計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)

1、第2章 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng) 由一定的硬件和軟件組成的供輔助設(shè)計(jì)使用的系統(tǒng)稱為CAD系統(tǒng)。 2.1 CAD系統(tǒng)的硬件 CAD系統(tǒng)的硬件由主機(jī)和外圍設(shè)備組成，如圖2.1所示 圖2.1 CAD系統(tǒng)硬件的組成, www.zg- www.skf- www.skf- www.nsk- www.fag- www.ntn- www.xunchi- ,一主機(jī) 中央處理器 控制器：解釋指令并控制指令的執(zhí)行順序 主機(jī) 運(yùn)算器：執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算 內(nèi)存貯器組成。 衡量主機(jī)的指標(biāo)主要有以下三項(xiàng)： (1) 字長(zhǎng)。 (2) 運(yùn)行速度。常用以下指標(biāo)來(lái)度量主機(jī)的運(yùn)行速度：MIPS（百萬(wàn)條指令/秒）、Mflops（百萬(wàn)次浮點(diǎn)

2、運(yùn)算/秒）或時(shí)鐘頻率。 (3) 內(nèi)存容量,二外存貯器 外存貯器又稱為輔助存貯器，簡(jiǎn)稱外存，用來(lái)存放需要永久保存的或相對(duì)來(lái)說暫時(shí)不用的程序、數(shù)據(jù)等信息。 磁帶: (2) 磁盤: 軟磁盤、硬盤、移動(dòng)硬盤 (3) 光盤: 只讀型光盤CD-ROM 、DVD-ROM 可寫型光盤CD-R、 DVD-R 可重寫型光盤CD-RW 、DVD-RW (4) U盤,三輸入設(shè)備 輸入設(shè)備是向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)、信息的設(shè)備總稱。 (1) 鍵盤 (2) 鼠標(biāo)器 鼠標(biāo)器是一種定位輸入設(shè)備，可很方便地完成定位、拾取和選擇等功能。在CAD作業(yè)中，可用它來(lái)選擇繪圖位置，拾取圖形上的目標(biāo)，選擇菜單中的選項(xiàng)等。 目前微機(jī)上最常見的是串行

3、口鼠標(biāo)器，它通過微機(jī)上的串行接口與主機(jī)相連。 (3) 數(shù)字化儀 數(shù)字化儀因制作原理不同而有多種型式，目前常用電磁感應(yīng)式數(shù)字化儀，它是一種電子圖數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備，該數(shù)字化,儀通常由一塊矩形臺(tái)板和一個(gè)電子感應(yīng)筆或游標(biāo)指示器組成，如圖2.2所示。 (4) 掃描儀 掃描儀是一種圖像輸入設(shè)備，利用光電轉(zhuǎn)換原理，通過掃描儀光電管的移動(dòng)或原稿的移動(dòng)，把黑白或彩色的原稿信息數(shù)字化后輸入到計(jì)算機(jī)中，它還用于文字識(shí)別、圖像識(shí)別等新的領(lǐng)域。 掃描儀是一種能將圖紙及文件快速輸入到計(jì)算機(jī)的高速輸入設(shè)備,5) 數(shù)碼相機(jī) 數(shù)碼照相機(jī)使用電荷耦合器件作為成像部件。它把進(jìn)入鏡頭照射于電荷耦合器件上的光影信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)

4、換器處理成數(shù)字信息，并把數(shù)字圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在相機(jī)內(nèi)的磁介質(zhì)中。 數(shù)碼相機(jī)可以將拍攝的圖像儲(chǔ)存在軟盤、Flash卡、PCMAIC卡等存儲(chǔ)裝置中，用戶可通過電纜線將儲(chǔ)存卡中的圖像輸入計(jì)算機(jī)，并利用軟件可對(duì)相片進(jìn)行二次處理,掃描儀的工作原理如圖2.3所示。 圖2.3 掃描儀工作原理圖,CAD系統(tǒng)中常用的掃描儀，其輸出的是矢量化的圖形，即掃描儀掃描圖紙時(shí)，得到一個(gè)光柵文件，接著進(jìn)行矢量化處理，輸出一種格式緊湊的二進(jìn)制矢量文件。對(duì)于不同的CAD 系統(tǒng)，還需對(duì)上述的二進(jìn)制矢量文件進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，才能變成特定的CAD系統(tǒng)可接受的圖形文件格式，如圖2.4所示。 圖2.4 采用掃描儀的圖形輸入系統(tǒng),四輸出設(shè)備 (1

