САПР

 

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ САПР

разные способности и границы внедрения вычислительной техники для автоматизации проектирования определяются уровнем формализации научно- технических знаний в конкретной отрасли. Чем глубже разработана теория того либо другого класса технических систем, тем огромные способности объективно есть для автоматизации процесса их проектирования.

Применение ЭВМ при проектно-конструкторских работах в собственном развитии прошло несколько стадий и претерпело значимые конфигурации. С появлением вычислительной техники был сделан упор на автоматизацию проектных задач, имеющих верно выраженный расчетный характер, когда реализовывались методики, ориентированные на ручное проектирование. Потом, по мере скопления опыта, стали создавать программы автоматизированных расчетов на базе способов вычислительной математики (параметрическая оптимизация, способ конечных частей и т. П.). С внедрением специализированных терминальных устройств возникают универсальные программы для ЭВМ для решения как расчетных, так и неких рутинных проектных задач
(изготовление чертежей, спецификаций, текстовых документов и т. П.). В последние годы огромное внимание уделяется автоматизации расчетно- конструкторских работ при проектировании типовых узлов и агрегатов, когда синтез конструкции проводится эвристически, а главные характеристики выбираются и оптимизируются в интерактивном режиме диалога проектировщика и ЭВМ.

но на всех этих стадиях автоматизации проектирования инженеру кроме исследования инструкций по эксплуатации и написанию программ приходится познавать ряд по сути дела ненужных ему подробностей системных программ и языков программирования. Не считая того, при использовании в проектировании специализированных по объектам разрозненных пакетов прикладных программ
(ППП) инженер обязан каждый раз вновь кодировать и вводить информацию согласно аннотации ППП. Отмеченные недочеты приводят к тому, что частичная («позадачная») автоматизация не оказала существенного влияния на повышение свойства и производительности проектирования технических систем и средств в целом.

Решение заморочек автоматизации проектирования с помощью ЭВМ основывается на системном подходе, т. Е. На разработке и внедрении САПР — систем автоматизированного проектирования технических объектов, которые решают весь комплекс задач от анализа задания до разработки полного размера конструкторской и технологической документации. Это достигается за счет объединения современных технических средств и математического обеспечения, характеристики и свойства которых выбираются с наибольшим учетом особенностей задач проектно-конструкторского процесса. САПР представляет собой крупные организационно-технические системы, состоящие из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями конкретной проектной организации.

1. мишень сотворения САПР

Под автоматизацией проектирования соображают систематическое применение
ЭВМ в процессе проектирования при научно обоснованном распределении функций меж проектировщиком и ЭВМ и научно обоснованном выборе способов машинного решения задач.

мишень автоматизации — повысить качество проектирования, понизить материальные издержки на него, уменьшить сроки проектирования и ликвидировать рост числа инженерно-технических работников, занятых проектированием и конструированием.

Научно обоснованное распределение функций меж человеком и ЭВМ подразумевает, что человек обязан решать задачки, носящие творческий характер, а ЭВМ — задачки, решение которых поддается алгоритмизации.

Существенным различием автоматизированного проектирования от неавтоматизированного является возможность замены дорогостоящего и занимающего много времени физического моделирования — математическим моделированием. При этом следует иметь в виду одно важнейшее событие: при проектировании число вариантов необозримо. Поэтому нельзя ставить задачку сотворения универсальной САПР, а нужно решать вопросы проектирования для конкретного семейства машин.

Для сотворения САПР нужно:

. совершенствовать проектирование на базе внедрения математических способов и средств вычислительной техники;

. автоматизировать процессы поиска, обработки и выдачи информации;

. употреблять способы рационального и вариантного проектирования; использовать эффективные, отражающие значительные особенности, математические модели проектируемых объектов, комплектующих изделий и материалов;

. создавать банки данных, содержащих систематизированные сведения справочного характера, нужные для автоматизированного проектирования объектов;

. повышать качество дизайна проектной документации;

. повышать творческую долю труда проектировщиков за счет автоматизации нетворческих работ;

. унифицировать и стандартизовать способы проектирования;

. подготавливать и переподготавливать профессионалов;

. реализовывать взаимодействие с автоматизированными системами различного уровня и назначения.

Комплекс средств автоматизации проектирования включает методическое, лингвистическое, математическое, программное, техническое, информационное и организационное обеспечение.

2. СОСТАВ САПР

САПР — система, объединяющая технические средства, математическое и программное обеспечение, характеристики и свойства которых выбирают с наибольшим учетом особенностей задач инженерного проектирования и конструирования. В САПР обеспечивается удобство использования программ за счет внедрения средств оперативной связи инженера с ЭВМ, особых проблемно-нацеленных языков и наличия информационно-справочной базы.

Структурными составными составляющими САПР являются подсистемы, владеющие всеми качествами систем и создаваемые как самостоятельные системы. Это выделенные по неким признакам части САПР, обеспечивающие выполнение неких законченных проектных задач с получением соответствующих проектных решений и проектных документов.

По назначению подсистемы САПР разделяют на два вида: проектирующие и обслуживающие.

