САПР

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

КАФЕДРА «ГОРОДСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО И ХОЗЯЙСТВО»

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ОСНОВЫ ПРОЕКТНОГО ДЕЛА И САПР»

(для студентов специальности 7.092103: «Городское строительство и хозяйство»)

№ кода 2715

Составил: САТИН И. В.

Утверждено:

На заседании кафедры ГСХ

протокол № 9 от 5.03.2010 г.

Зав. кафедрой Пашков В. Ф.

Макеевка, 2010 г.

Содержание

стр. Тема 1. САПР и аппаратное обеспечение компьютера…………………………… 3

Тема 2. Программное обеспечение компьютера ………………………………….. 16

Тема 3. Сетевые технологии и Интернет …………………………………………. 20

Тема 4. AutoCAD. Развитие и основные принципы проектирования …………… 27

Тема 5. Основы проектирования ………………………………………………….. 34

Список литературы …………………………………………………………………. 44

2

Тема 1

САПР и аппаратное обеспечение компьютера

САПР (Система автоматизированного проектирования) – это комплекс программных пакетов, необходимых для подготовки чертежей, текстовых документов и расчетов на всех стадиях проектирования. К такому комплексу относятся программы векторной графики

(AutoCAD, ArchiCAD, GeoniCS Компас и др.), программы для набора текста (Word), табличные редакторы (Excel), а также программы для подготовки презентаций и изображений.

Инженеру-строителю в своей проектировочной деятельности необходимо владеть знаниями о работе не только различного программного обеспечения, но и о строении компьютера, назначении основных элементов аппаратной части, а также уметь работать с телекоммуникационными технологиями.

Начнем изучение компьютера с краткого исторического обзора.

История развития вычислительной техники

Компьютер с англ. computer — «вычислитель», – электронная вычислительная машина,

предназначенная для передачи, хранения и обработки информации. Термин «компьютер» и

аббревиатура «ЭВМ», принятая в СССР, являются синонимами. В настоящее время словосочетание «электронная вычислительная машина» вытеснено из бытового употребления.

Началом развития вычислительной техники можно считать 3000 год до н. э. (по другим сведениям 500 год до н. э.), когда в Древнем Вавилоне были изобретены первые счёты – абаки,

устройства, состоящего из набора костяшек, нанизанных на стержни.

Рис. 1 – Римские абаки

Затем несколько веков подряд развитие вычислительных техники было незаметным.

Резкое развитие началось в 1614 г., когда шотландец Джон Непер изобрёл логарифмы. Вскоре после этого Р. Биссакар создал логарифмическую линейку.

3

В1804 г. была реализована идея гибкого программирования с помощью перфорированной бумажной ленты в автоматическом ткацком станке, сконструированном французским инженером Жозефом Мари Жаккаром.

В1896 г. американский изобретатель Герман Холлерит, занимаясь вопросами обработки данных переписи населения, изобрел статистический табулятор – машину,

автоматизирующую процесс обработки данных в которой информация, нанесённая на перфокарты, расшифровывалась электрическим током, а также носитель информации – перфокарту. Г. Холлерит основал фирму Tabulating Machine Company (будущую IBM).

Рис. 5 – Перфокарта (1980 г.)

1938 год – немецкий инженер Конрад Цузе вскоре после окончания в 1935 году Берлинского политехнического института построил свою первую машину, названную Z1. (В

качестве его соавтора упоминается также Гельмут Шрейер (нем. Helmut Schreyer)). Это полностью механическая программируемая цифровая машина. Модель была пробной и в практической работе не использовалась. Её восстановленная версия хранится в Немецком техническом музее в Берлине.

Рис. 5 – Первый механический программируемый компьютер Z1

1941 год – Конрад Цузе создаёт первую вычислительную машину Z3, обладающую всеми свойствами современного компьютера. Главным отличием от первой машины Цузе Z1 было

5

возможность вычисления квадратного корня. Машина выполнена на основе телефонных реле.

На таких же реле было реализовано и устройство хранения данных. Тактовая частота Z3

составляла 5,33 Гц.

Рис. 6 – Программируемый компьютер Z3

В 1944 г. в компании IBM под руководством американского математика Говарда Айкена

создана автоматическая вычислительная машина «Марк-1» с программным управлением. Она была построена на электромеханических реле, а программа обработки данных вводилась с перфоленты.

В 1946 г. американцы Дж. Эккерт и Дж. Моучли сконструировали первый электронный цифровой компьютер «Эниак» (Electronic Numerical Integrator and Computer). Машина имела

20 тысяч электронных ламп и 1,5 тысячи реле. Она работала в тысячу раз быстрее, чем «Марк- 1», выполняя за одну секунду 300 умножений или 5000 сложений.

В1951 г. в Киеве построен первый в континентальной Европе компьютер МЭСМ (малая электронная счетная машина), имеющий 600 электронных ламп. Создатель С.А. Лебедев.

В1952 г. под руководством С.А. Лебедева в Москве построен компьютер БЭСМ-1

(большая электронная счетная машина) — на то время самая производительная машина в

Европе и одна из лучших в мире.

