Файл: Системы автоматизированного проектирования технологических процессов..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.02.2024

Просмотров: 225

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

других устройств. В совокупности они образуют блоки, описанные выше, т.е. арифметико-логические устройства, УУ, регистры и т.д. Внешне МП выгля­ дит как пластина размером 6x6x0,5 см. Развитие техники МП определило смену поколений ПЭВМ:

-1-е поколение (19751980 гг.) - на базе 8-разрядного МП;

-2-е поколение (1981—1985 гг.) - на базе 16-разрядного МП;

-3-е поколение (1986-1992 гг.) - на базе 32-разрядного МП;

-4-е поколение (1993 - по настоящее время) - на базе 64-разрядного

МП.

Большую роль в развитии ПЭВМ сыграло появление компьютера IBM PC, произведенного корпорацией IBM (США) на базе МП Intel-8086 в 1981 г. Этот персональный компьютер занял ведущее место на рынке ПЭВМ. Его преимущество - так называемая открытая архитектура, благодаря которой пользователи могут расширить возможности приобретенной ПЭВМ, добав­ ляя различные устройства и модернизируя компьютер. Компьютер IBM PC (personal computer) стал стандартом класса ПЭВМ. В наши дни около 85 % продаваемых ПЭВМ базируется на архитектуре IBM PC.

С учетом назначения и функциональных возможностей ПЭВМ можно разбить на три группы: бытовые, общего назначения и профессиональные. По конструктивному исполнению они подразделяются на следующие виды:

LAPTOR - переносной - системный блок и клавиатура в одном кор­ пусе, вес не более 3,5 кг, МП Intel 80386;

NOTEBOOK (компьютеры-блокноты) - имеют размеры листа бумаги формата А4, в комплекте можно применять модем;

HANDHELD - карманный - размер меньше формата А4, могут рабо­ тать независимо от электросети.

Миниатюрные компьютеры в ближайшем будущем смогут включать­ ся в вычислительные сети без проводов (с помощью радиоволн). Такая тех­ нология получила название полевой компьютеризации (Field Computing).

ПЭВМ включает в себя три основных блока, связанных соединитель­ ными кабелями: системный блок, клавиатуру, монитор. Внутри системного блока находятся (рис. 7.4):

- материнская (системная) плата, несущая на себе главные компо­ ненты компьютера: микропроцессор, оперативную память (ОП), постоянную память (1 ИГ);

-накопитель на жестких магнитных дисках (винчестер) - НЖМД;

-накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД);

-контроллеры для управления внешними устройствами на отдель­ ных печатных платах, часто называемые адаптерами;

-системная магистраль (шина) для передачи данных, адресов и

управляющих сигналов.


Рис. 7.4. Структурная схема ПЭВМ с периферийными устройствами

Постоянная память —энергонезависимая, в отличие от оперативной, используется для хранения системных программ, в частности базовой про­ граммы ввода-вывода (BIOS - Basic Input and Output System).

Интерфейсы - это средства взаимодействия и сопряжения устройств компьютера.

НМЛ - накопитель на магнитной ленте. АЛУ - арифметико-логическое устройство. УУ - устройство управления.

Для расширения функциональных возможностей ПЭВМ можно под­ ключить дополнительные периферийные устройства, в частности: принтеры, накопители на магнитной ленте (стриммеры), различные манипуляторы (мышь, джойстик, трекбол, световое перо), устройства оптического считыва­ ния изображений (сканеры), плоттеры и др.

Эти устройства подсоединяются к системному блоку с помощью ка­ белей через специальные гнезда (разъемы), которые размещаются обычно на задней стенке системного блока.

В некоторых моделях ПЭВМ в системный блок вставляются дополни­ тельные устройства, например модем для обмена информацией с другими ЭВМ через телефонную связь, стриммер для хранения больших массивов информации, устройства на компакт-дисках (CD-ROM).

7.5.4. Организация технического обеспечения

Коллективный характер процесса проектирования обусловливает не­ обходимость взаимодействия участников этого процесса, которое должно поддерживаться программно-аппаратными средствами САПР. Эти средства объединяют отдельные программно-технические комплексы в систему пунк­ тов генерации, хранения, обработки информации, между которыми осущест­ вляются требуемые обмены данными. Такие системы называют вычисли­ тельными сетями. Следовательно, развитые САПР в части технического обеспечения представляют собой вычислительные сети.