К проектирующим относятся подсистемы, выполняющие проектные процедуры и операции, к примеру:

. подсистема компоновки машины;

. подсистема проектирования сборочных единиц;

. подсистема проектирования деталей;

. подсистема проектирования схемы управления;

. подсистема технологического проектирования.

К обслуживающим относятся подсистемы, предназначенные для поддержания работоспособности проектирующих подсистем, к примеру:

. подсистема графического отображения объектов проектирования;

. подсистема документирования;

. подсистема информационного поиска и др.

В зависимости от дела к объекту проектирования различают два вида проектирующих подсистем:

. объектно-ориентированные (объектные);

. объектно-независящие (инвариантные).

К объектным подсистемам относят подсистемы, выполняющие одну либо несколько проектных процедур либо операций, конкретно зависимых от конкретного объекта проектирования, к примеру:

. подсистема проектирования технологических систем;

. подсистема моделирования динамики, проектируемой конструкции и др.

К инвариантным подсистемам относят подсистемы, выполняющие унифицированные проектные процедуры и операции, к примеру:

. подсистема расчетов деталей машин;

. подсистема расчетов режимов резания;

. подсистема расчета технико-экономических характеристик и др.

Процесс проектирования реализуется в подсистемах в виде определенной последовательности проектных процедур и операций. Проектная процедура соответствует части проектной подсистемы, в итоге выполнения которой принимается некое проектное решение. Она состоит из элементарных проектных операции, имеет твердо установленный порядок их выполнения и ориентирована на достижение локальной цели в процессе проектирования. Под проектной операцией соображают условно Выделенную часть проектной процедуры либо элементарное действие, совершаемое конструктором в процессе проектирования. Примерами проектных процедур могут служить процедуры разработки кинематической либо компоновочной схемы станка, технологии обработки изделий и т. П., А примерами проектных операций — расчет припусков, решение какого-или уравнения и т. П.

Структурное единство подсистем САПР обеспечивается серьезной регламентацией связей меж различными видами обеспечения, объединенных общей для данной подсистемы целевой функцией. Различают следующие виды обеспечения:

. методическое обеспечение — документы, в которых отражены состав, правила отбора и эксплуатации средств автоматизации проектирования;

. лингвистическое обеспечение — языки проектирования, терминология;

. математическое обеспечение — способы, математические модели, методы;

. программное обеспечение — документы с текстами программ, программы на машинных носителях и эксплуатационные документы;

. техническое обеспечение — устройства вычислительной и организационной техники, средства передачи данных, измерительные и остальные устройства и их сочетания;

. информационное обеспечение — документы, содержащие описание обычных проектных процедур, типовых проектных решений, типовых частей, комплектующих изделий, материалов и остальные данные;

. организационное обеспечение — положения и аннотации, приказы, штатное расписание и остальные документы, регламентирующие организационную структуру подразделений и их взаимодействие с комплексом средств автоматизации проектирования.


3. главные ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ САПР

Разработка САПР представляет собой крупную научно-техно делему, а её внедрение просит значимых капиталовложений. Скопленный опыт дозволяет выделить следующие главные принципы построения САПР.

1. САПР — человеко-машинная система. Все созданные и создаваемые системы проектирования с помощью ЭВМ являются автоматизированными, важную роль в них играется человек — инженер, разрабатывающий проект технического средства.

В настоящее время и по крайней мере в наиблежайшие годы создание систем автоматического проектирования не предвидится, и ничто не угрожает монополии человека при принятии узловых решении в процессе проектирования.
Человек в САПР обязан решать, во-первых, все задачки, которые не формализованы, во-вторых, задачки, решение которых человек осуществляет на базе собственных эвристических способностей более эффективно, чем современная
ЭВМ на базе собственных вычислительных возможностей. Тесное взаимодействие человека и ЭВМ в процессе проектирования — один из принципов построения и эксплуатации САПР.

2. САПР — иерархическая система, реализующая полный подход к автоматизации всех уровней проектирования. Иерархия уровней проектирования отражается в структуре специального программного обеспечения САПР в виде иерархии подсистем.

Следует особо выделить целесообразность обеспечения комплексного характера САПР, так как автоматизация проектирования только на одном из уровней оказывается существенно менее эффективной, чем полная автоматизация всех уровней. Иерархическое построение относится не лишь к специальному программному обеспечению, но и к техническим средствам САПР, разделяемых на центральный вычислительный комплекс и автоматизированные рабочие места проектировщиков.

3. САПР — совокупность информационно-согласованных подсистем. Этот совсем принципиальный принцип обязан относиться не лишь к связям меж крупными подсистемами, но и к связям меж более маленькими частями подсистем.
Информационная согласованность значит, что все либо большая часть вероятных последовательностей задач проектирования обслуживаются информационно согласованными программами. Две программы являются информационно согласованными, если все те данные, которые представляют собой объект переработки в обеих программах, входят в числовые массивы, не требующие конфигураций при переходе от одной программы к другой. Так, информационные связи могут проявляться в том, что результаты решения одной задачки будут исходными данными для другой задачки. Если для согласования программ требуется значимая переработка общего массива с ролью человека, который добавляет недостающие характеристики, вручную перекомпоновывает массив либо изменяет числовые значения отдельных характеристик, то программы информационно не согласованы. Ручная перекомпоновка массива ведет к существенным временным задержкам, росту числа ошибок и поэтому уменьшает спрос на сервисы САПР. Информационная несогласованность превращает САПР в совокупность автономных программ, при этом из-за неучета в подсистемах многих факторов, оцениваемых в остальных подсистемах, снижается качество проектных решений.

