Виды обеспечения САПР
Каждая подсистема САПР строится на основе различных, но взаимосвязанных средств автоматизации. Эти средства можно условно разбить на семь типов, которые называются видами обеспечения САПР, а именно:
1) математическое обеспечение;
2) программное обеспечение;
3) информационное обеспечение;
4) техническое обеспечение;
5) лингвистическое обеспечение;
6) методическое обеспечение;
7) организационное обеспечение;
Математическое обеспечение САПР
Наиболее сложным этапом создания САПР является разработка математического обеспечения (МО). Последнее во многом определяет производительность и эффективность работы САПР в целом. МО САПР базируется на алгоритмах, по которым разрабатывают программное обеспечение (ПО) САПР. МО САПР включает разнообразные элементы, среди которых имеются инвариантные – принципы разработки функциональных моделей, методы численного решения уравнений, поиски экстремума. По назначению и способом реализации МО САПР подразделяется на две части:
- математические методы и построение на их основе математические модели объектов проектирования;
- формализованное описание технологии автоматизированного проектирования.
В составе любой САПР эти части МО должны органично взаимодействовать.
Математическое обеспечение (МО) при автоматизированном проектировании в явном виде не используется, а применяется производный от него компонент — программное обеспечение.
Вместе с тем разработка МО является самым сложным этапом создания САПР, от которого при использовании условно одинаковых технических средств в наибольшей степени зависят производительность и эффективность функционирования САПР в целом.
Формализация процессов автоматизированного проектирования в комплексе является более сложной задачей, чем алгоритмизация и программирование отдельных проектных задач. При решении задач данной части должна быть формализована вся логика технологии проектирования, в том числе логика взаимодействия проектировщиков друг с другом с использованием средств автоматизации. Указанные проблемы решались и решаются в настоящее время эмпирическим путем, главным образом — методом проб и ошибок.
Информационное обеспечение САПР
Основой информационного обеспечения (ИО) САПР являются данные, которые используют проектировщики для выработки проектных решений. Совокупность данных, используемых всеми компонентами САПР, составляет ее информационный фонд (банк данных). Данные могут быть представлены на различных носителях в виде тех или иных документов, содержащих справочные сведения о материалах, типовом оборудовании, типовых проектных решениях, параметрах элементов, сведения о состоянии текущих разработок. Это могут быть различные справочники, таблицы, промежуточные проектные решения, параметры проектируемого изделия и т.п., в общем, все, что угодно.
Данные, которые являются результатом какого-либо одного процесса преобразования, могут являться исходными для другого процесса преобразования. Основным назначением ИО САПР является ведение информационного фонда, которое заключается в обеспечении создания, поддержки и организации доступа к данным. ИО САПР представляет собой, таким образом, совокупность информационного фонда и средств его ведения.
Вся разнообразная по содержанию информация, используемая в САПР, аккумулируется в базе данных (БД). Последняя создается на основе единой системы классификации, кодирования всей совокупности информации по форме, а также централизации БД для того, чтобы одними и теми же БД могли пользоваться и технологи конструкторы.
Первоначальная форма информации может быть документальной (например, в виде технологической карты обработки типовой детали), иконографической (например, чертеж инструмента, приспособления) или фактографической (например, технологический диапазон параметров оборудования, взятый из его паспорта).
БД должна постоянно пополняться информацией на основе разработки систем классификации и кодирования. Это позволяет эффективно использовать принципы групповой технологии сборки или обработки и избегать повторных разработок путем применения вместо них выполненных ранее разработок.
Для управления информацией, находящейся в БД используются системы управления базами данных (СУБД).
Программное обеспечение САПР
Программное обеспечение САПР представляет собой совокупность машинных программ и сопутствующих им эксплуатационных документов, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования. Полнота, свойства и характеристики ПО — определяют функциональные возможности, область и эффективность использования САПР.
ПО САПР состоит из:
- документов с текстами программ;
- программ на всех видах машинных носителей;
- эксплуатационных документов (инструкций по применению и т.д.).
Программное обеспечение подразделяют на общесистемное (общее) и прикладное (специальное).
Операционные системы относятся к первому виду ПО, а, скажем, программное обеспечение для прогнозирования погоды в Екатеринбурге – к специальному ПО.
Общесистемное ПО служит для организации функционирования технических средств.
Прикладное ПО ориентировано на конкретную предметную область автоматизированного проектирования. В прикладном ПО реализуется МО для непосредственного выполнения проектных процедур. Прикладное ПО, как правило, имеет форму пакетов прикладных программ ППП. Каждый из этих пакетов имеет четкую профессиональную направленность и обслуживает определенный этап процесса проектирования или группу аналогичных задач внутри различных этапов.
Совокупность машинных программ, представленных в заданной форме, необходимых для выполнения какой-либо машинной процедуры называют пакетом прикладных программ (ППП).
Часть ПО, служащая для управления процессом переработки информации на ЭВМ, называется операционной системой (ОС). Последняя неотделима от комплекса аппаратуры, которая является частью САПР и воспринимается пользователем как ее продолжения.
Программы, входящие в ПО, должны:
- обеспечивать экономичность использования ресурсов ЭВМ (памяти и времени процессора), т.е. быть эффективными;
- обладать надежностью;
- обладать структурностью и модульностью, которые заключаются в том, что сложная задача может быть разделена на более простые, каждой из которых соответствует определенный программный модуль;
- допускать модифицируемость, т.е. вносимые в программы изменения не должны ухудшать их качества;
- допускать переносимость на новые виды вычислительной техники и технологических задач;
- быть согласованными, т.е. данные, которые используются в двух и более программах, должны входить в числовые массивы, не требующие коррекций при переходе от одной программы к другой;
- быть дружественными, т.е. удобными для пользования.
