Зміст
1. Перерахуйте основні напрями подальшого розвитку САПР
2. Опишіть пристрої введення-виведення інформації ЕОМ
3. Опишіть склад лінгвістичного забезпечення САПР. Детально зупиніться на діалогових мовах
Список використовуваної літератури
1. Перерахуйте основні напрями подальшого розвитку САПР
Система автоматизованого проектування (САПР, в англомовному написанні CAD System - Computer Aided Design System) - це система, що реалізує проектування, при якому всі проектні рішення або їх частина отримують шляхом взаємодії людини і ЕОМ.
На даний момент існує кілька класифікаційних підгруп, з них три основних: машинобудівні САПР (MCAD - Mechanical Computer Aided Design), архітектурно-будівельні САПР (CAD/AEC - Architectural, Engineering, and Construction), САПР друкованих плат (ECAD - Electronic CAD/EDA - Electronic Design Automation). Найбільш розвиненим серед них є ринок MCAD, у порівнянні з яким сектори ECAD і CAD/AEC досить статичні і розвиваються слабо. Розглянемо процес розвитку автоматизованого проектування в машинобудуванні.
Сучасний ринок машинобудування висуває все більш жорсткі вимоги до термінів і вартості проектних робіт. Проведення конструкторських робіт, націлених на створення якісної, конкурентоспроможної продукції, пов'язане з підготовкою точних математичних моделей вузлів і агрегатів, а також з виконанням величезного обсягу математичних розрахунків, необхідних для інженерного аналізу конструкцій. Основний шлях підвищення конкурентоспроможності підприємства пов'язаний з різким скороченням термінів створення моделей і прискоренням розрахунків математичних параметрів на всіх етапах розробки продукції. Таким чином, застосування високопродуктивних систем автоматизованого проектування, технологічної підготовки виробництва та інженерного аналізу (CAE/CAD/CAM-систем) стало ключовим елементом бізнесу підприємства, працюючого на сучасному ринку машинобудування.
САПР на базі підсистеми машинної графіки і геометричного моделювання (власне CAD - Computer Aided Design) вирішують задачі, в яких основною процедурою проектування є створення геометричної моделі, оскільки будь-які предмети описуються в першу чергу геометричними параметрами.
САПР системи технологічної підготовки виробництва (CAM - Сomputer Aided Manufacturing) здійснюють проектування технологічних процесів, синтезу програм для обладнання з ЧПУ, моделювання механічної обробки та т.п. відповідно до створеної геометричною моделлю.
САПР системи інженерного аналізу (CAE - Computer Aided Engineering) дозволяють аналізувати, моделювати або оптимізувати механічні, температурні, магнітні та інші фізичні характеристики розроблюваних моделей, проводити симуляцію різних умов і навантажень на деталі.
Як правило, ці пакети працюють, використовуючи метод кінцевих елементів, коли загальна модель виробу ділиться на безліч геометричних примітивів, наприклад тетраедрів. Основними модулями програм аналізу є препроцесор, вирішувач і постпроцесор.
Вихідні дані для препроцесора - геометрична модель об'єкта - найчастіше отримують з підсистеми конструювання (CAD). Основна функція препроцесора - представлення досліджуваного середовища (деталі) в сітковому вигляді, тобто у вигляді безлічі кінцевих елементів.
Вирішувач - програма, яка перетворює моделі окремих кінцевих елементів в загальну систему алгебраїчних рівнянь і розраховує цю систему одним з методів розріджених матриць.
постпроцесора служить для візуалізації результатів рішення в зручній для користувача формі. У машинобудівних САПР це форма - графічна. Конструктор може аналізувати поля напружень, температур, потенціалів і т.п. у вигляді кольорових зображень, де колір окремих ділянок характеризує значення аналізованих параметрів.
Нарешті, системи управління інженерними даними (PDM - Product Data Management) забезпечують зберігання і управління проектно-конструкторською документацією розроблюваних виробів, ведення змін до документації, збереження історії цих змін і т. п.