4. САПР — открытая и развивающаяся система. Существует, по крайней мере, две веские предпосылки, по которым САПР обязана быть изменяющейся во времени системой. Во-первых, разработка столь сложного объекта, как САПР, занимает продолжительное время, и экономически выгодно вводить в эксплуатацию части системы по мере их готовности. Введенный в эксплуатацию базовый вариант системы в дальнейшем расширяется. Во-вторых, неизменный прогресс техники, проектируемых объектов, вычислительной техники и вычислительной математики приводит к появлению новейших, более совершенных математических моделей и программ, которые обязаны заменять старые, менее удачные аналоги. Поэтому
САПР обязана быть открытой системой, т. Е. Обладать свойством удобства использования новейших способов и средств.

5. САПР — специализированная система с наибольшим внедрением унифицированных модулей. Требования высокой эффективности и универсальности, как правило, противоречивы. Применительно к САПР это положение сохраняет свою силу. Высокой эффективности САПР, выражаемой до этого всего малыми временными и материальными затратами при решении проектных задач, добиваются за счет специализации систем. Разумеется, что при этом растет число разных САПР. Чтоб понизить расходы на разработку многих специализированных САПР, целесообразно строить их на базе наибольшего использования унифицированных составных частей. Нужным условием унификации является поиск общих черт и положений в моделировании, анализе и синтезе разнородных технических объектов. Непременно, может быть сформулирован и ряд остальных принципов, что подчеркивает многосторонность и сложность трудности САПР.


4. СТАДИИ сотворения САПР

Создание и развитие САПР осуществляется самой проектной организацией с привлечением (при необходимости) остальных организации-соисполнителей, в том числе научно-исследовательских институтов и высших учебных заведений.
Следует выделить, что создание САПР — сложная и трудоемкая работа, выполнение которой под силу лишь большому высококвалифицированному коллективу разработчиков.

Процесс сотворения САПР включает в себя восемь стадий: предпроектные исследования, техническое задание, техническое предложение, эскизный проект, технический проект, рабочий проект, изготовление, отладка и испытание, ввод в действие.

управление разработкой, внедрением, эксплуатацией и модернизацией систем и компонентов САПР в проектной организации обязано заниматься специализированное подразделение, включающее группы профессионалов соответствующих направлений.

Предпроектные исследования проводятся для выявления готовности конкретной проектной организации к внедрению автоматизированных способов.
базу данной работы составляет системное обследование объекта проектирования и используемых в инженерной практике обычных способов и приемов проектирования, а также размера технической документации, разрабатываемой в процессе проектирования. Процесс обследования осуществляется основным образом опросом опытных проектировщиков и конструкторов.

В итоге обследования определяется необходимость и экономическая эффективность сотворения автоматизированной системы. При этом учитывается размер проектно-конструкторских работ, их периодичность, общие издержки инженерного труда, возможность сотворения адекватного математического описания и оптимизационных процедур, необходимость повышения качественных характеристик проектируемого изделия, сокращение сроков проектирования.

Существенным фактором при решении вопроса о целесообразности сотворения
САПР является подготовленность соответствующего проектного подразделения к созданию и внедрению САПР. Подготовленность может быть оценена по следующим критериям:

. возможность формализации проектно-конструкторских задач и реализации математических способов их решения;

. наличие требуемых технических средств и необходимость приобретения и установки дополнительных агрегатов;

. подготовленность информационных фондов и технических средств хранения и обработки информации.

не считая того, принципиально выявить причины оценки подготовленности кадров для эксплуатации САПР, к которым можно отнести следующие:

. соответствие внедряемой системы принятой организации проектных работ;

. наличие в проектно-конструкторской организации кадров для эксплуатации и поддержания работоспособности САПР;

. отношение управления организации к созданию си-темы и уровень организации этих работ;

. психологическая подготовленность коллектива к внедрению САПР.

Техническое задание (ТЗ) является исходным документом для сотворения САПР и обязано содержать более полные исходные данные и требования. Этот документ разрабатывает головной разработчик системы. ТЗ на создание САПР обязано содержать следующие главные разделы:

«.Наименование и область применения», где указывают полное наименование системы и краткую характеристику области её внедрения;

«Основание для создания», где указывают наименование директивных документов, на основании которых создается САПР;

«Характеристика объектов проектирования», где приводят сведения о назначении, составе, условиях внедрения объектов проектирования;

«Цель и назначение», где перечисляют мишень сотворения САПР, её назначение и критерий эффективности её функционирования;

«Характеристика процесса проектирования», где приводят общее описание процесса проектирования, требования к входным и выходным данным, а также требования по разделению проектных процедур (операции), выполняемых с помощью неавтоматизированного и автоматизированного проектирования;

«Требования к САПР», где перечисляют требования к САПР в целом и к составу её подсистем, к применению в составе САПР ранее созданных подсистем и компонентов и т. П.;

«Технико-экономические показатели», где оценивают издержки на создание
САПР, указывают источники получения экономии и ожидаемую эффективность от внедрения САПР.

