Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Системная среда САПР

Лекция 9.

 

Состав систем автоматизированного проектирования.

 

Составными структурными частями САПР, жёстко связанными с организационной структурой проектной организации, являются подсистемы САПР. Подсистемы САПР позволяют решать функционально законченную последовательность задач автоматизированного проектирования. Структуру САПР можно представить следующей схемой (рис.17).

Операционные системы и сетевое программное обеспечение
PDM
CASE
Пользовательский интерфейс
Управление проектированием
Проектирующие подсистемы

 

 

Системная среда САПР

 

Рисунок 17. Структура программного обеспечения САПР.

 

По назначению подсистемы САПР разделяют на проектирующие и обслуживающие.

1. Проектирующие подсистемы непосредственно выполняют проектные процедуры. Они имеют объектную ориентацию и реализуют определённый этап (или стадию) проектирования или группу непосредственно связанных проектных задач.

Примерами проектирующих подсистем могут служить подсистемы эскизного проектирования изделий, проектирования корпусных деталей, подсистемы проектирования технологических процессов механической обработки, подсистемы геометрического трёхмерного моделирования механических объектов, изготовления конструкторской документации, схемотехнического анализа, трассировки соединений в печатных платах.

2. Обслуживающие подсистемы имеют общесистемное применение и обеспечивают поддержку функционирования проектирующих подсистем, а также оформление, передачу и вывод полученных в них результатов.

Совокупность обслуживающих подсистем часто называют системной средой (или оболочкой) САПР.

Типичными обслуживающими подсистемами являются:

- подсистемы управления проектными данными (PDM – Product Data Management);

- подсистемы управления процессом проектирования (DesPM – Design Process Management);

- подсистемы пользовательского интерфейса для связи разработчиков с ЭВМ;

 

- CASE – системы для разработки и сопровождения программного обеспечения САПР (CASE –Computer Aided Software Engineering);

[Computer Aided Software Engineering – англ. «компьютер эйдид софтвэа инжинирин »

– автоматизированное проектирование программного обеспечения

Software «софтвэа» - мягкие средства, т.е. программные средства;

Aided «эйдид» - помощь.]

- обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных в САПР;

- автоматизированный банк данных;

- подсистемы документирования;

- подсистемы графического ввода – вывода.

Системное единство САПР обеспечивается комплексом взаимосвязанных моделей, определяющих объект проектирования в целом, а также комплексом системных интерфейсов, осуществляющих указанную взаимосвязь моделей объекта проектирования.

Системное единство внутри проектирующих подсистем обеспечивается наличием единой информационной модели той части объекта, проектное решение по которой должно быть получено в данной подсистеме.

Структурирование САПР по различным аспектам обуславливает появление видов обеспечения и комплексов средств автоматизированного проектирования.

Принято выделять семь видов обеспечения:

1. Техническое обеспечение (ТО), включающее различные аппаратные средства (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое коммуникационное оборудование, линии связи, измерительные средства);

2. Математическое обеспечение (МО), объединяющее математические методы, модели и алгоритмы для выполнения проектирования;

3. Программное обеспечение (ПО), представляемое различными компьютерными программами САПР;

4. Информационное обеспечение (ИО), состоящее из баз данных (БД), систем управления базами данных (СУБД), а также других данных, используемых при проектировании.

Отметим, что вся совокупность используемых при проектировании данных называется информационным фондом САПР (инфотека), а совокупность базы данных и СУБД носит название банка данных (БнД);

5. Лингвистическое обеспечение (ЛО), выражаемое языками общения между проектировщиками и ЭВМ, языками программирования и языком обмена данными между техническими средствами САПР;

6. Методическое обеспечение (МетО), включающее различные методы проектирования. Иногда к методическому обеспечению относят также математическое обеспечение.

7. Организационное обеспечение, представляемое штатными расписаниями, должностными инструкциями и другими документами, регламентирующими работу проектного предприятия.

Комплексы средств автоматизированного проектирования – это совокупность компонентов проектирования, предназначенная для тиражирования и ориентированная на проектирование объектов определённого класса, вида, типа и выполнения унифицированных процедур в проектирующих или обслуживающих подсистемах САПР.

Комплексы средств могут быть представлены одним из компонентов САПР или комбинированными САПР. Компоненты видов обеспечения САПР выполняют заданную функцию и представляют наименьший (неделимый) самостоятельно разрабатываемый или покупной элемент САПР (например, монитор, операционная система и т.д.).

Эффективное функционирование компонентов и комплексов САПР обеспечивают стандартные интерфейсы и протоколы связи.

Комбинированные комплексы средств в свою очередь делятся на программно-методические (ПМК) и программно-технические (ПТК) комплексы.

Виды компонентов и комплексов в САПР (состав САПР)

 

 

 
 

Комбинированные комплексы средств
Компоненты и комплексы одного вида обеспечения

 

 

программно-методические комплексы

 
 

программно- технические комплексы

                   
   
     
Информационное обеспечение
       
         
 
 
Техническое обеспечение
 
 
 

 

общесистемные ПМК
центральные вычислительные комплексы

           
   
 
   
 
 

 

базовые ПМК

 
 

автоматизированные рабочие места

 
 
Математическое обеспечение

Проблемно- ориентированные ПМК

       
   

Проблемно- ориентированные ПМК

           
   
 
 
   
 

 

 

Объектно-ориентированные ПТК

 

 

Объектно-ориентированные ПТК

           
   
   
 
 
 

 

 


Рисунок 18. Состав САПР.

 


Программно-методические комплексы – это взаимосвязанная совокупность компонентов программного, информационного и методического обеспечения (включая компоненты математического и лингвистического обеспечений). ПМК необходим для получения законченного проектного решения по объекту проектирования (одной или нескольким его частям или объекту в целом) или для выполнения унифицированных проектных процедур.

ПМК в зависимости от назначения могут быть общесистемными и базовыми, в том числе проблемно-ориентированными и объектно-ориентированными.

Общесистемные ПМК предназначены для выполнения унифицированных процедур по управлению, контролю, планированию вычислительного процесса, распределению ресурсов САПР и реализации других функций, являющихся общими для САПР или подсистем САПР. Общесистемные ПМК включают в себя программное, информационное, методическое и другие виды обеспечений.


 

Примеры общесистемных ПМК:

1. Мониторные системы управления функционированием технических средств в САПР;

2. Информационно-поисковые системы;

3. Системы управления базами данных (СУБД);

4. Средства машинной графики;

5. Подсистемы обеспечения диалогового режима и другие.

Мониторные системы управления функционированием технических средств в САПР выполняют следующие функции:

1. Формирование заданий с контролем пакета задач, требуемых и наличных ресурсов, права доступа к базе данных с установлением приоритета и номера очереди;

2. Обработка директив языков управления заданиями и задачами, реакция на прерывания с перехватом управления, анализом причин и интерпретацией в терминах, понятных пользователю-проектировщику;

3. Обслуживание потоков задач с организацией диалогового и интерактивно-графического сопровождений в условиях параллейной работы подсистем;

4. Управление проектированием в автоматических режимах с анализом качества исполнения проектных операций, проверкой критериев повторения этапа или продолжения маршрута с выбором альтернативных вариантов маршрута;

5. Ведение статистики и оптимизация статистики эксплуатации системы;

6. Распределение ресурсов САПР с учётом приоритетов заданий, задач и подсистем, плановых заданий и текущих указаний и запросов;

7. Защита ресурсов и данных от несанкционированного доступа и непредусмотренных воздействий.

Информационно-поисковые системы в САПР выполняют функции:

1. Заполнение информационного фонда (инфотеки) сведениями;

2. Арифметическая обработка цифровых данных и лексическая обработка текстов;

3. Обработка информационных запросов для поиска требуемых сведений;

4. Обработка выходных данных и формирование выходных документов.

Особенность информационно-поисковых систем (ИПС) – это формирование запросов к ним не программным путём, а пользователями. Запросы формируются в виде последовательности ключевых слов – дескрипторов на естественном языке.

Перечень дескрипторов, содержащихся во всех принятых на хранение описаниях, предназначен для формирования запросов к ИПС и составляет тезаурус – словарь дескрипторов. Существуют ИПС более сложные по сравнению с дескрипторными. Важную роль в них играет информационно–поисковый язык, в котором учитываются семантические взаимоотношения между информационными объектами, это уменьшает число неправильно распознаваемых языковых конструкций. Обработка запросов в таких системах производится на основе различных критериев смыслового соответствия.

¦Семантический – «смысловой, относящийся к значению слова».

Банки данных являются наиболее высокой формой организации данных в больших САПР. Они представляют собой проблемно-ориентированные информационно-справочные системы, обеспечивающие ввод необходимой информации независимо от конкретных задач введения и сохранения информационных массивов и выдачи необходимой информации по запросам пользователей или программ. В БнД используется информация фактографического вида.

Система управления базами данных (СУБД) – программно-методический комплекс для обеспечения работы с информационной базой, организованной в виде структуры данных.

СУБД выполняют следующие основные функции:

1. Определение баз данных, т.е. описание концептуального, внешнего и внутреннего уровней схем;

2. Запись данных в базу;

3. Организация хранения данных, выполняя изменение, дополнение и реорганизацию данных;

4. Предоставление доступа к данным, т.е. их поиск и выдачу.

Для определения данных и доступа к ним в СУБД имеются языковые средства. Так, например, определение данных, состоящее в описании их структур, обеспечивается с помощью языка определения данных. Функции доступа к данным рекомендуются с помощью языка манипулирования данными и языка запросов.

По типу поддерживаемых структур различают следующие виды СУБД:

- Иерархическая;

- Сетевая;

- Реляционная.

Предшественницами СУБД были файловые системы. Однако появление СУБД не привело к их полному исчезновению: для выполнения некоторых специализированных задач подобные файловые системы используются до сих пор. Кроме того, файловые системы могут использоваться также СУБД для решения задач хранения данных и доступа к ним. Иерархические и CODASYL-системы представляют собой первое поколение СУБД. Типичным представителем иерархической модели является система IMS (Information Management System), a сетевой (CODASYL-модели) - система IDS (Integrated Data System). Обе они появились в середине 60-х годов. Реляционная модель, впервые предложенная Э. Ф. Коддом в 1970 году, представляет собой второе поколение СУБД. Она оказала значительное влияние на сообщество разработчиков СУБД, и в настоящее время существует более 100 различных типов реляционных СУБД.

Третье поколение СУБД представляют объектно-реляционные СУБД и объектно-ориентированные СУБД.

В СССР в середине 70-х годов была разработана универсальная СУБД, которую с точки зрения сегодняшнего дня (с некоторыми оговорками) можно отнести к системам третьего поколения

Среди преимуществ подхода, основанного на использовании баз данных, следует отметить контролируемую избыточность данных, непротиворечивость данных, совместное использование данных, повышенную безопасность и целостность. А среди недостатков можно указать сложность, высокую стоимость и снижение производительности приложений, а также возможность весьма серьезных последствий при выходе системы из строя.

 

ПМК машинной графики обеспечивают следующие функции:

1. Взаимодействие пользователя с ЭВМ при обмене графической информации;

2. Решение геометрических задач;

3. Автоматическое изготовление графической информации.

Графическое взаимодействие пользователя с ЭВМ (так называемый графический метод доступа) базируется на подпрограммах ввода-вывода. Эти подпрограммы обеспечивают приём и обработку команд от устройств ввода-вывода и выдачу управляющих воздействий на эти устройства.

Решение геометрических задач, т.е. геометрическое моделирование, сводится к преобразованию графической информации и представляет собой выполнение той или иной последовательности элементарных графических операций, таких как сдвиг, поворот, масштабирование и т.д. Кроме выполнения отдельных графических операций реализуются графические преобразования трёхмерных изображений, процедур построения сечений, проекций и т.д.

Подсистемы обеспечения диалогового режима выполняют функции ввода, контроля, редактирования, преобразования и вывода графической и/или символьной информации.

Удалённый диалоговый ввод и редактирование заданий на удаленные терминалы осуществляется в пакетном режиме через линии связи.

В САПР могут использоваться диалоговые ПМК как общего назначения, так и специализированные.

В зависимости от возможностей технических средств в САПР могут применяться или не применяться те или иные ПМК (см. таблицу 3).

Базовые ПМК делят на проблемно-ориентированные и объектно-ориентированные.

Проблемно-ориентированные ПМК включают программные средства, предназначенные для автоматизированного упорядочения исходных данных, требований и ограничений к объекту проектирования в целом или к сборочным единицам.

Кроме этого они выполняют функции:

1. Выбора физического принципа действия объекта проектирования;

2. Выбора технических решений и структуры объекта проектирования;

3. Оценки показателей качества (технологичности) конструкции;

4. Проектирования маршрута обработки деталей и т.д.

Т а б л и ц а 3. Характеристики ПМК, применяемых в зависимости от возможностей технического обеспечения САПР.

 

Наименование ПМК АРМ высокой производительности АРМ средней производительности АРМ низкой производительности
Мониторная диалоговая система + ± ±
Обеспечение диалогового режима + +
СУБД + ±
Трансляторы и интеграторы языков программирования + + +
Средства машинной геометрии и графики: геометрический процессор + ±
графический процессор + + +
Формирование текстовой документации ± + +
Формирование чертёжно-графической документации + + ±
Общетехнические расчёты + ± ±
Обеспечение связи АРМ- АРМ; АРМ-ЦВК + + +
Проектирование компоновки и топологии + + +
оптимизация + ±

Примечание. Знак «+» означает, что наличие технического средства обязательно, знак «-» означает, что наличие компонента в составе комплекса необязательно, знак «±» означает, что необходимость комплектации устройством данного типа устанавливается техническим заданием.

Объектно-ориентированные ПМК отражают особенности объектов проектирования как совокупной предметной области.

Они выполняют функции:

1. Автоматизированного проектирования сборочных единиц;

2. Проектирования деталей на основе стандартных или заимствованных решений;

3. Проектирования деталей на основе их синтеза из элементов формы;

4. Проектирования технологических процессов по видам обработки деталей и т.д.

Программно-технический комплекс (ПТК) представляет совокупность ПМК с комплексами и / или компонентами технического назначения.

В зависимости от назначения ПТК делят на:

- Автоматизированные рабочие места (АРМ);

- Центральные вычислительные комплексы.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Технология сквозного проектирования | Системы автоматизированного проектирования.




© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.