Информационно-программное обеспечение САПР

Информационное обеспечение (ИО) — это совокупность сведений (данных), представляемых в определенном виде и используемых при функционировании ИПС. Информационное обеспечение можно рассматривать как совокупность методов и средств построения информационной базы (ИБ) данных ИПС с разделением на вне- и внут-римашинное (рис. 6.5). Входные и промежуточные массивы образуют

Структура информационного обеспечения САПР

Рис. 6.5. Структура информационного обеспечения САПР:

СККИ — система классификации и кодирования информации; НСД — нормативно-справочная документация; ОД — оперативные документы; МИМ — методические и инструктивные материалы; НМД — информационные массивы данных; СП — система пользователя (прикладные программы); ИБ — информационная база

И Б системы, которая содержит сведения о продукции и предметах труда, технологических процессах и оборудовании, производственном персонале, межэлементных связях. Рациональная структура И Б позволяет создавать информационные массивы в виде автоматизированных банков данных (АБД), которые включают БД и систему управления базой данных (СУБД). Структура БД применительно к САПР содержит архив (постоянная часть) и массивы переменных данных (переменная часть) (рис. 6.6). Архив составляют массивы данных (таблицы, матрицы), входящие в справочник и проект. В справочник входят данные о стандартах, нормалях, унифицированных элементах, типовых проектах и т. п. В справочнике хранится условно постоянная информация, которая изменяется сравнительно редко и характеризуется однократной записью данных и многократным счи-

Структура базы данных применительно к САПР

Рис. 6.6. Структура базы данных применительно к САПР

тыванием. Проект включает сведения о технических решениях, схемы, таблицы, спецификации.

Массивы переменных содержат информацию, необходимую для решения конкретной проектной задачи.

По характеру представления данных различают подмассивы списочной и табличной структуры. Списочная структура — это паспортные данные технологического оборудования, а табличная — таблицы типа зависимости подач при резании от шероховатости поверхности обрабатываемой заготовки и т. п. Использование БД в системах уровня ГПС показано на рис. 6.7. База данных через СУБД связана с мини-ЭВМ, которая управляет модулями ГПС (нижний уровень). Загрузка необходимых данных в мини-ЭВМ производится из ЭВМ верхнего уровня, входящей в состав АСУ предприятия.

База данных уровень уровень уровень

Схема использования базы данных в ГПС

Рис. 6.7. Схема использования базы данных в ГПС

База данных содержит: график выполненных работ, управляющие программы для ЧПУ станков, данные о состоянии обработки объектов производства и ГПМ, журнал работы ГПС, результаты контроля объектов производства.

Программное обеспечение (ПО) ИПС состоит из общего (системного) и специального (прикладного) ПО. Общее ПО — это стандартное математическое обеспечение, поставляемое вместе с вычислительной техникой. Оно состоит из операционной системы (ОС), БД, СУБД, программного обеспечения локальных сетей связи. Специальное ПО — это прикладные программы пользователя (ППП), реализуемые в виде отдельных модулей. Характер конкретной ППП зависит от специфики задач, решаемых данной ИПС (механообработка, сборка и т. д.).

Общее ПО предусматривает планирование и организацию процесса обработки информации, ввода-вывода, управления данными, распределения ресурсов ЭВМ, подготовку и отладку программ. Технические параметры общего ПО САПР определяются существующей номенклатурой ОС, которая должна обеспечивать наилучшее использование ресурсов ЭВМ (время работы ЦП, памяти, устройств ввода-вывода). Количественно эффективность ОС оценивается коэффициентом полезного действия:

Пос = 1 - Тосм,

где Тос время работы ОС;

Тм — общее машинное время работы ЭВМ.

Операционная система представляет собой несколько программных библиотек и системных таблиц. Основными компонентами ОС являются группы управляющих и обрабатывающих программ, обеспечивающих необходимый сервис пользователю и выполняющих тестирование и диагностирование системы в целом (рис. 6.8).

Структура операционной системы ЭВМ

Рис. 6.8. Структура операционной системы ЭВМ

В блоке управляющих программ основной является программа «Диспетчер» (или резидентная программа монитор), которая выполняет все функции организации вычислительного процесса и контролирует ход решения задачи в однопрограммном или мультипрограммном режиме (режиме разделения времени). Кроме того, блок управляющих программ осуществляет первоначальную загрузку ОЗУ и управление работой системы, включая обработку прерываний, распределение работы каналов обмена информацией с внешних устройств, загрузку программ и переход к следующему заданию.

Сервисные программы в блоке обрабатывающих программ помогают получить готовую к выполнению программу и загрузить ее с носителя в ОЗУ. Они составляют абсолютные модули, резервируют память для общих областей модулей, реализуют копирование, обновление, сжатие и пополнение библиотек и создание личных библиотек.

