2. Виды обеспечения сапр
Выделяют 7 видов обеспечения САПР: математическое, программное, информационное, техническое, лингвистическое, методическое, организационное.
Математическое обеспечение (МО) включает в себя математические и структурно-функциональные модели проектируемых объектов и процесса проектирования; методы численного решения задач; методы поиска экстремума; алгоритмы, по которым разрабатывается программное обеспечение. МО САПР делится на:
математические методы и модели объектов проектирования;
формализованное описание технологии автоматизированного проектирования;
описание во взаимосвязи объекта, процесса и средств автоматизации проектирования.
Программное обеспечение (ПО) – это совокупность всех программ и эксплутационной документации к ним, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования. ПО делится на общесистемное и специальное (прикладное).
Общесистемное ПО создано для организации функционирования технических средств, т. е. планирования и управления вычислительным процессом, распределения имеющихся ресурсов. Общесистемное ПО близко по значению к операционным системам.
Специальное ПО реализует математическое обеспечение для непосредственного выполнения проектных процедур.
Информационное обеспечение (ИО) – это совокупность данных, которыми пользуется проектировщик для выработки проектного решения. Совокупность данных, используемых в САПР, составляет информационный фонд. Основная функция ИО – это ведение фонда, обновление и организация доступа к данным.
В состав ИО САПР входят:
исходные и результирующие данные для программных модулей;
нормативно-справочная проектная документация, государственные и отраслевые стандарты, руководящие материалы и указания;
типовые проектные решения, структуры и параметры проектируемых объектов;
текущая проектная документация, отражающая ход и состояние выполнения проекта.
Различают следующие способы ведения ИО САПР:
использование файловой системы;
построение библиотек;
использование баз данных и баз знаний;
применение систем управления данными (PDM – product data management) в рамках автоматизированных систем управления предприятием.
Требования к БД в распределенной или централизованной форме:
должен выполняться принцип информационного единства с точки зрения терминов, обозначений, классификаторов;
гибкость, надежность, наглядность, экономичность, возможность наращивания;
независимость данных на логических и физических уровнях, инвариантность к программному обеспечению.
Техническое обеспечение САПР – комплекс технических средств для автоматизации процесса проектирования. К техническим средствам САПР относятся не только компьютеры, но и различные технические устройства, приборы, периферийные средства, которые необходимы для обеспечения процесса проектирования.
Технические средства можно разделить на функциональные группы для:
подготовки и ввода данных,
передачи данных,
программной обработки данных,
отображения и документирования,
ведения архивов проектных решений.
К специфическим устройствам ввода относится дигитайзер (или графический планшет). Это устройство, которое используется для перевода в цифровой формат технических чертежей, схем или карт. В состав дигитайзера входят: электронный планшет, на котором располагают чертежи, предназначенные для оцифровки; и специальный указатель с датчиком, напоминающим увеличительное стекло (лупу) с черным перекрестьем в центре. Электронный графический планшет снабжен собственным контроллером. В задачи электронной части дигитайзера входит посылка импульсов по сетке проводников, расположенных под плоскостью планшета. Когда импульс проходит под перекрестьем указателя, датчик формирует сигнал, посылаемый контроллеру. Получив два таких сигнала – от горизонтального и вертикального проводников, контроллер преобразует их в координаты и передает эту информацию в компьютер. Здесь принятая информация переводится в координаты точки на экране монитора, соответствующей положению указателя на планшете.
Устройства вывода, применяемые в САПР – это плоттеры, позволяющие с высокой скоростью и качеством выводить сложные чертежи и карты.
Компьютеры, применяемые в САПР, относятся, как правило, к классу рабочих станций. Аппаратная платформа компьютера определяется типом процессора, а программная – типом операционной системы. Чаще всего рабочие станции работают на программной платформе UNIX, хотя большинство фирм-производителей предлагают и собственные специфические операционные системы. Нужно отметить, что версии OC UNIX для разных типов рабочих станций также имеют свою специфику.
Можно выделить две основные особенности рабочих станций как типа компьютеров – высокая производительность (наряду с другими техническими характеристиками) за счет использования разнообразных архитектур (RISC, SPARC процессоры), и повышенные возможности для решения задач машинной графики. Эти особенности и определили привлекательность рабочих станций для САПР-овских систем, в которых решение сложных геометрических и графических задач занимает важное место. Существенная часть такого рода задач решается рабочими станциями на аппаратном уровне с помощью специализированных процессоров, что, как раз, и обеспечивает высокую эффективность и производительность станций в сравнении с “персоналками”. Но, как говорится, “за все надо платить”. В данном случае платить приходится непосредственно деньгами и очень немалыми. Стоимость рабочих станций может достигать, в зависимости от конфигурации, нескольких десятков тысяч долларов. Именно поэтому в нашей стране продолжают использовать для задач САПР дешевые персональные компьютеры. Справедливости ради надо отметить, что разница в возможностях рабочих станций и самых мощных персональных компьютеров в последнее время существенно уменьшилась. Но системы проектирования сложных сборочных чертежей для судо-, авиа- и автомобилестроения эффективно работают только на рабочих станциях.
Рабочие станции, в частности, производят такие знаменитые компьютерные фирмы как HEWLETT PACKARD (HP), IBM, SILICON GRAPHICS (SGI), SUN Microsystem, DIGITAL (DEC) и др.
По способу объединения технических средств их можно распределить на следующие группы:
автономные рабочие станции;
многотерминальные ЭВМ;
одноранговая локальная сеть;
локальная сеть с выделенным сервером;
гетерогенная сеть со сложной структурой.
Лингвистическое обеспечение САПР – его основу составляют специальные языковые средства (языки проектирования), предназначенные для описания процедур автоматизированного проектирования и описания проектных решений. Языки должны быть ориентированы на пользователей с различным уровнем профессиональной подготовки, обеспечивать однозначное представление информации, стандартное описание однотипных элементов, высокую надежность идентификации.
Проблемно-ориентированные языки проектирования создаются по соответствующим областям применения (электроника, машиностроение и т. д.). Но чрезмерное разнообразие языков затрудняет обмен средствами САПР между предприятиями. Развитие гибких производственных систем требует тщательного решения вопросов по составу лингвистического обеспечения.
В состав лингвистического обеспечения входят и универсальные алгоритмические языки высокого уровня и различного типа “макроязыки”, расширяющие языковые средства больших программных систем, и т.д.
Методическое обеспечение САПР – совокупность документов инструктивно-методического характера, устанавливающая технологию автоматического проектирования, правила эксплуатации КСАП, нормативы, стандарты.
Организационное обеспечение САПР – положения, приказы, штатное расписание, квалификационные требования, регламентирующие организационную структуру подразделений с комплексом средств автоматизированного проектирования.