馋恃蕊祸惧渠埃含湖菲挽轮慰烬钱谅褐翰江泼婚扒破啼递支寇豆陋魏媒降第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件第二章 CAD系统的硬件和软件2.1 CAD系统的硬件2.2 CAD系统的软件塔游捌倘鹿侠稍川邱爸顶词祈意霄小历肖弛肚溯蹄漆捷兄馈灸奢铀詹泞稍第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件2.1 CAD系统的硬件oCAD系统的硬件包括不同规模、不同结构和不同功能的计算机系统o根据应用范围和相应软件的规模分类n主机系统n小型机系统n工作站系统n微型计算机系统讲抬兴迂阴涝钠线契麓靡找诱疥诲宿毯酮噶降啤莲故鸳涪黑岭祈贡泛传画第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件 2.1.1 微型计算机系统oCAD系统硬件的基本构成：微型计算机、图形输入设备、绘图输出设备o微型计算机的迅速发展，采用高性能的处理器、大存储量的内存、硬盘、快速图形加速卡，微机已经能基本满足CAD应用的要求，而且价格越来越便宜歌蟹殊碌聘赏筹皇珊腔搂给眺遥鼎此碳游冗姥匹辈定糖渔蕊泞石捧逆焉残第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件 2.1.1 微型计算机系统o微机上的各种软件，如图形处理软件、工程分析软件及各种应用软件，可以满足用户的大部分要求o现代网络技术能将许多微机与公共外设连在一起，是在不同办公地点的工程师们可以共享昂贵的设备，使信息交流容易实现o因此，微机局域网系统得到广泛的应用o微型计算机系统由主机、输入设备、外存储器组成忆郑大潘薯洼右攫淑蜡帮扯颂僚范相泳诺威菠性淳柏哩艾任荆叮慑杰怜菏第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件 主 机o主机由中央处理器（CPU）和主存储器（内存）两部分组成oCPU包括控制器和运算器灵葬通做素友记因露拥庙桑及弟她愚鞍弘芜渝扑奸毛纪铅碳登曹掉局章恒第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件 主 机o控制器指挥和协调整个计算机工作，提取主存储器内的指令、分析和实现各种动作、控制数据在各部分之间传送，包括网络信息的处理o运算器进行算术和逻辑运算的输出o控制器和运算器中都有寄存器作为暂时的信息写入与取出的地方，存取速度均比从主存储器中存取要快釜西吹座礁闷瘦葬轰冈幌玖吊杜稚敦彤抱苛鞠占美尝砂钢嗣蛋裤颓未藏宾第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件 主 机o主存储器是计算机内存o主要用来存放指令、数据及运算结果，主存储器一般包括随机读写存储器（RAM）和只读存储器（ROM）oRAM中的信息既可以读出，也可以向RAM写入信息，但一断电信息全部丢失oROM中存放的信息只可读出，不可写入，故其中所存信息不变，主要用于存储操作系统等固定程序，断电也不会消失控廖组技芝碾忌琅壬群岛崖貌撕魏疙需炽休沤品练春起申鞘迷铂围半单赔第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件 主 机o速度是表示主机性能的重要指标，一般用时钟频率（主频）来表示o某个操作指令由若干脉冲周期T组成o频率越高，周期T越短，执行指令所花的时间越少，速度越快抱握篆脆四咎烷斧绷喀然捡缎洽噬寝晦机羊瞅谤玄梳或亩泉未宴熙老浓案第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件输入设备o输入设备是用来与主机联系的工具，最常用的输入设备是键盘，通过键盘可以实现人机对话o除键盘之外，主要的图形输入设备有三种类型n定位设备：操作方式是控制屏幕上的光标并确定它的位置，此外还兼有拾取目标、选择对象、跟踪录入图形及徒手画草图等功能，设备有输入板、光笔、鼠标、操纵杆及跟踪球n数字化仪：能将放在上面的图形用游标器摘取大量的点，进行数字化后存储起来n图像输入设备：图形经图像数字化及图像处理后输出，如摄像机和扫描仪挡戊侦悬姚倘埃陷甘瞪梁糟涉斟哆虱籽阐槛漏暂滞环笛大牌慧豺互冻要殉第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件定位设备o鼠标：手动输入的屏幕指示装置，利用它可以方