5.4. Процесс проектирования

Сначала надо определить прикладную область и будущих пользователей системы. Это может показаться банальным, но нередко этот этап выполняется недостаточно хорошо. Надо изучить методы, применяемые в данной проблемной области, пронаблюдать, что обычно делает человек во время решения задач.

То есть основной принцип проектировщика: «познай пользователя!». Надо наблюдать, изучать, общаться с будущим пользователем, пытаясь понять их образ мышления, и почему они делают то, что они делают.

Но это не означает, что графическая система должна имитировать способ работы пользователя вручную. С помощью компьютерной графики часто можно существенно улучшить методы работы.

Процесс изучения прикладной области и пользователя называется проектирование «сверху вниз» в соответствии с языковой моделью. Таким образом, проектировщик должен:

• сформулировать концептуальную модель системы;

• спроектировать семантику — операции, выполняемые над объектами; изменения, которые они вызывают; информацию, показываемую на экране;

• определить синтаксис — последовательность знаков, необходимых для каждой операции; организацию изображения на экране;

• выполнить лексическое проектирование.

Опыт показывает, что даже тщательно продуманные проекты оказываются после реализации не вполне соответствующими требованиям. Поэтому необходимо придерживаться при проектировании принципа модульности, чтобы легче потом было внести изменения.

Проектирование удобного интерфейса может занять много времени, но результаты оправдывают затраченные усилия. Например, создание интерфейса с пользователем в системе Star фирмы Xerox потребовало 20 – 30 человеко-лет. Результатом являлся один из наиболее лучших интерфейсов в истории интерактивных систем.

6. Геометрическое моделирование. Общие сведения.

6.1. Геометрическая модель

При решении большинства задач в области автоматизированного конструирования (К) и технологической подготовки производства (ТПП) надо иметь модель объекта проектирования.

Под моделью объекта понимают его некоторое абстрактное представление, удовлетворяющее условию адекватности этому объекту и позволяющее осуществлять его представление и обработку с помощью компьютера.

Т.о. модель – набор данных, отображающих свойства объекта и совокупность отношений между этими данными.

В модель объекта ПР в зависимости от характера ее исполнения может входить ряд разнообразных характеристик и параметров. Чаще всего модели объектов содержат данные о форме объекта, его размерах, допусках, применяемых материалах, механических, электрических, термодинамических и других характеристиках, способах обработки, стоимости, а также о микрогеометрии (шероховатость, отклонения формы, размеров).

Для обработки модели в графических системах САПР существенным является не весь объем информации об объекте, а та часть, которая определяет его геометрию, т.е. формы, размеры, пространственное размещение объектов.

Описание объекта с точки зрения его геометрии называется геометрической моделью объекта.

Но геометрическая модель может в себя включать еще и некоторую технологическую и вспомогательную информацию.

Информация о геометрических характеристиках объекта используется не только для получения графического изображения, но и для расчетов различных характеристик объекта (например, по МКЭ), для подготовки программ для станков с ЧПУ.

В традиционном процессе конструирования обмен информацией осуществляется на основе эскизных и рабочих чертежей с использованием нормативно-справочной и технической документации. В САПР этот обмен реализуется на основе внутримашинного представления объекта.

Под геометрическим моделированием понимают весь многоступенчатый процесс – от вербального (словесного) описания объекта в соответствии с поставленной задачей до получения внутримашинного представления объекта.

Рис. 6.1

В системах геометрического моделирования могут обрабатываться 2-мерные и 3-хмерные объекты, которые в свою очередь могут быть аналитически описываемыми и неописываемыми. Аналитически неописываемые геометрические элементы, такие как кривые и поверхности произвольной формы, используются преимущественно при описании объектов в автомобиле-, самолето- и судостроении.