8. Техническое обеспечение сапр

Создание и использо­вание ЭВМ позволило значительно снизить трудоемкость и продолжительность вычислительных работ. Но в про­цессе проектирования изделий и технологических процес­сов доля собственно вычислительных работ не превыша­ет 15 %. Автоматизация проектирования потребовала выпуска специализированных средств САПР. Техниче­ское обеспечение САПР представляет собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для выполнения автоматизиро­ванного проектирования.

Любые вычислительные комплекты САПР, в том числе и АРМ, должны включать необходимое число периферий­ных устройств для ввода и отображения информации, в том числе графические и алфавитно-цифровые дисплеи (ГД и АЦД) с графическими планшетами и электронны­ми перьями, высокоточные рулонные и планшетные гра­фопостроители различного формата, кодировщики графи­ческой информации (сколки), устройства снятия твердой копии с изображения на экране дисплея, интеллектуаль­ные видеотерминалы с растровыми цветными дисплеями, накопители на переносных магнитных и оптических дисках емкостью до 630 Мбайт, накопители на дисках типа «Винчестер» емкостью 10—50 Гигабайт, функ­циональные клавиатуры, устройства вывода информации на микрофильмы и микрофиши, устройства связи с ЭВМ верхнего уровня и модемы.

В последнее время все большее применение в САПР находят персональные ЭВМ (ПЭВМ), мощности которых могут наращиваться в зависимости от сложности решаемых задач.

В перспективе предусматривается переход к магистрально-модульной архитектуре АРМ, предполагающей, в частности, стандартизацию аппаратно-программных ин­терфейсов, в модификациях АРМ будет использована стандартная конструктивная база, построенная на меж­дународных стандартах. Программное обеспечение АРМ намечено проводить централизованно и поставлять по за­казам пользователей в составе ПТК через Интернет. Основу перспективного технического обеспечения САПР составят типовые ПТК, требования к которым установлены ГОСТами.

9. Программное обеспечение сапр

Программное обеспе­чение (ПО) САПР представляет собой совокупность всех про­грамм и эксплуатационной документации к ним, необ­ходимых для выполнения автоматизированного проекти­рования. Программное обеспечение делится на общеси­стемное и специальное (прикладное).

Общесистемное ПО предназначено для органи­зации функционирования технических средств, т. е. для планирования и управления вычислительным процессом, распределения имеющихся ресурсов, и представлено опе­рационными системами ЭВМ и вычислительных комплек­сов (ВК). Общесистемное ПО обычно создается для многих приложений и специфику САПР не отражает.

В специальном (прикладном) ПО реализуется математическое обеспечение для непосредственного вы­полнения проектных процедур. Прикладное ПО обычно имеет форму пакетов прикладных программ (ППП), каж­дый из которых обслуживает определенный этап процесса проектирования или группу однотипных задач внутри различных этапов.

Рассмотрим принципиальные особенности ПО, влияющие на организацию и эффективность создания и ис­пользования САПР. С развитием и совершенствованием ЭВМ все большее значение приобретает такой компонент общесистемного ПО, как операционные системы (ОС). Возможности, предоставляемые пользователям современ­ными ВС, в большей степени определяются их операци­онными системами, чем техническими устройствами. ОС организует одновременное решение различных задач на ЭВМ, динамическое распределение каналов передачи дан­ных и внешних устройств между задачами, планирование потоков задач и последовательность их решения с учетом установленных критериев, динамическое распределение памяти вычислительного комплекса. Однако ОС требует для своей работы определенных ресурсов: процессора, внешней и основной памяти. Чем большими возможно­стями обладает ОС, тем больше требуется для нее ресур­сов.

Операционные системы можно генерировать приме­нительно к определенным конфигурациям технических средств вычислительного комплекса и кругу решаемых задач. Но при этом параметры и состав технических средств ограничивают возможности ОС.

Важным компонентом общесистемного ПО является базовое ПО. Базовое ПО не является объектом раз­работки при создании программного обеспечения САПР. Примером может служить базовое ПО для обработки геометрической и графической информации, для формиро­вания и использования баз данных (БД).

Использование АРМ, в состав которых включено по­добное базовое ПО, реализующее стандартные проектные процедуры, существенно снизит трудоемкость создания программного обеспечения САПР. Однако во всех случаях за создателями САПР останется разработка прикладного ПО. С расширением области применения вычислительной техники и усложнением задач автоматизации процессов проектирования возрастают сложность и трудоемкость программирования.

В последнее время, особенно в связи с широким внедрением в инженерную практику персональных компьютеров, начинают исполь­зоваться функциональные и интегрированные пакеты программ.

Функциональные пакеты программ (ФПП) — это комплекс программных средств, ориентированных на выполнение опреде­ленной функции, более или менее безотносительно к конкрет­ному предметному содержанию (обработка текстов — текстовые редакторы, обработка таблиц, графики).

Интегрированные пакеты программ (ИПП) — это сочетание разных пакетов программ в единой технологической системе.

Интеграция может быть реализована соединением основных функциональных пакетов в целостную монолитную систему, представленную единым программным модулем, или путем созда­ния набора вспомогательных средств интерфейсного характера для обеспечения взаимодействия пакетов, представленных неза­висимыми модулями.

Прикладное программное обеспечение должно удовлетворять следующим основным требованиям:

• Правильность — это функционирование в соответствии с моде­лируемым объектом и полным совпадением с выбранным алгорит­мом решения.

• Точность — результаты расчета имеют допустимые отклонения от реальных.

• Совместимость — возможность работы не только в автономном режиме, но и в составе интегрированных систем, САПР и др.

• Надежность — при всех условиях обеспечивает повторяемость результата.

• Универсальность — работа при любых допустимых исходных данных.

• Защищенность — сохранение работоспособности при возникно­вении сбоев.

• Полезность — практическая ценность решаемых задач.

• Эффективность — требуемые ресурсы (память, время) не­велики.

• Проверяемость — возможность демонстрации качества на прак­тике.

• Адаптируемость — возможность быстрой модификации с целью приспособления к изменяющимся условиям функционирования.

В последнее время общее признание получил модульный прин­цип построения программного обеспечения, программ.

Программы целесообразно разбивать на модули, для того чтобы упростить их разработку и реализацию; облегчить восприя­тие программы; упростить их отладку и модификацию; облегчить работу с данными, имеющими сложную структуру; избежать чрезмерной детализации алгоритмов; обеспечить более выгодное размещение программ в памяти компьютера.

Каждый модуль обычно представляет собой самостоятельную программу, предназначенную для расчета отдельных компонен­тов, систем или реализующую один из методов расчета или отдель­ную его процедуру.

Модуль должен быть, как правило, независимым от рассма­триваемых вариантов объекта, процесса, системы (структуры, режима функционирования и др.). Он должен быть тем элементом (компонентом), с помощью которого можно описать любой вариант объекта, процесса, системы.

Наличие таких модулей позволяет свести к минимуму процесс дополнительного программирования, сократить время по подго­товке пользователя к работе. В процессе реальной работы с таким программным обеспечением проводится постоянная замена самих модулей или отдельных компонент, соответствующих тому или иному варианту объекта, процесса, системы, с максимальной уни­фикацией ввода и вывода данных.