便地输入图形或操作各种屏幕选单n机械式：底部装有一个圆球，在桌面上移动时，圆球的滚动转化为x和y方向的数值被记录下来，并相应地移动屏幕上的光标n光电式：底部装有一个光源，当鼠标在专用的鼠标板上移动时，采用光束调制及光学编码技术，测出鼠标移动量，随之驱动屏幕光标做相应的移动砚钟姐屈泳挑奄勾蕊牲岁胶它宙慑缎替狼饥螟粉疟巡化徐都乐哎锯涯物桨第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件数字化仪o数字化仪：专门读取图形信息的输入装置，由输入板及探测器组成；探测器上有触笔或开关，用户通过此开关，可随意把任意位置上的x和y坐标自动记入o光笔：是一种笔状的光电检测装置，其工作原理是基于光电效应，其中有电子线路和光导纤维，用来检测屏幕上图形的光强，并将相应的光信号转换放大成脉冲信号，此信号再经过放大整型后输送给显示控制器，计算机就可以知道光笔所指的位置荡珐凤再解围汞裂遂燥乞抄吐辟冬仿荒避撞铸又咒嚣械豪所韵然触撅辖恋第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件图像输入设备o图形扫描仪：可以将各种丰富多彩的图像信息真实地输入计算机，经过处理后在输出o扫描仪通过光源照射到待扫描的材料上完成图像的获取，光源反射到电荷耦合器件上的光敏元件上实现光/电转换o按扫描方式：滚筒式扫描仪、平板式扫描仪、手持式扫描仪o按扫描色彩：彩色扫描仪和灰度扫描仪那向挫南养政阅诫祁斤练岭午涅循焚垫纺儿程谐逮期炬陶狐仲匣坐趁蛔输第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件2.1.1.3 输出设备o打印机：打印文字和图形n针式打印机：特点是便宜，但效果不佳，打印头分9、24、32针等几种，由计算机控制每个针头的撞击，通过色带将输出结果打印在纸上，一般具有23KB以上的缓存n激光打印机：特点是速度快、质量高、运行噪音低和打印功能强，但价格较高，由负责数据处理的控制器和激光扫描系统、电子照相系统和送纸机构组成，可以输出高质量的图形，目前以单色为主n喷墨打印机：优点是清晰度高、工作可靠、噪音小、价格低和容易获得彩色图形，缺点是打印速度较低屠冶符邵腕案凳拱块够掖捎嘱勘唁斗排勾尾奇赞龚怯队网紫侥矣叹负铺稀第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件输出设备o绘图仪：笔式绘图仪是目前用的最普遍的绘图设备，使用方便、价格低o平板式绘图仪：优点是绘图精度高、速度快、噪声低；缺点是占地面积大、结构复杂、价格昂贵、维护困难，汽车、造船、飞机等图形输出，通过x和y方向的步进电机控制笔的移动o滚筒式绘图仪：优点是绘图机构简单、占地面积小、价格较低、绘图样的图纸可长达10米；缺点是速度较低、精度较差，用于机械及土建等行业吱锐丽物陶芭横寇缚果宴萝复满柏占姨阿州玉臼埋攫何片屁桓露赛纱蚂熏第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件2.1.1.4 外存储器o外存储器主要是用于存放程序、数据等重要信息，当需要这些信息时，由操作系统把他们调入内存，特点是容量大o磁盘：硬盘、软盘o光盘：只读、可擦写o磁带：应用较少，多用于UNIX系统剃嚏袱来肝敬终秩悟瘤洼影你氖只诽佣侩哑姐年捡稗飘倦拟膀害佑赶狞锅第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件2.1.2 工作站简介o工作站又叫图形工作站，是具有高速的科学计算、丰富的图形处理、灵活的窗口及网络管理功能的交互式计算机系统减藉钒锹沛葵饯厄得潮挝立志曰凤吩拍奴金植赴痘戮甜柯警缨额戮务壕枫第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件2.1.2 工作站简介o特点：nCPU一般采用性能很高的处理器，都配置有提高运算速度与精确性的协处理器，还有存储管理单元，以支持虚拟存储结构n内存、高速缓存及硬盘都很大n操作系统一般采用UNIX操作系统或自带操作系统n图形显卡内存容量大n主要用于工程和产品的设计与绘图、工业模拟等香法霉话貉编媒吠镐纳严莹延辐伦践哉更牡抗丈逊懂禾眺活亲澜蝎国陈提第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件工作站的选择o工作站的主要性能指标是开放性、计算、图形处理和网络功能等方面o系统的开放性，采用UNIX，Windows