需求分析 需求分析 问题定义 问题定义 「综合 几何造型 分析、优 分析、优化 工程分析 评价产生设计结果并评价 自动绘图 (a)采用CAD之前 (b)采用CAD之后 图1.1.2工程和产品的一般设计过程 CAD技术是人用计算机硬、软件帮助进行工程和产品设计的一种手段。要正确应用 CAD技术,有必要对人与计算机的作用有一定的了解,为此列表1.1.1。 表1.1.1人与计算机在CAD中的作用 活动 人 计算机 逻辑方法 经验的直觉,幻想和直观 系统和形式化 智能水平 学习快,但必须顺序进行,效果因人而学习能力很小,智能程度可 异 靠 信息输入方式 能同时听、看,以吸收大量资料 有步骤地形式化输入 从表1.1.1可见,计算机没有自我学习的能力,没有创造性,必须由人告诉 它如何工作。从构造设计逻辑、信息处理、修改和分析等四个方面来看,人和计算 机各有优势,只有把人的直观处理、经验继承、创新能力和计算机高速度、大容量、 精确的数字处理能力结合起来,才会产生好的效益。由此也告诉我们对CAD技术的 学习和应用必须要有一个正确的认识。具体而言,应用CAD技术的优越性有: (1)减少绘图劳动量 (2)减少各工序间的周转时间。 (3)减少直接设计费用 (4)提高精度。 (5)便于企业内部的管理和对外联系 (6)易于修改设计。 (7)易于建立标准图及标准设计库。 (8)易于广泛应用标准图和标准设计
6 CAD 技术是人用计算机硬、软件帮助进行工程和产品设计的一种手段。要正确应用 CAD 技术,有必要对人与计算机的作用有一定的了解,为此列表 1.1.1。 表 1.1.1 人与计算机在 CAD 中的作用 活 动 人 计 算 机 逻辑方法 经验的直觉,幻想和直观 系统和形式化 智能水平 学习快,但必须顺序进行,效果因人而 异 学习能力很小,智能程度可 靠 信息输入方式 能同时听、看,以吸收大量资料 有步骤地形式化输入 从表 1.1.1 可见,计算机没有自我学习的能力,没有创造性,必须由人告诉 它如何工作。从构造设计逻辑、信息处理、修改和分析等四个方面来看,人和计算 机各有优势,只有把人的直观处理、经验继承、创新能力和计算机高速度、大容量、 精确的数字处理能力结合起来,才会产生好的效益。由此也告诉我们对 CAD 技术的 学习和应用必须要有一个正确的认识。具体而言,应用 CAD 技术的优越性有: (1) 减少绘图劳动量。 (2) 减少各工序间的周转时间。 (3) 减少直接设计费用。 (4) 提高精度。 (5) 便于企业内部的管理和对外联系。 (6) 易于修改设计。 (7) 易于建立标准图及标准设计库。 (8) 易于广泛应用标准图和标准设计
总之,应用CAD技术可以缩短设计周期,节省人力物力,降低成本,提高质量。 但CAD技术的应用也会产生一些负作用,具体表现为: (1)初始投资(硬件、软件、机房、培训费)相当大,对于一些中小企业常 常负担不起 2)由于设计员、操作员对CAD系统及有关技术不熟悉,已有的应用资料和 经验数据还没有输入到CAD系统中去,在开始应用CAD系统的六个月内会出现生 产力下降的现象 (3)有一定的影响健康的因素,如长期看显示屏幕造成的疲劳和硬件噪声的 影响 (4)工程应用的专业人员需适当改行,或进行知识结构的调整和再学习。 但这些不利因素大多数是暂时的,经过一段时间的工作是完全可以克服的 1.2cAD硬件 CAD硬件主要由计算机、常用外围设备、图形输入输出设备组成 1.2.1计算机及其常用外围设备 1.计算机 计算机在科学计算和事务处理中的作用己皆为人知,同样它在CAD中也起着主 导作用。计算机由输入设备、输出设备、运算器、内存储器和控制器五部分组成 其结构框图如图1.2.1所示。当前大部分计算机各部件之间是用总线连接起来的 如图1.2.2所示。 在此结构中将运算器和控制器合并在一起,称为中央处理器(CPU: central processing unit)。计算机一般分为大(巨)型机、小型机、工作站和微型机,用于数 据处理、信息处理、知识处理和智能处理。CAD主要采用工作站和微型机。随着 集成电路器件和计算机系统结构的改进,目前微型机也已达到过去大型机的性能指 标。常用的计算机以单CPU为主,为了提高处理速度和能力,也采用多CPU的计 算机,多CPU的计算机结构分别如图1.2.3和图1.2.4所示。微型计算机CPU 的发展趋势如表1.2.1所示,从中可见,目前微机已达到过去大型计算机的性能 指标,而其价格下降了几个数量级
