Состав и структура САПР

Составными структурными частями САПР, жестко связанными с организационной структурой проектной организации, являются подсистемы, в которых при помощи специализированных комплексов средств автоматизированного проектирования (КСАП) решается функционально законченная последовательность задач САПР. По назначению подсистемы разделяются на проектирующие и обслуживающие. Проектирующие подсистемы имеют объектную ориентацию и реализуют определенный этап (стадию) проектирования или группу непосредственно связанных проектных задач. Обслуживающие подсистемы имеют общесистемное применение и обеспечивают поддержку функционирования проектирующих подсистем, а также оформление, передачу и вывод полученных в них результатов.

Комплекс средств автоматизированного проектирования – это совокупность компонентов и комплексов средств, предназначенных для тиражирования и выполнения унифицированных проектных процедур. Он ориентирован на проектирование объектов определенного класса (вида, типа) и используется в соответствующих проектирующих и обслуживающих подсистемах САПР (рис. 10).

Компонент представляет собой элемент обеспечения, выполняющий определенную функцию в подсистеме: 1) методическое обеспечение – документы, в которых отражены состав, правила отбора и эксплуатации средств автоматизации проектирования; 2) лингвистическое обеспечение – языки проектирования, терминология, языки общения человека с ЭВМ; 3) математическое обеспечение – методы, математические модели, алгоритмы выполнения проектных процедур; 4) программное обеспечение – документы с текстами программ, программы на машинных носителях и эксплуатационные документы; 5) техническое обеспечение – устройства вычислительной и организационной техники, средства передачи данных, измерительные и другие устройства или их сочетания; 6) информационное обеспечение – документы, содержащие описания стандартных проектных процедур, типовых решений, типовых элементов, комплектующих изделий, материалов и другие данные, а также файлы и блоки данных на машинных носителях с записью указанных документов; 7) организационное обеспечение – положения, инструкции, приказы, штатные расписания, квалификационные требования и другие документы, регламентирующие организационную структуру подразделений и их взаимодействие с комплексом средств автоматизации проектирования.

Рассмотрим структурную схему САПР (рис.10) и виды комплексов средств САПР (рис.11). Различают комплексы средств одного вида обеспечения (технического, программного и информационного) и комбинированные. Наибольшее распространение получили комбинированные комплексы, которые подразделяются на программно-методические и программно-технические комплексы.

Рис. 10. Структурная схема САПР: П, И, М, Л, МЕ – соответственно программное, информационное, математическое, лингвистическое, методическое обеспечение

Рис. 11. Виды комплексов средств САПР

Программно-методический комплекс (ПМК) представляет собой взаимосвязанную совокупность компонентов программного, информационного и методического обеспечений (включая компоненты математического и лингвистического обеспечений), необходимую для получения законченного проектного решения по объекту проектирования (одной или нескольким его частям или объекту в целом) или выполнения унифицированных процедур. В зависимости от назначения ПМК подразделяют на общесистемные и базовые, в том числе проблемно-ориентированные и объектно-ориентированные ПМК.

Общесистемные ПМК включают в себя программное, информационное, методическое и другие виды обеспечений. Они предназначены для выполнения унифицированных процедур по управлению, контролю, планированию вычислительного процесса, распределению ресурсов САПР и реализации других функций, являющихся общими для подсистем или САПР в целом. К общесистемным ПМК относятся: 1) мониторные системы; 2) системы управления базами данными (СУБД); 3) информационно-поисковые системы; 4) средства машинной графики; 5) системы обеспечения диалогового режима.

Основными функциями мониторных систем управления функционированием технических средств в САПР являются: 1) формирование заданий с контролем пакета задач; 2) обработка директив языков управления заданиями и задачами; 3) управление проектированием в автоматическом режиме; 4) распределение ресурсов САПР с учетом приоритетов заданий, задач, подсистем; 5) защита ресурсов и данных от несанкционированного доступа и непредусмотренных воздействий.

Информационно-поисковые системы (ИПС) выполняют следующие функции: 1) заполнение информационного фонда сведениями; 2) обработку цифровых данных и формирование выходных документов; 3) построение и обработку информационных запросов с целью поиска требуемых сведений; 4) обработку выходных данных и формирование выходных документов.

Система управления базами данных (СУБД) – программно-методический комплекс для обеспечения работы с информационной базой, организованной в виде структуры данных. СУБД выполняется следующие основные функции: 1) определение баз данных, т.е. описание концептуального внешнего и внутреннего уровней; 2) запись данных в базу; 3) организацию, хранения, изменение, дополнения, реорганизации данных; 4) предоставление доступа к данным (поиск и их выдача).

Средства машинной графики обеспечивают взаимодействие пользователя с ЭВМ при обмене графической информацией, решение геометрических задач, формирование изображений и автоматическое изготовление графической информации.

Системы обеспечения диалогового режима предназначены для осуществления ввода, контроля, редактирования, преобразования, вывода графической и символьной информации.

Базовые проблемно-ориентированные ПМК – программные средства, предназначенные для: 1) автоматизированного упорядочения исходных данных, требований и ограничений к объекту проектирования в целом или к отдельным элементам; 2) выбора физического принципа действия объекта проектирования; 3) выбора технических решений и структуры объекта проектирования; 4) оценки показателей качества проекта.

Базовые объектно-ориентированные ПМК отражают особенности объектов проектирования как совокупной предметной области.

Программно-технический комплекс (ПТК) представляет собой взаимосвязанную совокупность ПМК с комплексами или компонентами технического обеспечения. В зависимости от назначения ПТК различают: 1) автоматизированные рабочие места (АРМ); 2) центральные вычислительные комплексы (ЦВК).

ЦВК представляет собой ПТК, предназначенный для объединения действий совокупности АРМ в единый процесс проектирования, хранения и представления общесистемной информации, а также для дополнения вычислительных мощностей отдельных АРМ. С точки зрения структурной организации ЦВК могут включать ЭВМ (сверхбольшие, большие и средние), многопроцессорные многомашинные вычислительные комплексы.

АРМ представляют собой ПТК, предназначенные для выполнения следующих функций: 1) оперативного ввода, вывода, отображения, редактирования и преобразования текстовой и (или) графической информаций; 2) настройки, редактирования, исполнения и контроля программ пользователей в диалоговом режиме; 3) формирования архива проектных решений и библиотеки стандартных элементов и процедур (меню); 4) осуществления взаимодействия с другими АРМ и, при необходимости, с ЦВК; 5) дополнения проектных процедур.