Файл: Системы автоматизированного проектирования технологических процессов..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.02.2024
Просмотров: 225
Скачиваний: 0
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.