4.2.2. Структура сапр

САПР является организационно-технической системой. Она состоит из комплекса средств автоматизированного проектирования в виде математического, программного, технического, организационного и информационного обеспечения. Всё это взаимосвязано с подразделениями проектных организаций, осуществляющих проектирование. Основная часть разработки документации в САПР выполняется на ЭВМ.

Основными структурными звеньями САПР являются подсистемы. Подсистемой САПР называется выделенная по некоторым признакам часть САПР, обеспечивающая получение законченных проектных решений и соответствующих проектных документов.

По своему назначению подсистемы разделяются на проектирующие и обслуживающие. Проектирующие подсистемы выполняют проектные операции и процедуры. К ним относятся подсистемы проектирования : деталей и сборочных единиц, технологического проектирования и др. Проектирующие подсистемы могут быть объектно-ориентированными (объектными), выполняющими одну или несколько проектных процедур или операций, непосредственно зависящих от конкретного объекта проектирования, и объектно-независимыми (инвариантными), выполняющими унифицированные проекты и операции.

Обслуживающие подсистемы предназначены для поддержания работоспособности проектирующих подсистем. К ним относятся подсистемы графического отображения объектов проектирования; документирования; информационного поиска; управления (мониторная система САПР).

Все подсистемы САПР состоят из компонентов - элементов средств обеспечения, выполняющих определённую функцию в подсистеме и обеспечивающих её работоспособность. Компонентами САПР являются следующие средства обеспечения:

1. методическое - документы, в которых отражены состав, правила отбора и эксплуатации средств автоматизации проектирования ;

2. математическое - методы, математические модели, алгоритмы ;

3. программное - документы с текстами программ, программы на машинных носителях и эксплуатационные документы ;

4. лингвистическое - языки программирования, терминология ;

5. техническое - устройства вычислительной и организационной техники, средства передачи данных, измерительные и другие устройства или их сочетания (ГОСТ 23501.101-87) ;

6. информационное - документы, содержащие описание стандартных процедур, типовых проектных решений, типовых элементов, материалов, комплектующих изделий, и другие данные, а также файлы и блоки данных на машинных носителях с записью указанных документов ;

7. организационное - положения, инструкции, приказы, штатные расписания, квалификационные требования и другие документы, регламентирующие организационную структуру подразделений и их взаимодействие с комплексом автоматизации проектирования.

На всех стадиях создания САПР, их подсистем и компонентов должны соблюдаться основные принципы: системного и информационного единства, включения, развития, комплексности (системного подхода), инвариантности и стандартизации.

Структурная схема САПР РЭА, построенная на принципах иерархической подчинённости и организационно-методического включения отдельных компонентов, представлена на рис. 4.1. Основными составляющими САПР, из которых образуются инструменты проектировщика, являются технические средства, программное и информационное обеспечение. Естественно, что создание программного обеспечения (ПО) невозможно без математических методов и алгоритмов, а построение и эксплуатация САПР - без организационного и методического обеспечения.

Так процесс проектирования сложных объектов носит коллективный характер, то это обуславливает необходимость взаимодействии участников этого процесса, которое должно поддерживаться аппаратно-программными средствами САПР. Эти средства объединяют отдельные программно-технические комплексы в систему пунктов генерации, хранения, обработки информации, между которыми осуществляются требуемые обмены данными. Это вычислительные сети, следовательно САПР сложных объектов в части технического обеспечения представляет собой вычислительные сети.

В техническом обеспечении САПР в зависимости от назначения и сложности проектируемого объекта различают три типа объединения рабочих станций в систему взаимодействующих компонентов:

- центральная супер ЭВМ - терминал;

- локальная вычислительная сеть;

- система распределенных вычислений.

ПО в САПР занимает особое место, так как в конечном итоге именно в программах реализуются методы автоматизированного проектирования. ПО включает в себя операционную систему (ОС) программирования, которая представляет собой совокупность системных программ, обеспечивающих распределение ресурсов ЭВМ, управление внешними устройствами, редактирование программ и данных, работу трансляторов с алгоритмических языков и целый ряд сервисных возможностей вычислительной системы.

Задачу реализации конкретных проектных процедур решает прикладное программное обеспечение с системными программами управления - пакетами прикладных программ (ППП). ППП - это комплекс программ, организованный в модульную систему программирования, работающий под управлением программы-монитора и предназначенной для решения определённого класса задач, близких друг к другу по содержанию или по применяемым математическим методам. В каждом пакете имеется входной язык, на котором формируются задачи. Монитор руководит работой пакета: он переводит описание задачи с входного языка на внутренний язык, определяет последовательность выполненных программ для каждой задачи, т.е. планирует решение задачи и организует выполнение программ, обеспечивая правильное взаимодействие модулей.

Поскольку в процессе проектирования САПР выступает как партнёр конструктора в его деятельности, то для обеспечения этого партнёрства при создании системы её необходимо наделить определённым "интеллектуальным" уровнем, т.е. необходимо ввести в её память некоторую сумму знаний, зависящую от степени разработки теории для данного класса объектов. Эти знания облечённые в математическую форму и реализованные в ЭВМ в виде программ в руках конструктора являются основным средством решения поставленной задачи. В САПР они называются информационным ресурсом. Чем выше качество информационного ресурса, тем обширней её "интеллектуальный" уровень, тем большее количество знаний переходит в проектируемый объект.

Информационные ресурсы выступают в САПР в форме информационных и математических моделей (ММ) объектов, ППП, банков данных и организационно методических материалов.

Современное информационное обеспечение САПР создаётся путём организации банков данных. Под банком данных понимается система языковых, программных и технических

средств, предназначенных для централизованного накопления и коллективного пользования данных, а также сами данные.

Основным компонентом банка данных является база данных (БД). БД представляет совокупность сведений для решения исходных задач в процессе функционирования САПР и всевозможной справочной информации, в том числе графической, ГОСТов, нормалей и т.д. В функции БД входит ведение, накопление и обновление хранимой информации.

Управление БД автоматизировано и осуществляется специальной системой программ, называемой системой управления базой данных.

Техническое устройство и ПО позволяют организовывать различные конфигурации комплекса технических средств САПР для конструирования РЭА.