книги / Основы автоматизации проектирования в строительстве

Прикладным называется программное обеспечение (ППО), предназначенное для решения определенной целевой задачи из про­ блемной области. Часто такие программы называют приложениями.

Из всего разнообразия прикладного ПО, используемого в САПР, условно можно выделить следующие группы:

-программы общего назначения;

-типовые проблемно-ориентированные пакеты;

-специализированное ПО, описывающее предметную область деятельности.

Программы общего назначения - это наиболее распространен­ ные программы, которые можно использовать в любой проблемной области. К ним можно отнести:

♦текстовые редакторы и процессоры (NotePad, Edit; Word', WordPad, Ami Pro, Page Maker, Ventura Publisher и др.);

♦табличные процессоры (SuperCalc, MS Excel, Quatro Pro, Lotus 1-2-3 и др.);

♦системы иллюстративной и деловой графики, графические

процессоры. Среди них можно выделить программы, работающие с растровой графикой {Paint, Faure Matiss; Adobe Photoshop, PhotoStyler, Picture Publishe, Picture It! и т.п.), и программы векторной графики {Corel Draw, Adobe Illustrator, Macromedia Freehand, AutoCAD, 3d Studio Max и др.).

Растровая и векторная графика отличаются принципами форми­ рования изображения.

Основной элемент растровой графики - точка, ее цвет яркость и положение на плоскости (экране). Изображение получается путем сканирования или при использовании цифровых фото- и видеокамер. Большинство графических редакторов ориентировано не столько на создание изображения, сколько на его обработку.

Основным элементом векторной графики является линия с коор­

граммные комплексы, позволяющие решать типовые задачи в опре-

деленной сфере деятельности, возникающие в любой отрасли, в том числе и строительной. К ним можно отнести:

♦интегрированные пакеты офисной деятельности (MS Office, Borland Office, Oracle Office, Lotus SmartSuit и др);

♦пакеты статистической обработки данных (Statistica, StatGraphics и др);

♦математические пакеты (MathCAD, Maple, МатЛаб и др);

♦СУБД - системы управления базами данных {dBase, FoxPro,

R:Base, Oracle, Clipper, Paradox, Ingris, MS Access и др.); ♦ экспертные системы {Guru, Leonardo и др.).

Специализированное программное обеспечение - это программ­ ное обеспечение, разработанное с учетом специфики конкретной от­ расли. Оно существует в виде:

1)отдельных программ,

2)пакетов прикладных программ (ППП) без сквозной автома­ тизации,

3)автоматизированных рабочих мест (АРМ) конкретных спе­ циалистов,

4)интегрированных систем или технологических линий проек­ тирования (ТЛП).

Специализированное ПО необходимо выбирать с учетом воз­ можного усовершенствования, удобства освоения и сопровождения системы, полноты документации, получения выходной информации в соответствии с принятыми в организации стандартами, решения всех задач проектирования.

ППО для САПР объектов строительства подробно будет рас­ смотрено в разделах 10-13.

Контрольные вопросы

1.Раскройте понятие «CAD/CAM/CAE/PDM-системы».

2.Каковы тенденции и перспективы развития САПР в строи­ тельстве?

3.Перечислите основные принципы построения САПР.

4.Раскройте понятие «структура САПР». Каково основное на­ значение функциональной части САПР?

5.Какие виды обеспечения входят в состав комплекса средств ав­ томатизации (обеспечивающей части САПР) и каково их назначение?

ЛЕКЦИЯ 3

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САПР

§1. О б щ и е с в е д е н и я о б ЭВМ и в ы ч и с л и т е л ь н ы х

СИСТЕМАХ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В САЦР

Система технического обеспечения проектирующих и функ­ циональных подсистем САПР представляет собой комплекс техни­ ческих средств, предназначенный для сбора, обработки, передачи и выдачи информации, организации общения человека с ЭВМ, из­ готовления проектной документации при решении задач проекти­ рования и управления.

Основу технического обеспечения САПР составляют различ­ ные ЭВМ, оснащенные соответствующими периферийными уст­ ройствами: внешними запоминающими устройствами, устройства­ ми ввода-вывода информации, техническими средствами машинной графики, аппаратурой для связи технических средств между собой и пользователями САПР. К техническому обеспечению САПР отно­ сятся также средства организационной техники, различное измери­ тельное оборудование для получения данных, используемых при проектировании.1

1. Общие сведения об ЭВМ как средстве автоматизации проектирования

ЭВМ представляют собой технические средства (ТС) программ­ ной обработки данных, обеспечивающие разработку и эксплуатацию программного обеспечения САПР, изменение производительности труда путем замены и наращивания ЭВМ.

На первых этапах внедрения ЭВМ в деятельность человека решение задач можно было разделить на два больших класса:

1. Научные и технические расчеты, которые отличались отно­ сительно небольшим объемом входной информации (исходных данных) и выходной информации (результатов расчета) и- очень

Эти небольшие на вид машины несут в себе огромный вычислитель­ ный потенциал. По классам их можно подразделить на офисные ком­ пьютеры, сетевые рабочие станции, графические станции, серверы приложений и баз данных.

Рынок персональных компьютеров нашел широкое применение и в системах автоматизированного проектирования. Но для трехмер­ ного проектирования мощности первых ПК не хватало. Поэтому крупные фирмы-производители ПК начали выпускать рабочие стан­ ции (PC) на базе разнообразных архитектур, ориентированные на ра­ боту с CAD-системами (например рабочая станция RS/6000). Чаще всего PC строятся на базе RISC-процессоров и работают под управ­ лением операционной системы Unix или AIX, а поставщики «серьез­ ных» средств автоматизации проектирования ориентировались на эти рабочие станции. Они были намного дешевле мэйнфреймов.