На стадиях технического предложения, эскизного и рабочего проектирования выбираются и обосновываются варианты САПР, разрабатываются окончательные решения. При этом выполняются следующие главные виды работ:

. выявление процесса проектирования (его метод), т. Е. Принятие главных технических решений;

. разработка структуры САПР и её взаимосвязи с другими системами

(определение состава проектных процедур и операции по подсистемам; уточнение состава подсистем и взаимосвязи меж ними; разработка схемы функционирования САПР в целом);

. определение состава способов, математических моделей для проектных операций и процедур; состава языков проектирования; состава информации

(размер, методы её организации и виды машинных носителей информации); состава общего, специализированного общего и специального программного обеспечения;

. формирование состава технических средств (ЭВМ периферийные устройства и остальные элементы);

. принятие решений по математическому, информационному, программному и техническому видам обеспечения по САПР в целом и раздельно по подсистемам;

. расчет технико-экономических характеристик САПР.

Оформление всей документации, нужной для сотворения и функционирования САПР, выполняют на стадии рабочего проектирования.

На стадии производства, отладки и тесты создают установка, наладку и испытание комплекса технических средств автоматизации проектирования, на тестовых примерах доводят программное обеспечение и подготавливают проектную компанию к вводу в действие САПР.

Ввод в действие системы осуществляют после опытного функционирования и приемочных испытаний у заказчика.

5. ОТОБРАЖЕНИЕ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ В ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САПР

Важнейшим вопросом при разработке САПР после формализации процесса проектирования является вопрос отображения проектно-конструкторской деятельности инженера в программное обеспечение.

В общем, виде процесс проектирования в САПР можно упрощенно представить схемой, показанной на рис. 1. Эта схема показывает элементарную ячейку проектно-конструкторского процесса, из цепочки, которых состоит настоящий автоматизированный процесс. Все системы проектирования, создаваемые с помощью современных средств вычислительной техники, являются автоматизированными. Важнейшую роль в этих системах играется человек-инженер, разрабатывающий проект новейших технических средств. Человек в САПР решает все неформализованные проектные задачки и задачки планирования работ. Современная
САПР является инвентарем высококвалифицированного инженера- проектировщика, поэтому тесное взаимодействие человека и ЭВМ в процессе проектирования — один из важнейших принципов построения и эксплуатации
САПР.

главным блоком в схеме процесса автоматизированного проектирования
(рис. 1) Является блок проектных решений. В зависимости от полноты формализации наших знаний в конкретной предметной области проектное решение может быть выполнено автоматом либо в интерактивном режиме. На базе входных данных и ограничений (независящие характеристики проектирования) блок изменяет варьируемые характеристики (причины решения) до получения приемле-

Ограничения

Получение проектных решений

Входные Варьируемые Проектные

Проектные данные характеристики процедуры решения

Оценка результатов проектирования

Выходная документация

Рис. 1. Схема процесса автоматизированного проектирования

мых проектных решений (зависимых переменных).
Результаты проектирования обязаны быть представлены в виде, удобном для восприятия человеком, и содержать информацию, на базе которой инженер мог бы вынести суждение о результатах проектирования.
Если проектное решение утверждается, то оформляется требуемая выходная документация; если нужна корректировка проекта, инженер, уточняя варьируемые характеристики, в интерактивном режиме добивается подходящих результатов; когда же проектно-конструкторский процесс не приводит к намеченной цели, нужно уточнить входные данные и ограничения.
Рассмотрение даже таковой упрощенной схемы процесса проектирования дозволяет уточнить разделение функции меж инженером и ЭВМ в САПР.
Получение вариантов проектных решений и их представление в виде, удобном для восприятия человеком, может быть возложено на ЭВМ в той мере, в какой это дозволит сделать математическое обеспечение проектных процедур. Но даже при автоматическом получении вариантов проектных решений за инженером остаются важнейшие функции — ввод исходных данных для проектирования, окончательная оценка и утверждение проектных решении. В интерактивном же режиме проектирования инженер конкретно участвует в ходе решения задач, воздействуя на выбор факторов решения и уточняя независящие переменные. Получение выходной документации в согласовании с существующими требованиями является операцией рутинной и обязано выполняться автоматом.

На основании изложенного модель программного обеспечения автоматизированной проектной процедуры можно представить схемой, показанной на рис. 2.

Формирование
Задание входных данных варьируемых

характеристик

Корректировка перечень

перечень входных данных входных варьируемых Распечатка данных характеристик варьируемых

Распечатка характеристик входных данных Расчетный модуль

Подготовка

Формирование перечень

Проектные данных для ограничений ограничений решения оценки решений

Корректировка
Визуализация ограничений проектных

решений

Распечатка ограничений
Документирование проектных решений

Рис. 2. Модель программного обеспечения проектной процедуры в САПР

Обобщенная модель программного обеспечения проектной процедуры в САПР имеет ряд составляющих и списки данных. В общем, виде любая составляющая обязана реализоваться своим программным модулем.

Назначение модуля формирования входных данных состоит в разработке перечня этих данных для проектирования и его контроля при вводе в систему.
Структура и формат перечня входных данных зависят от содержания проектной процедуры (расчетного модуля). нужно предугадать существование нескольких версий перечня входных данных, которые с заданными именами хранятся на участках магнитного диска. Структура перечня данных определяется разработчиком САПР, а формируется он или в диалоговом режиме юзером, или генерируется автоматом предыдущими проектными процедурами.

Программный модуль корректировки входных данных предугадывает редактирование (удаление, вставку и т. П.) Перечня, потребность в котором возникает из-за ошибок юзера при вводе данных, обнаруживаемых при контроле, а также при необходимости их уточнения в итоге анализа и оценки проектных решений.

Для обеспечения тщательного контроля в САПР обязаны быть предусмотрены программные средства для визуализации списков данных. В общем случае нужно иметь возможность получения нескольких видов распечатки перечня данных: двоичный, десятичный, символьный, табличный и по записям. Для реализации разных требований юзера распечатка может выводиться на экран монитора либо на АЦПУ. Все эти операции выполняет модуль распечатки входных данных.

Программные модули формирования, корректировки и распечатки ограничении на процесс проектирования работают аналогично описанным. Структура и формат ограничений зависят от проектного модуля, но они значительно меньше подвержены изменениям, чем структура и формат исходных данных. Но нужно предугадывать существование нескольких версий этих списков
(к примеру, общих требований к техническим средствам со стороны разных заказчиков).

Создание и контроль перечня варьируемых характеристик осуществляются программными модулями их задания и распечатки.

Расчетный модуль программного обеспечения процесса проектирования предназначен для автоматического выполнения ЭВМ всех тех операций проектной процедуры, которые удалось полностью формализовать.

Получаемые варианты проектных решений обрабатываются программным модулем подготовки данных для оценки решений и передаются модулю визуализации.
Анализируя результаты проектно-конструкторского процесса, инженер обязан иметь возможность просмотра выходных данных на АЦПУ, мониторе и графопостроителе, к примеру, в виде таблиц, схем и чертежей.

Допустимо существование нескольких версий проектных решений, которые хранятся на магнитном диске и могут быть представлены в требуемом виде с помощью программного модуля документирования проектных решений.

Связь меж различными программными модулями проектной процедуры и взаимодействие данной проектной процедуры с другими происходит через общую память.

Это дозволяет осуществлять интерактивный автоматизированный процесс проектирования с сохранением множества разных версий, как входных данных, так и проектных решений. Для выполнения требования принципа рациональной связи САПР с окружающей средой при проектировании программного обеспечения следует стремиться к тому, чтоб перечень входных данных был результатом прошлых проектных процедур либо модулей. Это достигается при разработке информационного обеспечения САПР.

6. СПЕЦИФИКА ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ САПР

В комплекс средств автоматизированного проектирования входит информационное обеспечение, которое представляет собой совокупность документов, описывающих обычные проектные процедуры, типовые проектные решения, типовые элементы и комплектующие изделия, материалы и остальные данные, а также файлы и блоки данных на машинных носителях с записью указанных документов. Главной целью сотворения информационного обеспечения
САПР является разработка информационной системы, позволяющей верно и скоро решать проектные задачки. Это может быть достигнуто своевременной выдачей источнику запроса полной и достоверной информации для выполнения определенной части проектно-конструкторского процесса.

главные требования к информационному обеспечению САПР следующие:

1. Наличие нужной информации для обеспечения как автоматизированных, так и ручных действий проектирования.

2. Возможность хранения и поиска информации, представляющей итог ручных и автоматизированных действий проектирования.

3. Достаточный размер хранилищ информации. Структура системы обязана допускать возможность наращивания емкости памяти совместно с ростом размера информации, подлежащей хранению. Сразу нужно обеспечить компактность хранимой информации и малое изнашивание носителей информации.

4. Достаточное быстродействие системы информационного обеспечения.

5. Возможность быстрого внесения конфигураций и корректировки информации, доведения этих конфигураций до потребителя, а также получение жесткой копии документа.

При разработке информационного обеспечения САПР основная неувязка заключается в преобразовании информации, нужной для выполнения проектно-конструкторских работ над определенным классом объектов, в форму, приемлемую и более рациональную для машинной обработки, и выводе информации на ЭВМ в виде, удобном для восприятия человеком.

Множество данных, которые потенциально могут употребляться при функционировании САПР либо служить запоминаемым результатом её работы, образуют информационную базу данных (БД) системы. Типовыми группами данных информационного обеспечения автоматизированного проектирования являются классификаторы и таблицы соответствия для них, научно-техно и расчетно-проектная (оперативная) информация.

Информационная база

Информационная система

Интерфейс

Проектные модули

(программы)

юзеры САПР

(конструкторы)

Рис. 3 Схема информационного обеспечения САПР

Информационное обеспечение САПР можно представить в виде схемы (рис. 3), Из которой видно, какое место занимает база данных, и каково взаимодействие информационной системы с проектными модулями. Это взаимодействие осуществляется через специально организуемый интерфейс, который защищает проектные программные модули от влияния специфики программной реализации информационной системы, поддерживая тем самым независимость проектных операций от вида представления информации в базе данных, В функции этого интерфейса входит также согласование и сопряжение информационной системы и проектных модулей по форматам записей (информационный аспект), по колам и обозначениям данных (содержательный аспект), и по программным средствам, языкам программирования и т. П. (Программный аспект).

Сложность разработки базы данных обусловлена тем, что формирование её структуры может быть лишь после разработки алгоритмов проектирования.
Степень разработки алгоритмов обязана быть доведена до машинной реализации, так как структура базы данных обязана учесть специфику процесса автоматизированного проектирования. Но для разработки пакета прикладных программ (ППП) необходимы сведения о структуре базы данных. Следовательно, информационное обеспечение и особое программное обеспечение САПР обязаны создаваться параллельно.

Информация, используемая при проектировании, может быть разделена на статическую и динамическую (рис. 4).

Администратор базы данных

База данных

Статическая информация Динамическая информация

Справочные Данные Промежуточные

Результаты данные Т3 данные проектирования

ППП1 ППП2 ……… ПППi …………
ПППn

ПРОЕКТИРОВЩИК

Рис. 4. Схема информационных потоков в САПР

Статическая информация характеризуется сравнимо редкими переменами.
К данной информации следует отнести данные ТЗ на проектирование и справочные данные, имеющие большой размер. Формирование, загрузка и корректировка справочных данных осуществляется только администратором базы данных, т. Е. Системным программером, формирующим базу данных. Администратор базы данных поддерживает непосредственный контакт со службой нормализации и стандартизации проектной организации. Размер данных ТЗ на проектируемый объект существенно меньше размера справочных данных, но круг лиц, имеющих право вносить конфигурации в ТЗ, обязан быть еще более ограничен, чем круг лиц, имеющих право корректировать справочные данные.

Динамическая информация состоит из данных, накапливаемых для выполнения определенных операции проектирования (промежуточные данные), и данных, представляющих собой итог проектирования при выполнении данных операций (на рис. 72 Проектные операции показаны в виде прямоугольников, обозначенных ППП1, ППП2, ... , ПППi, ... , ПППn,). Промежуточные данные постоянно изменяются при функционировании САПР. Вносить конфигурации в варианты проектных решений имеет право лишь конструктор-исполнитель и его управляющий.

Информация, используемая при проектировании, по виду её представления может быть подразделена на документальную, иконографическую и фактографическую. Документальная информация — это метаинформация. Она представляет собой поисковый образ документа, находящегося в базе данных.
При необходимости может быть выдана совокупность документов, удовлетворяющих поисковому виду. В САПР информация такового вида обширно употребляется для нахождения сведений об аналогах объекта проектирования, о патентах и авторских свидетельствах, методике проектирования и расчетов, результатах тесты и т. П.

Информация, которая содержится в изображениях документов (чертежи, фото и т. Д.), В идентичной форме представления именуется иконографической. Для её хранения употребляют особые носители
(микрофиши, рулонные микрофильмы, магнитные ленты видеозаписей и т. Д.). В современных САПР этот вид информации служит для хранения огромных размеров графической информации, поиск которой может осуществляться с помощью сопровождающей её документальной информации.

базу базы данных САПР составляет фактографическая информация. Она представляет собой числовые и буквенные справочные данные о материалах, ценах, комплектующих изделиях, о спроектированных в САПР объектах и т. П.
Сюда же относятся данные, нужные для выполнения расчетов: коэффициенты, таблицы, аппроксимированные графические зависимости и т. Д.

В настоящее время различают два вида автоматизированных информационных систем САПР — банки данных и информационно-поисковые системы (ИПС). Эти системы различаются видом хранимой и обрабатываемой информации и информационным языком, с помощью которого осуществляется описание данных и манипуляции с ними. Эти различия накладывают определенные ограничения на компанию информации в системе (структуры данных, форматы, связи, доступ и т. Д.) И на программную реализацию.

Функционирование информационной системы обеспечивается программно- техническими средствами (машинная организация) и средствами внемашинной организации.

Программно-технические средства информационных систем — это, как правило, особые ППП, которые обеспечивают скопление (ввод, конфигурации, модификацию), хранение и поиск информации.

К средствам внемашинной организации данных в информационных системах относятся: система классификации и кодировки информации; система ведения информационных массивов (входные формы и таблицы, оперативные документы на изменение информации и т. Д.); Методические инструментальные материалы для "системного персонала (службы администрации).

Проектирование, компанию функционирования и развитие информационной системы обеспечивает системный персонал.

В информационно-поисковых системах САПР хранится и обрабатывается, как правило, документальная информация. Информационный язык в ИПС — это ограниченный (нормированный) естественный язык, с помощью которого обрисовывают содержание документальных источников информации (статей, книг, стандартов и т. Д.) В виде комплекса понятий, отражающих основное содержание документов.

В информационно-поисковых системах ППП не имеет специального наименования, и молвят о ППП для ИПС.

Единицей хранения информации в ИПС является описание конкретного документа. Прообразами накапливаемых в системе описаний документов служат некие внешние первичные документы, содержащие информацию, используемую в процессе автоматизированного проектирования. Таковыми первичными документами могут быть отчеты по научным и конструкторским работам, патенты, справочники, статьи, сборники и т. Д.

С точки зрения юзера, каждое описание документа представляет собой краткую библиографию источника информации (автор, название, заглавие источника, год выпуска, издательство, инструкция либо реферат).
Для обеспечения взаимодействия юзеров и ИПС служит нормативный
(фиксированный) словарь понятий, с помощью которого можно обрисовывать содержание, как документов, так и запросов. Таковой словарь именуется тезаурусом. Тезаурус является моделью системы понятий предметной области.
Поэтому документ, записанный в память ЭВМ, не считая библиографии, имеет поисковые признаки либо поисковый образ, который составляется по определенным правилам с помощью понятий тезауруса. Запросы к системе формулируются также с помощью тезауруса по определенным правилам.
Совокупность правил перевода с естественного языка на язык системы, и тезаурус образуют информационно-поисковый язык системы.

Совокупность документов в памяти ЭВМ образует последовательный массив
(файл). Поиск информации в системе осуществляется методом сравнения понятий поискового вида документа и понятий запроса. При их полном либо частичном совпадении (в зависимости от критерия выдачи) документ считается релевантным, т. Е. Подходящим запросу.

Но при таковой последовательной организации информации поиск и сравнение со всеми поисковыми видами заняли бы много времени. Для более эффективной организации информации в систему вводят инверсный (поисковый) массив, в котором каждому понятию тезауруса поставлен в соответствие набор номеров документов, в которых это понятие встречается.

К функциям ППП для ИПС относятся:

. ведение и внедрение информационно-поискового языка;

. ввод, скопление и изменение информации;

. поддержка инверсного массива;

. поиск и выдача информации по запросам.

ИПС описанного выше типа именуются документальными ИПС.

Существует ИПС фактографического типа. Они различаются тем, что в них хранение и поиск осуществляется не по набору понятий, а по набору признаков каких-или объектов, т. Е. Не считая тезауруса в системе предусмотрен еще и особый классификатор признаков объектов. ИПС фактографического типа более близки по собственной организации к банкам данных.

более высокой формой организации информационного обеспечения огромных
САПР являются банки данных. Они представляют собой проблемно- ориентированные информационно-справочные системы, которые обеспечивают ввод нужной информации, автономное от конкретных задач ведение и сохранение информационных массивов, и выдачу нужной информации по запросу юзера либо программы.

В банках данных употребляется информация фактографического вида.
Информационный язык — совокупность двух языков: языка описания структуры данных и языка манипулирования данными. Пакетом прикладных программ этих информационных систем является система управления базами данных (СУБД), которая обеспечивает работу с информационной базой, организованной в виде структуры данных. По данной заблаговременно сформированной структуре (модели) данных делается их описание, хранение и поиск.

В СУБД описание структуры информации принято именовать схемой. В зависимости от уровня представления информации различают следующие типы схем:

. концептуальный (общее представление об информационной базе предметной области);

. внешний (представление нн4юрмации со стороны юзеров либо задач; при большом числе задач их представления могут пересекаться); внешних схем бывает несколько;

. внутренний (представление информации в базе данных, т. Е. На физических носителях — магнитных дисках).

посреди всех перечисленных уровней представления информации концептуальный уровень занимает особенное место. Он связывает внешний уровень с внутренним и обеспечивает их относительную независимость, т. Е. Возможность конфигурации наружной схемы при постоянной внутренней и напротив. Роль концептуального уровня состоит, до этого всего, в том, что на нем отображается та часть общей информационной базы, которая обязана быть представлена в виде базы данных.
Концептуальный уровень обеспечивает независимость СУБД от конкретного вида
ЭВМ. Формализованное описание информационной базы на концептуальном уровне, как правило, осуществляется в определениях конкретной СУБД.

Но на начальном этапе проектирования информационной базы еще неизвестно, какая СУБД удовлетворяет требованиям создаваемого банка данных. Поэтому вводится дополнительный уровень, на котором можно было бы задать описание предметной области, не касаясь вопросов реализации, т. Е. Использования конкретной СУБД. Его называют информационно-логическим (инфологическим).
общественная схема отображения уровней информации представлена на рис. 5.

В рамках конкретной СУБД


Информационное Информационная Концептуальная Внутренняя пространство модель модель модель

Внешняя Внешняя модель 1 модель 2 .

. . . . .

Рис. 5 Схема отображения уровней информации при проектировании банков данных

Информационно-логическая модель описывает информационные потребности проектируемой системы и свойства информационной базы.

СУБД выполняет следующие главные функции:

. определение баз данных (т. Е. Описание концептуального, внешнего и внутреннего уровней схем);

. запись данных в базу;

. компанию хранения данных (изменение, дополнение, реорганизация данных);

. представление доступа к данным (поиск и выдача данных).

Дополнительные функции (диалог, многопользовательский режим и т. Д.) Могут быть реализованы в виде пакетов программ окружения СУБД.

Для определения данных и доступа к ним в СУБД имеются языковые средства
(особые языки). Так, определение данных (описание концептуальной, внутренней и наружной структур) обеспечивается с помощью языка определения данных. Функции доступа к данным реализуются с помощью языка манипулирования данными и языка запросов.

По типу поддерживаемых структур различают следующие виды СУБД: иерархический, сетевой и реляционный.

-----------------------
[pic]



   Другие работы из раздела:


Информационный рынок
Информационный рынок Введение. В рыночном хозяйстве принято выделять четыре макросектора: потребительских благ, средств производства, труда, средств и ценных бумаг. Современное создание немыслимо без функционирования пятого сектора - рынка информации. сейчас во всех...

Сохранение данных в операционных системах
РЕФЕРАТ «СОХРАНЕНИЕ ДАННЫХ» Администрирование дисков в WINDOWS 2000 бывалые юзеры Windows NT успели привыкнуть к утилите Disk Administrator, с помощью которой можно было создавать, удалять и поменять...

Текстовый редактор очами юзера
Текстовый редактор очами юзера Александр Петров Было время, когда набор и оформление двух-трех страниц печатного текста силами ПЭВМ казались чем-то из области фантастики. С течением времени, по мере развития вычислительной техники и программного обеспечения,...

Некие методы разбиения множеств
Введение В наш бурно развивающийся век, казалось бы, все методы, которые можно придумать, уже придуманы. Но время от времени встречаются задачки, для которых нет подходящих алгоритмов. Быть может потому, что задачка...

Методика сотворения программ
Методика сотворения программ. тут мы рассмотрим один из более принципиальных вопросов: как создавать программу? До сих пор мы имели дело с относительно небольшими программами для решения несложных алгоритмических заморочек. Мы познакомились с значимостью и ролью ...

Работа с редактором Vi. Остальные текстовые редакторы UNIX
Кабинет информационных технологий главенствующего учебного центра ОАО «Укртелеком» в г. Луганске Реферат на тему: Работа с редактором Vi. остальные текстовые редакторы UNIX.слушатель: Литвин В.Н.группа: 11.2.8управляющий: Зайко...

Обработка транзакций
СодержаниеВведение……………………………………………………..………………….... 3 1. базы обработки транзакций…………………………..………………….... 4 2. Принципы и модели обработки транзакций…………..……………….......... 5 2.1. Плоские транзакции………………………..……………………….... 6 2.2. Контрольные...

Зоновые и сотовые сети связи
Киевский институт связи потух им. А.С.Попова кафедра "Автоматическая электросвязь" РЕФЕРАТ по дисциплине "Зоновые и сотовые сети связи" на тему: "Стандарты AMPS – D/APMS" Студентки гр. АД-42Б Оломуцкой Виктории  Геннадиевны ...

PCI – шина
PCI - шина PCI (Peripheral Component Interconnect bus) - шина для подсоединения периферийных устройств. Стала массово применяться для Pentium-систем, но употребляется и с 486 процессорами. Частота шины от 20 до 33 МГц, теоретически наибольшая скорость 132/264 Мбайт/с...

Устройство графического ввода - Сканер
Комитет общего и профессионального образования РФ. Оренбургский Государственный институт. Кафедра ВМКСиСОренбург’99 Выполнил :Андрющенко Д.А. Группа : Проверил :Синицин Ю.И. Тема:”Сканеры. ” Введение. Сканером именуется устройство,...

Информационное орудие и информационные войны
Реферат «Информационное орудие и информационные войны». Сейчас много молвят об информационном оружии и новом лице войны. Основной тезис состоит в том, что войну можно вести более мастерски и "цивилизованно". заместо того, чтоб вводить в стан противника танки...

Маршрутизаторы Cisco в сетях X.25
Реферат Тема: Маршрутизаторы Cisco в сетях X.25. Оглавление|1. |Назначение и структура сетей Х.25…………………………………... |4 | |1.1|Адресация в сетях Х.25……………………………………………… |6 | |1.2|Стек протоколов сети Х.25…………………………………………... |7 | |2. |Поддержка сервиса Х.25 В...



 
 
     
 



Главная Административное право Архитектура Астрономия Банковское дело Биографии Биология Бухгалтерский учет и аудит Валютные отношения География Государство и право Делопроизводство ЕГЭ Журналистика Зоология Исторические личности История История техники Коммуникации и связь Компьютерные науки Краеведение и этнография Краткое содержание произведений Криминалистика Культура и искусство Литература и русский язык Логистика Маркетинг Математика Международные отношения Менеджмент Наука и техника Политология Право, юриспруденция Предпринимательство Радиоэлектроника Религия и мифология Социология Физкультура и спорт Хозяйственное право Экономика Экономическая география