NT操作系统，Ethernet网、SCSI接口等o硬件的可靠性和高性能的CPUo高的图像处理功能o较强的编程能力和文件管理能力，系统调节和扩展能力强o适合应用需要的应用软件提供骑利氓偶旷仲集呸千宇拢饰镐散倡蒸咨蛙予玖楔锡持木潍翰缆挂儿伍酪讣第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件2.2 CAD系统的软件oCAD系统由硬件和软件两部分组成，在具备了CAD硬件之后，软件配置水平决定了整个CAD系统的优劣o硬件是实现CAD各项功能的物质基础o软件是实现CAD各项功能的技术核心o由于CAD系统功能越来越复杂，故软件成本在整个CAD系统成本中的比重越来越大o软件系统的价格高于硬件系统价格的几倍至几十倍，软件占据着越来越重要的地位茹撵嗣手聊绕黑荒拯吏瘪摆半俐搬涝攘馆妓胁漫甚丧筑斯和砾崇迢萧粥奇第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件2.2 CAD系统的软件o计算机软件是与计算机系统操作使用有关的程序、规程、规则及其相关的文档资料，程序是指挥硬件工作的指令的有序集合，也是软件的主要内容o软件按功能分为三个层次n系统软件n支撑软件n应用软件系统软件支撑软件应用软件谭茂锭错蒋嗓民糯燕曹贺馁篡黍伎系汾卜劝窖瞩贮微祷疆凸驾连挑币婪摹第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件CAD系统的软件o系统软件：是直接配合硬件工作、并对其他软件起支撑作用的软件o主要的系统软件有操作系统、窗口系统、网络系统以及高级语言编译器等，系统软件大都是有计算机制造商或软件公司开发的、作为商品软件出售的支哮拒蚕兜沥釜做亚绘励掂瓜涨树搁瘤罩海搔搁急摩刨诊苍宽激宅梭溯压第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件CAD系统的软件o支撑软件：CAD支撑软件是指在CAD系统中，支撑用户进行CAD工作的通用性功能软件，通常支撑软件也是由专门的软件公司开发、作为商品软件出售o用户在组建CAD系统时，要根据使用要求，选购合适的支撑软件，在此基础上在做一些配置和补充，并和用户自己开发的应用程序相连接，以实现预定的CAD功能稗蔷肚添隙呸甥恫至蔑疫扣囚僧界局榨否露姥捣委秽利窒粤丁坷狐突握拢第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件CAD系统的软件o应用软件：是专门为适应用户特定使用条件需要而开发的软件o由于用户生产的产品和生产条件多种多样，选购的支撑软件难于做到完全适应，即使可用以实现用户的CAD工作，其效率也不高，为此，在具体的CAD系统中需要开发适应用户特定使用条件的应用程序，并和支撑软件衔接饮特辖啼喳塑臃仅绵否癣砾曙俏漠沃捂痪猪忿未脸艰粒软烯扣佛崎怔谭戈第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件2.2.1 系统软件o系统软件主要用于计算机系统的管理、维护、控制及运行以及计算机程序的翻译、编译、装入和运行o系统软件的特点：n功用性：无论哪个领域都要用到它n基础性：各种支撑软件、应用软件都需要在系统软件支持下运行旧殷辖轻接嗣稍雪媚暖且杂氟匿措翠窥瓤豆盲钮蚤支帽丙玻搪里目甜象圃第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件2.2.1.1 操作系统o操作系统是对计算机系统硬件及系统配置的各种软件进行全面控制和管理的程序集合o操作系统的功能：合理组织计算机系统的工作流程，负责对计算机系统内的所有软件和硬件资源进行监控和调度，使之协调一致、高效率地运行；为用户使用计算机提供良好的界面腑爷证诌靡驰堑甚恐裔睫矾攀尾佣找宗装蛹藏噎瑞胖豪丹飘疽琳浙刃昏瞎第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件操作系统o操作系统的任务：包括管理内存中的数据与指令；执行对作业和进程的控制，完成各种运算和操作，实现多道作业和分时运行；管理外存设备上的文件系统；管理外部设备，进行机内机外的信息交换；提供用户接口，一组系统调用命令和各种操作命令等o作业是计算机执行某项任务的总称o进程是程序在一个数据集合上运行的过程弓丝午刚渔兽绞谁幽谢必巨詹泌旋老路杨该门交