7 总之,应用 CAD 技术可以缩短设计周期,节省人力物力,降低成本,提高质量。 但 CAD 技术的应用也会产生一些负作用,具体表现为: (l) 初始投资(硬件、软件、机房、培训费)相当大,对于一些中小企业常 常负担不起。 (2) 由于设计员、操作员对 CAD 系统及有关技术不熟悉,已有的应用资料和 经验数据还没有输入到 CAD 系统中去,在开始应用 CAD 系统的六个月内会出现生 产力下降的现象。 (3) 有一定的影响健康的因素,如长期看显示屏幕造成的疲劳和硬件噪声的 影响。 (4) 工程应用的专业人员需适当改行,或进行知识结构的调整和再学习。 但这些不利因素大多数是暂时的,经过一段时间的工作是完全可以克服的。 1.2 CAD 硬件 CAD 硬件主要由计算机、常用外围设备、图形输入输出设备组成。 1.2.1 计算机及其常用外围设备 1.计算机 计算机在科学计算和事务处理中的作用已皆为人知,同样它在 CAD 中也起着主 导作用。计算机由输入设备、输出设备、运算器、内存储器和控制器五部分组成, 其结构框图如图 1.2.1 所示。当前大部分计算机各部件之间是用总线连接起来的, 如图 1.2.2 所示。 在此结构中将运算器和控制器合并在一起,称为中央处理器(CPU:central processing unit)。计算机一般分为大(巨)型机、小型机、工作站和微型机,用于数 据处理、信息处理、知识处理和智能处理。 CAD 主要采用工作站和微型机。随着 集成电路器件和计算机系统结构的改进,目前微型机也已达到过去大型机的性能指 标。常用的计算机以单 CPU 为主,为了提高处理速度和能力,也采用多 CPU 的计 算机,多 CPU 的计算机结构分别如图 1.2.3 和图 l.2.4 所示。微型计算机 CPU 的发展趋势如表 1.2.1 所示,从中可见,目前微机已达到过去大型计算机的性能 指标,而其价格下降了几个数量级
内存储器 算控制 部件(CPU) 存储器 地址总线 数据总线 数据线 输入/输出 输人/输出 (或信号线) 图1.2.1以总线连接的计算机框图 图1.2.2以存储器为中心的计算机框图 数据总线 数据和 CPU 控制信号 cPU「cPU:[cPu:1…rcru 数据和 指令 CPU L内存L内存2L内存」¨L内存 图1.23共事同一内存的多CPU计算机 图1.2.4各CPU分别具有内存的计算机 表121微机CPU发展趋势 集咸度(晶体管数) 1971年 Intel 4004 2.3万只/片 0. 06MIPS 1万美元/MIPS 1982年 Intel 80286 2,4万只/片 0. 7MIPS 500美元/MIPS 1989年 Intel i486 120万只/片 225美元/MIPS 1993年 Intel Pentium 310万只/片 90 MIPS 7美元/MIPs Pentium Pro|50万只/片 1997年 Alpha 21264 1520万只/片 MIPS 1997年 HpPA 850 2亿只/片 400 MIPS 00年以后 10亿只/片 160 GIPS 其中,MPS:每秒处理一百万条指令GIPS:每秒处理10亿条指令 2.存储器 计算机的存储器有内外之分,内存储器由集成电路芯片构成,外存储器一般使 用磁盘或光盘
8 2.存储器 计算机的存储器有内外之分,内存储器由集成电路芯片构成,外存储器一般使 用磁盘或光盘