5、) 打印機(jī)： 撞擊式打印機(jī)：24針點(diǎn)陣打印機(jī) 打印機(jī) 激光打印機(jī) 非撞擊式打印機(jī)： 噴墨打印機(jī) (2) 繪圖機(jī)： 平板式繪圖機(jī) 筆式繪圖機(jī) 繪圖機(jī) 滾筒式繪圖機(jī) 噴墨繪圖機(jī) 非筆式繪圖機(jī) 激光繪圖機(jī) 靜電繪圖機(jī),五圖形顯示設(shè)備 顯示器件有陰極射線管（CRT）、液晶顯示（LCD）、激光顯示、等離子體顯示等。當(dāng)前最常用的是陰極射線管顯示器和液晶顯示器。 顯示器所顯示的數(shù)字、字符和圖像是由一個(gè)個(gè)象素組成的，象素是顯示屏上的最小信息，每個(gè)小點(diǎn)稱作一個(gè)象素。組成顯示網(wǎng)絡(luò)的象素多少?zèng)Q定了圖形的清晰程度，通常用分辨率表示，象素越多，分辨率越高。目前微機(jī)顯示器的分辨率通常有中分辨率（600350，640480

6、）和高分辨率（800600，1024768，12801024）兩類,2.2 CAD 系統(tǒng)的軟件 系統(tǒng)軟件 CAD系統(tǒng)的軟件可分為三個(gè)層次 支撐軟件 應(yīng)用軟件 一系統(tǒng)軟件 系統(tǒng)軟件指操作系統(tǒng)和系統(tǒng)實(shí)用程序等，它用于計(jì)算機(jī)的管理、控制和維護(hù)。 1操作系統(tǒng)。 2編譯系統(tǒng)。 3系統(tǒng)實(shí)用程序,二支撐軟件 1圖形處理軟件。負(fù)責(zé)CAD的繪圖。 2幾何建模軟件。Pro/E等 3數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。如FoxBASE，F(xiàn)oxPRO，工程數(shù)據(jù)庫(kù)等 計(jì)算方法庫(kù)：如解線性方程組。 優(yōu)化方法軟件： 4工程分析及計(jì)算軟件 有限元分析軟件：如ADINA等 機(jī)構(gòu)分析及機(jī)構(gòu)綜合的軟件： 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析軟件。 5文檔制作軟件。WPS，W

7、ORD2003等,三 應(yīng)用軟件 應(yīng)用軟件是用戶為解決各類實(shí)際問題，在系統(tǒng)軟件的支持下而設(shè)計(jì)、開發(fā)的程序，或利用支撐軟件進(jìn)行二次開發(fā)形成的程序，應(yīng)用軟件的功能和質(zhì)量直接影響CAD系統(tǒng)的功能和質(zhì)量。 2.3 CAD系統(tǒng)的型式 一大（中）型機(jī)系統(tǒng) 這種系統(tǒng)以大（中）型機(jī)為主機(jī)，擁有強(qiáng)大的運(yùn)算能力和豐富的信息資源，可直接集中支持十幾個(gè)，甚至幾十個(gè)CAD終端，還可集中配備某些公用的外部設(shè)備，如圖形輸入/輸出設(shè)備等。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是主機(jī)功能強(qiáng)，可以完成大型、復(fù)雜的CAD作業(yè),二工作站系統(tǒng) CAD工作站是一種適用于單用戶、使用UNIX操作系統(tǒng)、具有極高的運(yùn)算速度和強(qiáng)大的圖形處理功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。工作站在性能上優(yōu)于微機(jī)，目前在我國(guó)市場(chǎng)上的國(guó)內(nèi)外工作站產(chǎn)品有HP、SUN、IBM、DEC、三星、華勝、海信等。 三微機(jī)系統(tǒng) 以32位微機(jī)作為主機(jī)，為單用戶系統(tǒng)，配備有一個(gè)圖形終端、圖形輸入設(shè)備、圖形輸出設(shè)備、外部存儲(chǔ)器等設(shè)備。微機(jī)系統(tǒng)有如下兩個(gè)特點(diǎn)： (1) 微機(jī)性能價(jià)格比高。 (2) 微機(jī)的硬件和軟件配置靈活、豐富。 四網(wǎng)絡(luò)型系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)型CAD系統(tǒng)是將分布于各處的多臺(tái)各類計(jì)算機(jī)以網(wǎng)絡(luò)形式連接起來(lái)。目前常用的網(wǎng)絡(luò)型CAD系統(tǒng)大多采用局域網(wǎng)（LAN,下面介紹三種常見的局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)： （1）總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)： 由電纜形成網(wǎng)絡(luò)的主干（總線），各個(gè)節(jié)點(diǎn)直接或通過較短電纜連到這個(gè)總線上，信號(hào)沿著總線傳輸