровневые САПР легко можно объединить в локальные сети, например, в локальную магистральную сеть (рис.7.3,в).

Трехуровневые КТС САПР создаются для решения задач проектирования очень сложных объектов, и их целесообразно использовать в крупных проектных организациях. Они могут иметь различную конфигурацию в зависимости от решаемых задач, особенностей взаимодействия подразделений, организации банка данных, используемого программного обеспечения и др. Структура трехуровневого КТС может быть получена, например, добавлением к двухуровневому КТС (рис.7.3,б) еще одного верхнего уровня (ЦВК).