В ПО предусматриваются средства отладки программ, а также редактирование, тестирование, диагностирование технических средств и программ. Ядро СУБД составляет программа, управляющая всеми манипуляционными данными, например стирание устаревших и ненужных сведений, защиту данных от неправильных изменений и несанкционированного доступа, поиск и формализацию данных, их редактирование и хранение. Наряду с СУБД проектного предприятия существуют СУБД более низкого уровня в иерархии информационного обеспечения САПР (например, IBASE, FOXPRO, CLIPPER), используемые для ПЭВМ и индивидуальных САПР. Типичная структура ПО для работы с СУБД на ПЭВМ состоит из трех основных компонентов:

  • • диалоговой настройки, позволяющей задавать структуру БД, проводить ввод, поиск и выдачу интересующей информации;
  • • командного языка для работы с СУБД, позволяющего писать программы для выполнения специфических операций;
  • • интерфейса — языка управления БД для включения функций работы с БД в прикладные программы.

Управление СУБД ведется через систему развитого меню, представляемого на экране монитора.

Принципы построения и архитектура локальных

вычислительных сетей

Информационные связи в ИПС имеют древовидную структуру. Для верхнего уровня ИПС с объемом данных 106...Ю10 бит/сут используют локальные вычислительные сети (ЛВС) длиной 1...5 км и скоростью передачи информации 1... 10 Мбит/с, а для нижнего уровня — малые ЛВС типа 12С и D2B (фирма Philips) длиной 10...200 м, скоростью обмена информацией 102... 103 бит/с и временем выработки управляющего воздействия 10...103 мс. ЛВС типа D2B характеризуется более высокой помехоустойчивостью и позволяет объединять до 50 микросистем типа 12С.

Топология ЛВС может быть представлена в виде шины, кольца, дерева и др. В стандарты ISO входят две базовые топологии: шина и кольцо. Для топологии шины используется сеть ETHERNET фирмы Xerox (США), а для топологии кольца — сеть CAMBRIGE RING (Англия). Для распределенных ЛВС с топологией «шина» используется метод случайного доступа для всех абонентов сети в зоне радиусом до 2,5 км с равными правами доступа (рис. 6.9).

Топология большой Л ВС типа «шина»

Рис. 6.9. Топология большой Л ВС типа «шина»:

1—5 — сегменты; С — станция; ВС — волновое сопротивление; ПП — приемопередатчик; Рт — ретранслятор

Отдельные ветви (сегменты) могут объединяться между собой и подключаться к сетям большой протяженности с помощью ретрансляторов (Рт) или межсетевых интерфейсов. Длина сегмента — до 500 м, число станций подключения к сегменту — 100 с шагом 2,5 м, удаление станции от сегмента — 50 м. Скорость передачи данных в подключенные к сети ЭВМ составляет от 100 кбайт/с до 100 Мбайт/с.

В ЛВС типа «кольцо» данные передаются в виде мини-пакетов длиной 40 бит: 16 бит используются в качестве поля данных; в двух полях — по 8 бит указываются адреса узла-отправителя и узла-полу-чателя, а оставшиеся 8 бит выделяются для управляющих знаков (рис. 6.10). Интервалы следования битов и промежутки между пакетами задаются главной станцией, при этом по кольцу все время циркулирует определенное число пакетов и промежутков между ними. Каждый пакет содержит бит-индикатор, который указывает, является ли пакет заполненным (т. е. содержит полезные данные) или пустым, т. е. информация пакета принята узлом-получателем, а пакет сделал

Топология большой ЛВС типа «кольцо»

Рис. 6.10. Топология большой ЛВС типа «кольцо»:

БлД — блок доступа; ПУ — печатающее устройство; БУП — блок управления печатью; С — станция; Т — терминал; Ко — концентратор; БУР — блок управления ресурсами

главной станции (станция на рис. не показана)

полный круг по кольцу и возвратился в узел, откуда был отправлен. Таким образом, Кембриджское кольцо является примером сети с пустыми сегментами.

Основные блоки ЛВС: блок управления вычислительными ресурсами главной станции (БУР). При получении запроса блок проверяет право доступа и выделяет ресурсы ЭВМ пользователю локальной ПЭВМ; блок управления печатью (БУП) устанавливает очередь на использование принтера.

На участках сети могут устанавливаться различные типы кабелей: коаксиальный, витая пара, оптоволоконный и телефонный. Скорость передачи информации до 10 Мбит/с при расстоянии между ретрансляторами не более 200 м. Сравнительный анализ определяет некоторые преимущества сети Кембриджское кольцо из-за простоты, надежности и меньшей стоимости.

Программные средства машинной графики

Средства машинной графики можно разделить на три модуля (рис. 6.11): 1) пакет программ машинной графики (ППМГ); 2) прикладная программа (ПП — центральный модуль); 3) прикладная база данных (ПБД).

Рабочая станция конструктора

Структура программного обеспечения машинной графики

Рис. 6.11. Структура программного обеспечения машинной графики

Пакет программ МГ обеспечивает взаимодействие пользователя с графическим терминалом и играет роль интерфейса между пользователем и ПП. Этот пакет включает в себя подпрограммы ввода и вывода.

Прикладная (сменная) программа — основное ядро для МГ — используется для построения модели физического объекта (его изображение на экране дисплея). Прикладная программа содержит электрические схемы, детали и узлы машин, числовые и логические определения прикладных математических моделей.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >