- •1. Автоматизированное проектирование эвм
- •1.1. Этапы жизненного цикла промышленных изделий
- •1.2. Сапр эвм и их место среди других автоматизированных систем
- •1.3. Проектирование технического объекта
- •1.4. Этапы проектирования сложных систем
- •2. Общие сведения о сапр
- •2.1. Блочно-иерархический подход к проектированию
- •2.2. Классификация сапр
- •2.3. Структура сапр
- •2.4. Виды обеспечения сапр
- •3. Математическое обеспечение сапр
- •3.1. Требования к математическому обеспечению
- •3.2. Требования к математическим моделям
- •3.3. Классификация математических моделей
- •3.4. Формализация проектных задач
- •3.5. Математические методы описания моделей конструкций эвм
- •3.3.1. Понятия теории множеств
- •3.5.2. Элементы теории графов
- •3.5.3. Деревья
- •3.5.4. Способы задания графов
- •3.5.5. Характеристические числа графов
- •3.6. Математические модели электрических схем
- •Модель схемы в виде двудольного графа g(e, u, p)
- •Модель схемы в виде гиперграфа h(e, u)
- •Модель схемы в виде мультиграфа g(e, u)
- •4. Алгоритмы автоматизированного проектирования эвм
- •4.1. Основные свойства алгоритмов
- •4.2. Элементы теории сложности
- •5. Алгоритмы компоновки
- •5.1. Алгоритм покрытия
- •5.2. Последовательный алгоритм компоновки
- •5.3. Итерационный алгоритм компоновки
- •5.4. Смешанный алгоритм компоновки
- •6. Алгоритмы размещения элементов
- •6.1. Постановка задачи
- •6.2. Математическая модель задачи размещения
- •6.3. Метод ветвей и границ
- •6.4. Конструктивные алгоритмы начального размещения
- •6.5. Алгоритм обратного размещения
- •6.6. Итерационные алгоритмы улучшения начального размещения
- •6.7. Алгоритм групповых перестановок
- •6.8. Непрерывно-дискретные методы размещения
- •6.9. Размещение разногабаритных элементов
- •7. Алгоритмы трассировки межсоединений
- •7.1. Алгоритмы построения минимальных связывающих деревьев
- •7.1.1. Алгоритм Прима
- •7.1.2. Алгоритм Краскала
- •7.1.3. Кратчайшие пути
- •7.1.4. Задачи, близкие к задаче о кратчайшем пути
- •7.1.5. Алгоритм Франка – Фриша
- •7.1.6. Задача Штейнера
- •7.2. Алгоритмы раскраски графа
- •7.2.1. Алгоритм Вейссмана
- •7.2.2. Алгоритм, использующий упорядочивание вершин
- •Порядок проведения проводников
- •Трассировка соединений
- •Волновой алгоритм трассировки
- •7.4.2. Волновой алгоритм с кодированием по mod 3
- •7.4.3. Метод путевых координат
- •7.4.4. Метод Акерса
- •7.4.5. Оптимизация пути по нескольким параметрам
- •7.4.6. Методы повышения быстродействия волнового алгоритма
- •7.4.7. Многослойная трассировка
- •7.5. Лучевые алгоритмы трассировки
- •7.5.1. Алгоритм Абрайтиса
- •7.6. Канальные алгоритмы трассировки
- •7.7. Программа автоматической трассировки specctra
- •8. Графо-теоретический подход к синтезу топологии
- •Разбиение графа на планарные суграфы
- •8.1.1. Построение графа пересечений g’
- •8.1.2. Нахождение максимальных внутренне устойчивых множеств
- •8.1.3. Выделение из g' максимального двудольного подграфа h'
- •8.2. Нахождение гамильтонова цикла. Алгоритм Робертса-Флореса
- •Нахождение гамильтонова цикла
- •8.2.2. Построение графа пересечений g'
- •8.2.3. Построение семейства ψg '
- •9. Верификация. Основные понятия
- •9.1. Место верификации при проектировании вычислительных систем
- •9.2. Изоморфизм графов
- •10. Нахождение эйлерова цикла
- •10.1. Алгоритм Флери
- •10.2. Сравнение эйлеровых и гамильтоновых циклов
- •11. Эволюционные алгоритмы оптимизации
- •11.1. Генетические алгоритмы
- •11.2. Биоинспирированные методы в оптимизации
- •11.2.1. Муравьиные методы и алгоритмы
- •11.2.2. Пчелиные методы и алгоритмы
- •Заключение
- •Список литературы
- •Законы Мэрфи для программистов. Теория ошибок
- •Алгоритмы конструкторского проектирования эвм Учебное пособие по дисциплине «Конструкторско-технологическое обеспечение производства эвм»
2.2. Классификация сапр
Классификацию САПР осуществляют по ряду признаков: по приложению, целевому назначению; масштабам (комплексности решаемых задач); характеру базовой подсистемы – ядра САПР.
По приложениям наиболее представительными и широко используемыми являются следующие группы САПР.
САПР для радиоэлектроники: системы ECAD (Electronic CAD) или EDA (Electronic Design Automation).
САПР для применения в отраслях общего машиностроения. Их часто называют машиностроительными САПР или системами MCAD (Mechanical CAD).
САПР в области архитектуры и строительства.
Кроме того, известно большое число специализированных САПР, выделяемых в указанных группах или представляющих самостоятельную ветвь в классификации. Примерами таких систем являются САПР больших интегральных схем; САПР летательных аппаратов; САПР электрических машин и т. п.
По целевому назначению различают САПР или подсистемы САПР, обеспечивающие разные аспекты проектирования. Так, в составе MCAD появляются рассмотренные выше CAE/CAD/CAM-системы.
По масштабам различают отдельные программно-методические комплексы САПР, например: комплекс анализа прочности механических изделий в соответствии с методом конечных элементов (МКЭ) или комплекс анализа электронных схем; системы с уникальными архитектурами не только программного (software), но и технического (hardware) обеспечений.
По характеру базовой подсистемы различают следующие разновидности САПР.
САПР на базе подсистемы машинной графики и геометрического моделирования. Эти САПР ориентированы на приложения, где основной процедурой проектирования является конструирование, т. е. определение пространственных форм и взаимного расположения объектов. К этой группе систем относится большинство САПР в области машиностроения, построенных на базе графических ядер.
В настоящее время широко используют унифицированные графические ядра, применяемые более чем в одной САПР (ядра Parasolid фирмы EDS Unigraphics и ACIS фирмы Intergraph).
САПР на базе СУБД. Они ориентированы на приложения, в которых при сравнительно несложных математических расчетах перерабатывается большой объем данных. Такие САПР преимущественно встречаются в технико-экономических приложениях, например, при проектировании бизнес-планов, но они распространены также при проектировании объектов, подобных щитам управления в системах автоматики.
САПР на базе конкретного прикладного пакета. Фактически это автономно используемые ПМК, например, имитационного моделирования производственных процессов, расчета прочности по МКЭ, синтеза и анализа систем автоматического управления и т. п. Часто такие САПР относятся к системам САЕ. Примерами могут служить программы логического проектирования на базе языка VHDL, математические пакеты типа MathCAD.
Комплексные (интегрированные) САПР, состоящие из совокупности подсистем предыдущих видов. Характерными примерами комплексных САПР являются CAE/CAD/CAM-системы в машиностроении или САПР БИС. Так, САПР БИС включает в себя СУБД и подсистемы проектирования компонентов, принципиальных, логических и функциональных схем, топологии кристаллов, тестов для проверки годности изделий. Для управления столь сложными системами применяют специализированные системные среды.
