66. Общие сведения о проектировании. Системы автоматизированного проектирования (сапр).

Проектирование - это процесс создания описания, необходимого для построения в заданных условиях еще не существующего объекта. Выделим 3 основных способа реализации проектирования:

1. Если весь процесс проектирования осуществляется человеком, то проектирование называют неавтоматизированным.

2. Проектирование, при котором происходит взаимодействие человека и ЭВМ называется автоматизированным. Автоматизированное проектирование, как правило, осуществляется в режиме диалога человека с ЭВМ на основе применения специальных языков общения с ЭВМ.

3. Проектирование, при котором все преобразования описаний объекта и алгоритма его функционирования осуществляется без участия человека, называется автоматическим.

Первичное описание, представленное в заданной форме, называется заданием на проектирование. В задании на проектирование системы, должны быть сведения о назначении системы и ее параметрах, способах функционирования, конструктивной реализации, изготовления и т. п.

Проектным решением называется промежуточное или конечное описание объекта проектирования, необходимое и достаточное для рассмотрения и определения дальнейшего направления или окончания проектирования.

Проектное решение или их совокупность, удовлетворяющие заданным требованиям, необходимые для создания объекта проектирования, будут являться результатом проектирования. В заданные требования должны быть обязательно включены требования к форме представляемого проектного решения.

Документ, выполненный по заданной форме, в котором представлено какое-либо проектное решение, полученное при проектировании, называется проектным. Совокупность проектных документов в соответствии с установленным перечнем, в котором представлен результат проектирования, называется проектом.

Под проектной процедурой понимают формализованную совокупность действий, выполнение которых оканчивается проектным решением. Например, проектными процедурами являются оптимизация, контроль, поиск решения, корректировка, компоновка, проверка правильности трассировки и т. п.

Действие или формализованная совокупность действий, алгоритм которых остается неизменным для ряда проектных процедур называется проектной операцией. Примерами проектных операций являются составление таблиц с данными вычисления, вычерчивание топологии, ввод и вывод данных и т. п. Соответственно проектная процедура, алгоритм которой остается неизменным для различных объектов проектирования или различных стадий проектирования одного и того же объекта, называется унифицированной проектной процедурой.

Система автоматизированного проектирования (САПР) - организационно-техническая система, состоящая из комплекса средств автоматизации проектирования (КСАП), взаимосвязанного с необходимыми подразделениям проектной организации П1, П2,... , Пn или коллективом специалистов (пользователей системы) и выполняющая автоматизированное проектирование.

67. Классификация и принципы организации сапр.

Системы автоматизированного проектирования классифицируются по типу, разновидности и сложности объекта проектирования; уровню и комплектности автоматизации проектирования; характеру и числу выпускаемых проектных документов; числу уровней в структуре технического обеспечения. На этом классификация первого уровня закончена. Рассмотрим классификацию второго иерархического уровня.

По типу объекта проектирования различают САПР:

– изделий машиностроения и приборостроения;

– технологических процессов в машиностроении и приборостроении;

– объектов строительства;

– организационных систем.

По разновидности объекта проектирования можно различать САПР РЭА, САПР атомной станции, САПР ракетной системы и т. п.

По сложности объекта проектирования различают САПР:

– простых объектов, содержащих до 10² составных частей;

– объектов средней сложности, содержащих от 10² до 10³ составных частей;

– сложных объектов, содержащих от 10³ до 10⁴ составных частей;

– очень сложных объектов, содержащих от 10⁴ до 10⁶ составных частей;

– объектов очень высокой сложности, содержащих 10⁶ и более составных частей.

Следовательно, САПР современных ЭВМ относится к САПР простых объектов, а САПР многопроцессорных вычислительных систем на сверхбольших интегральных микросхемах — к САПР очень сложных объектов.

По уровню автоматизации проектирования различают САПР:

– низкоавтоматизированные, в которых число автоматизированных проектных процедур (АПП) составляет 25 % общего числа проектных процедур;

– среднеавтоматизированные, — от 25 до 50% общего числа проектных процедур;

– высокоавтоматизированные от 50 до 75 %.

По комплексности САПР классифицируют так:

– одноэтапные, выполняющие один этап проектирования из всех установленных для объекта;

– многоэтапные, выполняющие несколько этапов проектирования из всех установленных для объекта;

– комплексные, выполняющие все этапы проектирования, установленные для объекта.

По характеру выпускаемых проектных документов различают САПР:

– текстовые, выполняющие только текстовые, документы на бумажной ленте или листе;

– текстовые и графические, выполняющие текстовые и графические документы на бумажной ленте или листе;

– на машинных носителях, выполняющих документы на магнитных носителях (магнитных лентах, дисках и барабанах);

– на фотоносителях, выполняющих документы на микрофильмах, микрофишах, фотошаблонах и т. п.;

– на двух типах носителей;

– на всех типах носителей.

По количеству выпускаемых проектных документов различают САПР:

– малой производительности, выпускающих до 10⁵ проектных документов в пересчете на формат 2 за год;

– средней производительности, выпускающих от 10⁵ до 10⁶ проектных документов;

– высокой производительности выпускающих свыше 10 проектных документов.

В различных отраслях вводятся различные количественные характеристики информации, определяющие производительность САПР.

По числу уровней в структуре технического обеспечения различают САПР:

– одноуровневые, построенные на основе ЭВМ среднего или высокого класса со штатным набором периферийных устройств, который может быть дополнен средствами обработки графической информации;

– двухуровневые, построенные на основе ЭВМ среднего или высокого класса и одного или нескольких АРМ, включающих мини-ЭВМ;

– трехуровневые, построенные на основе ЭВМ высокого класса, АРМ и периферийного программно-управляемого оборудования.

Принципы организации САПР:

1. САПР — человеко-машинная система. Все созданные и создаваемые системы проектирования с помощью ЭВМ являются автоматизированными, важную роль в них играет человек — инженер, разрабатывающий проект технического средства.

2. САПР — иерархическая система, реализующая комплексный подход к автоматизации всех уровней проектирования. Иерархия уровней проектирования отражается в структуре специального программного обеспечения САПР в виде иерархии подсистем.

3. САПР — совокупность информационно-согласованных подсистем. Этот очень важный принцип должен относиться не только к связям между крупными подсистемами, но и к связям между более мелкими частями подсистем. Информационная согласованность означает, что все или большинство возможных последовательностей задач проектирования обслуживаются информационно согласованными программами.

4. САПР — открытая и развивающаяся система. Существует, по крайней мере, две веские причины, по которым САПР должна быть изменяющейся во времени системой. Во-первых, разработка столь сложного объекта, как САПР, занимает продолжительное время, и экономически выгодно вводить в эксплуатацию части системы по мере их готовности. Введенный в эксплуатацию базовый вариант системы в дальнейшем расширяется. Во-вторых, постоянный прогресс техники, проектируемых объектов, вычислительной техники и вычислительной математики приводит к появлению новых, более совершенных математических моделей и программ, которые должны заменять старые, менее удачные аналоги. Поэтому САПР должна быть открытой системой, т. е. обладать свойством удобства использования новых методов и средств.

5. САПР — специализированная система с максимальным использованием унифицированных модулей. Требования высокой эффективности и универсальности, как правило, противоречивы. Применительно к САПР это положение сохраняет свою силу. Высокой эффективности САПР добиваются за счет специализации систем. Очевидно, что при этом растет число различных САПР.