На першому етапі розвитку можливості систем в значній мірою визначалися характеристиками були в той час недостатньо розвинених апаратних засобів ЕОМ. Для роботи з системами САПР використовувалися графічні термінали, що підключаються до мейнфреймів. Процес конструювання механічних виробів полягає у визначенні геометрії майбутнього виробу, тому історія CAD-систем практично почалася з створення першої графічної станції. Така станція Sketchpad, що з'явилася в 1963 г, використовувала дисплей і світлове перо. Її творець І. Сазерленд в подальшому працював в агентстві ARPA і очолював департамент аналізу і обробки інформації, а пізніше став професором Гарвардського університету.
Розвиток комп'ютерної графіки стримувалося не тільки апаратними можливостями обчислювальних машин, але і характеристиками програмного забезпечення, яке повинно було стати універсальним по відношенню до використався апаратних засобів представлення графічної інформації. З 70-х років минулого століття розроблявся стандарт графічних програм. Стандарт на базисну графічну систему включав в себе функціональний опис і специфікації графічних функцій для різних мов програмування.
У 1977 р. ACM представила документ Core, який описував вимоги до апаратно-незалежним програмним засобам. У 1982 р. з'явилася система Graphical Kernel System (GKS), прийнята в якості стандарту в 1985 г, а вже в 1987 р. був розроблений варіант GKS-3D з орієнтацією на 3D-графіку.
Паралельно з розвитком CAD-систем бурхливий розвиток отримали CAM-системи автоматизації технологічної підготовки виробництва. У 1961 р. був створений мову програмування APT (Automatic Programming Tools), згодом ця мова став основою багатьох інших мов програмування стосовно до обладнання з числовим програмним управлінням. Паралельно з роботами, що проводилися в США, в СРСР Г.К. Горанской створив перші програми для розрахунків режимів різання.
Розроблений до 1950 р. метод кінцевих елементів послужив поштовхом до розвитку систем інженерного аналізу CAE. У 1963 р. був запропонований спосіб застосування методу кінцевих елементів для аналізу міцності конструкції шляхом мінімізації потенційної енергії.
У 1965 р. NASA для підтримки проектів, пов'язаних з космічними дослідженнями, поставила завдання розробки кінцево-елементного програмного пакета. До 1970 р. такий пакет під назвою NASTRAN (NAsa STRuctural ANalysis) був створений та введений в експлуатацію. Вартість розробки, тривала 5 років, склала млн. Серед компаній, що брали участь в розробці, була MSC (MacNeal-Schwendler Corporation), яка з 1973 р. почала самостійно розвивати пакет MSC.NASTRAN, що згодом став світовим лідером в своєму класі продуктів. З 1999 р. компанія MSC називається MSC.Software Corporation. У 1976 р. був розроблений програмний комплекс аналізу ударно-контактних взаємодій деформівних структур DYNA-3D (пізніше названий LS-DYNA).
Світовим лідером серед програм аналізу на макрорівні вважається комплекс Adams (Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems), розроблений і вдосконалюється компанією Mechanical Dynamics Inc. (MDI). Компанія створена в 1977 р. Основне призначення комплексу Adams - кінематичний і динамічний аналіз механічних систем з автоматичним формуванням і рішенням рівнянь руху.
Широке впровадження систем САПР в той час стримувалося високою вартістю програмних продуктів і "заліза". Так, на початку 80-х років минулого століття вартість однієї ліцензії CAD-системи доходила до 0000 і вимагала використання дорогої апаратної платформи.
Наступний етап розвитку ознаменувався початком використання графічних робочих станцій під управлінням ОС Unix. В середині 80-х років компанії Sun Microsystems і Intergraph запропонували робочі та графічні станції з архітектурою SPARC. Фірма DEC розробила автоматизовані робочі місця на...