Функциональные возможности сети определяются услугами, которые она предоставляет пользователю. Для реализации услуг сети и доступа поль­ зователя к услуге разрабатывается программное обеспечение. В настоящее время получили распространение два типа объединения ЭВМ:

1. Файловый сервер. Программное обеспечение (ПО) ориентировано на предоставление многим пользователям ресурсов главного компьютера се­ ти, называемого файловым сервером. Сервер - это ЭВМ, выполняющая функции обслуживания. Файловым он называется потому, что основным его ресурсом являются файлы. Это могут быть файлы, содержащие программные модули или данные. Файловый сервер - самый общий тип сервера. Очевид­ но, емкость дисков у файлового сервера больше, чем у обычного компьюте­ ра. В сети могут быть несколько файловых серверов. Можно назвать и дру­ гие ресурсы файлового сервера, предоставляемые в совместное использова­


ние, например принтер, модем, устройство для факсимильной связи. Модули программ и данные по необходимости из сервера переносятся на компьютер пользователя - рабочую станцию - и там выполняют работу, для которой они предназначены.

2. Архитектура «клиент-сервер». Программное обеспечение ориенти­ ровано не только на коллективное использование ресурсов, но и на их обра­ ботку в месте размещения ресурса по запросам пользователей. ПО архитек­ туры состоит их двух частей: ПО сервера и ПО пользоватсля-клиента. Работа организуется следующим образом: программы-клиенты выполняются на компьютере пользователя и посылают запросы к программе-серверу, которая работает на компьютере общего доступа. Основная обработка данных произ­ водится мощным сервером, а на ЭВМ пользователя посылаются только ре­ зультаты выполнения запроса. Например, сервер баз данных используется в мощных СУБД (системах управления базами данных), таких как Microsoft SQL Server, Oracle и др., работающих с распределенными базами данных. Серверы баз данных, рассчитанные на работу с большими объемами данных (десятки гигабайт и более) и большое число пользователей, обеспечивают при этом высокую производительность, надежность и защищенность.

Компьютерные сети подразделяют на локальные, региональные и глобальные по признаку территориальной распределенности.

Локальные вычислительные сети (ЛВС) связывают ЭВМ и другие ап­ паратные средства в пределах одной организации, и именно они используют­ ся для организации коллективного проектирования. Слово «локальные» ука­ зывает на близость расположения технических средств: диапазон действия ЛВС колеблется от нескольких метров до 8-10 км. При необходимости воз­ можны связь нескольких ЛВС и подключение их к глобальным и региональ­ ным сетям.

7.6. Математическое обеспечение САПР

Характеристики программно-методического комплекса САПР зависят в основном от свойств реализованного в них математического обеспечения (МО).

Математическое обеспечение представляет собой совокупность мате­ матических моделей, методов и алгоритмов выполнения проектных процедур (рис. 7.5).

Математические модели служат для описания свойств объектов в процедурах автоматизированного проектирования.

Математическая модель - это совокупность математических объектов и связей между ними, отражающая существенные для проектировщика свой­ ства проектируемых объектов.


Г

Математические

модели

структурные

функциональные

Математическое обеспечение

Методы

теориямножеств

теорияграфов

алгебравысказываний (логическаяалгебра)

алгебрапредикатов

- исследование операций

теориявероятностей

математическое про­ граммирование(линей­ ное,динамическое, геометрическое)

дифференциальные и _ интегральныеуравне­

ния

Рис. 7.5.Структураматематическогообеспечения

К математическим объектам относятся: число, матрица, вектор, мно­

жество.

Взаимосвязи отражаются с использованием функций, отношений, не­ которых зависимостей общего вида.

7.6.1. Классификация математических моделей

По характеру отображаемых свойств объекта математические модели

подразделяются на структурные и функциональные.

Структурные ММ предназначены для отображения структурных свойств объекта. Различают структурные ММ топологические и геометриче­

ские (рис. 7.6).

Рис. 7.6. Классификация структурных моделей

Втопологических моделях отображаются состав и взаимосвязи эле­ ментов объекта безотносительно к их пространственному расположению. Топологические модели представляются в виде графов, в частности в виде И-ИЛИ дерева, или в виде таблиц или матриц (например, таблица смежности поверхностей).

Вгеометрических ММ отображаются геометрические свойства объек­ тов. Используются несколько типов геометрических моделей.

Ваналитических моделях элементы объекта задаются в виде уравне­

ний. Например, уравнения прямой, плоскости, эллипсоида.

Логические модели используют логические выражения, например, от­

ражающие условия принадлежности точек поверхностям или внутренним областям тела.

Для сложных поверхностей аналитические и логические модели ока­ зываются слишком фомоздкими и для их описания применяют каркасные и кинематические ММ.

К аркасны е ММ представляют собой каркасы - конечные множества элементов, например точек или кривых, принадлежащих моделируемой по­ верхности. В результате появляется возможность описания поверхности лю­ бой сложности простыми уравнениями.