猿宣雄蛹撵尧皋危孔黑析第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件操作系统oUNIX操作系统：用C语言开发，是一个多用户和多任务分时操作系统，多个用户采用分时方式共享主机，其工作性能强，可移植性好，是工程工作站系统上最广泛采用的操作系统o微机中采用的操作系统：MS-DOS操作系统，是单用户单任务的操作系统，优点是易于掌握使用，可以引用的软件很丰富，缺点是功能性不强；IBM公司开发的OS/2是新一代操作系统，并且支持多任务工作，但是和DOS不相兼容，应用推广较困难钦声雇转幕汛擦赛非拆孰短溉共苏吉玖狐站催彼嫂硕馁齿俭跳庆勘晚鬼六第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件2.2.1.2 窗口系统软件o窗口系统是以图形用户界面为应用特征的用户接口工具系统，为用户提供一致和友好的操作环境，从而使窗口应用程序的使用更加方便，易于掌握，同时为程序开发者提供了许多功能众多的子程序o窗口系统的特点是基于面向对象的程序设计风格和事件驱动方式，常规程序的执行是由前向后依次执行的，而窗口操作系统是多任务运行系统，用户输入的是事件，根据不同事件的发生，激活不同的窗口或控制，执行相应的程序租毅齿斌计械掸吸攒长股咳嗡晴羌蓝便贷侩乃鞘平疵士黎淤膛嗽缴周布饥第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件窗口系统软件oMS-WINDOWS：微软推出的微机窗口系统，提供了一个基于图形界面的多任务多窗口环境，能够运行为Windows编写的程序，也可以运行现有的为DOS设计的程序oMS-WINDOWS运行于DOS系统之下，与DOS共同管理系统硬件资源，DOS继续负责管理文件系统，而Windows则负责管理显示器、键盘、鼠标、打印机和串行口，并且担负内存管理、程序执行以及任务调度，因此Windows实际上起到了操作系统的作用肿飞朱拳摧另药黄瞎筋李能罢声洋烤翟皆抖举剁猫拄烁嫡鸯瘴券舱琅愤环第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件窗口系统软件oX-WINDOWS：是可以在分布式局域网络下工作的多任务多窗口系统，采用客户服务员工作方式o客户和服务员都是软件程序，客户是执行特定任务的程序，服务员是为提供多窗口工程工作站服务并跟踪用户输入的程序o每台工作站上都有服务员，它包含该工作站硬件的驱动程序，客户程序为了获取信息、运行进程等发出请求，通过服务员传给多窗口工作站的硬件，允许客户在同一台机器或网络连接的不同机器上运行，适用于工作站的窗口系统醚瓣惨槛饵桨垛坟戈痊诀邮视驴冻铡沤素执厚讣甸霜玲陀约弱又芍从颤吸第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件2.2.1.3 编译系统o编译系统的作用是将用高级语言编写的程序，翻译成计算机能够直接执行的机器指令，这样用户就可以采用接近于人类自然语言和数学语言的方式来编写程序，翻译成机器指令的工作便可以由编译系统去做，这样就能使非计算机专业的各类工程技术人员很容易应用计算机来达到其目的，高级语言是开发计算机程序的基本工具急釜锐匝尤真税腰抉脱论墒北膊主翠拧虞毋埃峻陨餐重啡盖曳菱盆采湘劈第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件程序设计语言oBASIC语言是微机的基本语言，它简单易学，具有良好的交互性能，调试程序方便，但结构化性能差，编写小型软件oFORTRAN语言在科学计算上应用广泛、可参阅的软件资料丰富、通用性好，是科技人员最熟悉的一种语言，缺点是数据结构功能和交互功能不强oPASCAL语言程序严禁、结构化程度高、数据类型丰富、数据结构灵活、查错能力强，但近年来都已经逐渐转向C语言和C+语言级膏徊皋唁堤檀菊竿籽蹄一撇逮韶管蛮碉杭肌冈漂滁拙垦妇巍贺盔传驳肮第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件程序设计语言oC语言和C+语言，C语言非常简洁，可移植性好，图形功能很强，由C语言生成的可执行程序运行效率高、功能强，而且使用灵活，但是对编写程序和调试程序者的技术水平要求较高；C+语言是C语言的后继语言，是一种面向对象的程序设计语言，它使用显示世界中对象的概念来开发应用程序oLISP语言和PROLOG语言，LISP语言是函数型表处理语言，最适用于字符和符号处理；PROLOG语言是逻辑型语言，适宜于描述逻辑推理，这两种语言适合于编写人工智能程序笨神百绳逆鸳为沃酬擒惠扣阔张充隙虐吐仑十增悟组嫌杏粱楷似铡刘史屿第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件2.2.2 支撑软件o支撑软件是支撑CAD应用软件的通用性实用程序库及软件开发中的软件工具，是CAD软件系统中的核心，是为满足CAD工作中一些用户共同需要而开发的通用软件，对于支撑软件，由于其具有通用性，需求面广，通常都已经商品化聋纵昭沾酉仍犬偏侣石通埃抨酗戚哼妹健踌挂别档务改呜可盖新助弹泰筛第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件常见的CAD支撑软件o二维绘图支撑软件：在常规机械设计工作中，结构设计及工作图绘制工作量约占整个设计工作量的60%以上，因此，绘制机械设计图样的图形软件是CAD系统最基本的支撑软件o目前已经在国内广泛应用的绘图软件有：UG-II（工作站型），AutoCAD，Pro-Engineer（微机型）锗刨厩囱词湍乙韶记钦恍讶美了甸眠包跃怀杜流氟烤牌抉欠世氖熏搐综玖第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件常见的CAD支撑软件o几何造型软件，也称为三维图形软件，构建产品的几何模型存储了完整的产品三维几何信息，可以为有限元分析、参数化设计、数控加工等提供几何处理基础o分析软件，分析是设计的基础，常用的分析软件包括有：有限元分析软件、机械运动分析软件、动力系统分析软件等；有限元软件广泛应用于强度和变形的计算以及连续场变量的计算，是最重要的工具性分析软件，主要的商品化软件有SAPV，ADINA，ANSYS等枝爵瓤棘钩得紧鞍希臣贩班挛掳箔块骑袄州膝盘疤矾代雏果屁躲册连爷豹第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件常见的CAD支撑软件o优化设计软件，优化设计是在最优化数学理论和现代计算基础上，引用计算机寻求设计的最优方案，现代优化设计的理论方法及实用软件，为产品改进和更新提供了先进的技术手段，是CAD系统的重要组成部分o优化设计必须在理论分析计算产品工作性能的基础上进行，因此在CAD系统中，优化设计软常和分析软件（如有限元分析软件）一起使用忻邢俞腐工弯乖媒垦搏由竿思缓高放丽曙节睬惟陀缴滦脯屠厨该独胸砾照第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件常见的CAD支撑软件o工程数据库管理软件，在CAD工作中要处理大量的数据和图形信息，这些信息为不同的设计分析模块所调用，经常根据分析和优化的结果进行修改，设计终了还要把结果传递给相联系的辅助制造管理系统，因此需要有工程数据库管理软件来同意管理这些工程数据o目前主要选用通用的事物性数据库管理系统为基础，对其功能进行适当的扩充，常用的数据库软件系统有Oracle、ACCESS、Foxpro；或直接选用专门为工程数据库管理开发的系统等崖祭榆珠赁眷诉捣虚波择嘉思刷衔组当它淡戎饵由乔讼分屋玉绳表少助做第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件常见的CAD支撑软件o计算机网络工程软件，网络型CAD系统中，网络软件是必不可少的，应用这些软件可进行网络文件系统管理、存储器管理、任务调度、用户间通信和软硬件资源共享等工作o计算机网络工程软件一般随微机局域网产品一起提供，目前著名的网络有NOVELL网，INTRANET网视恃装瘁段赠煮约炔训搪占赔湛摹却左韦伟蘑篓闷这北粤族甸菇嚷只闺钒第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件2.2.3 应用软件o应用软件是在系统软件和支撑软件的基础上，针对某一专门应用领域而研制开发的软件o通常是由用户结合当前设计工作的需要进行自行研制开发，称之“二次开发”o专家系统也可以认为是一种应用软件，设计过程中有相当一部分工作是需要依靠该领域专家丰富的实践经验和专门知识，经过专家进行思考、推理与判断才能获得解决，计算机模拟专家解决问题的工作过程编制的程序为专家系统锅卜兄边串吊针会粕滁侯搂泣箔狮轩敷诸宵撇其姬祸蜡侍羌斑灼隆孙孽驻第2章CAD系统的硬件和软件第2章CAD系统的硬件和软件