Рис. 7 - БЭСМ-1

6

В1958 г. Джек Килби из фирмы Texas Instruments создал первую интегральную схему, за что был удостоен Нобелевской премии.

В1961 г. фирма IBM Deutschland реализовала подключение компьютера к телефонной линии с помощью модема.

В1964 г. в Ливерморской лаборатории, США была изобретена первая локальная сеть,

соединяющая два компьютера.

В 1971 г. фирма Intel (основана в 1968 г.) разработала микропроцессор 4004, состоящий из

2250 транзисторов, размещённых в кристалле размером не больше шляпки гвоздя.

В1973 г. фирма IBM (International Business Machines Corporation) сконструировала первый жёсткий диск типа «винчестер».

В1974 г. Эдвард Робертс, молодой офицер ВВС США, инженер-электронщик, построил на базе процессора 8080 микрокомпьютер Альтаир, имевший огромный коммерческий успех,

продававшийся по почте и широко использовавшийся для домашнего применения.

В 1975 г. молодой программист Пол Аллен и студент Гарвардского университета Билл Гейтс реализовали для Альтаира язык Бейсик. Впоследствии они основали фирму

Майкрософт (Microsoft), являющуюся сегодня крупнейшим производителем программного

обеспечения.

В1976 г. студенты Стив Возняк и Стив Джобс, устроив мастерскую в гараже, реализовали компьютер Apple-1, положив начало корпорации Apple.

В1981 г. фирма IBM выпустила первый персональный компьютер IBM PC на базе микропроцессора 8088.

В1984 г. создан первый компьютер типа Laptop (наколенный), в котором системный блок объединен с дисплеем и клавиатурой в единое целое. Фирмы Sony и Phillips разработали стандарт записи компакт-дисков CD-ROM. Корпорация Apple Computer выпустила компьютер

Macintosh — первую модель знаменитого впоследствии семейства Macintosh.

В 1993 г. фирма Intel выпустила микропроцессор Pentium.

Современные компьютеры представлены различными видами. По мощности и назначению можно выделить следующие виды компьютеров, в порядке убывания производительности:

суперкомпьютеры, мейнфреймы, кластеры, серверы, рабочие станции, персональные компьютеры, ноутбуки, КПК и т.п.

Аппаратное обеспечение персонального компьютера

Аппаратное обеспечение (англ. hardware) включает в себя все физические части компьютера, но не включает информацию (данные), которые он хранит и обрабатывает, и

программное обеспечение, которое им управляет.

Все аппаратное обеспечение персональных компьютеров бывает двух типов архитектур

(другими словами – конструкций) – Intel (80%) и Macintosh (20%).

Архитектура персональных компьютеров устроена по принципу Джона фон Неймана.

7

Виды памяти компьютера:

1)ОЗУ или оперативная память – предназначена для чтения (поиска информации по адресу) и записи информации (внесение информации по адресу). Это «сознание» компьютера, именно с этой памятью работает процессор. Содержимое этого вида памяти не сохраняется при выключении компьютера.

2)ПЗУ или постоянная память – предназначена только для чтения информации. Запись в

этот вид памяти невозможна. В ПЗУ находятся важные программы, которые компьютер использует сразу после включения. При выключении сохраняется.

Накопители информации – состоят из двух частей: носителя информации и привода

(устройство для считывания и записи информации на носитель). Устройство ввода-вывода.

1.Винчестер (жесткий диск, HDD) – основной накопитель информации в больших размерах от 20 Гбайт до 2 Тбайт. На нем хранится вся рабочая информация компьютера. Находится внутри компьютера. Работает по электромагнитному принципу.

Рис. 10 – Жесткий диск

2.Накопители на гибких дисках, где съемный носитель – дискеты (FDD), привод –

дисковод. Ранее использовались 5,25 дюймов (емкость 1,2 Мбайт), а сейчас используют дискеты 3,5 дюйма (емкость 1,44 Мбайта, изобретение фирмы Sony). Основные типы дискет: HD – высокой плотности; DD – средней плотности; 2HD – повышенной плотности.

Работает по электромагнитному принципу.

Рис. 11 – Дискета

9

3.Оптические накопители (CD, DVD и Blu-ray Disc) – состоят из съемного носителя –

диска и привода. Размер оптического диска 3,5 и 5,25 дюймов. Емкость CD

700Мбайт (изобретение компании Sony). Основные виды: CD-/+R – запись на носитель производится однократно; CD-/+RW – многократно; DVD-/+R или RW – для записи в формате DVD. Работает с помощью лазерных технологий.

Blu-ray Disc, BD – формат оптического носителя, используемый для записи и хранения цифровых данных, с повышенной плотностью. Стандарт Blu-ray разработан фирмой Sony. На данный момент доступны диски BD-R (одноразовая запись) и BD-RE (многоразовая запись), в

разработке находится формат BD-ROM. Емкость однослойных Blu-ray дисков 33 Гб. В 2009

году японская корпорация TDK сообщила о создании Blu-ray диска ёмкостью 320 Гигабайт.

Такая высокая плотность записи возможна за счет применения синего лазера с малой длиной волны (меньше 400 нм).

10