В начале 90-х годов произошел резкий скачок в развитии рос­ сийского рынка компьютерной и оргтехники, который непрерывно расширяется за счет поставок ведущих мировых фирм «1ВМ», «Hewlet Packard», «Apple» (США), «Siemens» (Германия) и др. Нам стали доступны последние достижения зарубежной вычислитель­ ной техникиаппаратные (hardware) и программные (software) средства разработки, а также средства Multimedia.

2. Вычислительные системы САПР

ЭВМ в совокупности с программным обеспечением составляет вычислительную систему. На основе ПЭВМ создаются программ­ но-технические комплексы автоматизированного проектирования -

автоматизированные рабочие места (АРМ), в том числе много­ терминальные, предназначенные для специалистов разных направ­ лений (архитекторов, конструкторов, сантехников, сметчиков и др ). Состав АРМ зависит от характера задач, решаемых в проектном подразделении. В АРМ входят устройства ввода и вывода инфор­ мации и другое необходимое периферийное оборудование.

Для решения простых задач автоматизированного проектиро­ вания на базе персональной ЭВМ в режиме индивидуального пользо­ вания могут создаваться рабочие места проектировщика (РМП), оснащенные недорогим периферийным оборудованием.

Вряде случаев для решения конкретных задач пользователь сам на базе микропроцессорных комплектов может создавать спе­ циализированные микроконтроллеры для управления конкретны­ ми технологическими объектами.

Внастоящее время при создании новых ЭВМ разработка аппа­ ратного и программного обеспечения производится одновременно. Во всех развитых странах ЭВМ всегда поставляется с системой про­ граммного обеспечения в такой форме и на таких носителях информа­ ции, чтобы их использование не вызывало затруднений. Программное обеспечение (ПО) - такой же вид промышленной продукции, как

исама ЭВМ, причем его стоимость зачастую дороже аппаратной час­ ти. Но постепенно по мере тиражирования стоимость ПО снижается, САПР становятся доступнее, а когда компания «Autodesk» разработала свой знаменитый пакет AutoCAD стоимостью всего в 1 тыс. долларов, он превратился в массовый продукт. Правда, в те времена ПК были 16-разрядными, и их мощности хватало лишь для двумерных по­ строений - черчения и создания эскизов. Однако это не помешало новинке иметь огромный успех у пользователей.

Наиболее бурное развитие САПР происходит в 90-х годах, когда фирма Intel выпустила процессор Pentium Pro, а фирма Microsoft- операционную систему Windows NT. В настоящее время новые ЭВМ на процессоре Intel Pentium Pro обеспечивают производительность, сопоставимую с моделями рабочих станций. И если раньше многие задачи просто нельзя было решить на ПЭВМ, то с использованием новых пакетов ПО на ПК можно сделать уже почти все, что и на {/лйс-машинах (рабочих станциях).

Современные САПР очень требовательны к системным ресур­ сам: наличию процессоров с высокой тактовой частотой, высокопро­ изводительным видеокартам, большим объемам памяти и другому.

Для современного этапа развития САПР характерно создание единого информационного пространства. Поэтому естественен пе­ реход от локальных автоматизированных рабочих мест проекти­ ровщиков к автоматизации целых подразделений, т.е. к созданию сетей ЭВМ - локальных и глобальных.

Развитие рынка САПР идет двумя путямиэволюционным

иреволюционным. В свое время революционный переворот произ­ вели первые САПР для ПК и системы среднего класса. Сейчас ры­

нок развивается эволюционно: расширяются функциональные воз­ можности программных продуктов, повышается производитель­ ность ЭВМ, упрощается их использование. Но, возможно, вскоре нас ждет очередная революция. Это может произойти, когда постав­ щики САПР начнут использовать для хранения инженерных данных (чертежей, трехмерных моделей, списков материалов и т.д.) не фай­ ловые структуры, а стандартные базы данных SQL-типа. В резуль­ тате инженерная информация станет структурированной, и управ­ лять ею будет гораздо проще, чем теперь.

§2. С о с т а в п е р с о н а л ь н о г о к о м п ь ю т е р а

Современный персональный компьютер имеет весьма сложную структуру магистралей, иерархию внутренней памяти и множество подсистем ввода-вывода различного быстродействия. Несмотря на разнообразие моделей персональных компьютеров, в их устройстве есть много общего.

Конструктивно ПК (рис. 3.1) представляет собой системный блок, состоящий из корпуса с блоком питания, в котором установ­ лены: материнская плата с процессором, оперативной памятью,

видеокартой (видеоплатой), при необходимости звуковой картой

и сетевой картой; жестким диском (винчестером); приводом для компакт-дисков; приводом для дискет. Кроме этого, в состав компь­ ютера обязательно входит монитор (дисплей), клавиатура, манипу­ лятор «мышь». Это основные устройства компьютераосновная конфигурация. Кроме них применяются периферийные устройства: принтер, плоттер, звуковые колонки, микрофон, сканер, планшет (дигитайзер), внешние накопители.

1. Элементная база ПК

Кратко рассмотрим назначение и функции основных элементов компьютера (см. рис. 3.1).

Системный блок. В системном блоке располагаются основные аппаратные компоненты ПК. На рис. 3.2 представлена схема основ­ ного комплекта устройств персонального компьютера. Это мате­ ринская плата, блок питания, устройства хранения информации,

контроллеры периферийных устройств.