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    第二章 CADCAM硬件软件系统.ppt

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    第二章 CADCAM硬件软件系统.ppt

    第二章CAD/CAM系统的支撑环境,2学时,知识点,2.1 CAD/CAM系统的硬件 2.2 CAD/CAM系统的软件 2.3 工程数据库,学习重点: 在了解了CAD/CAM系统工作过程之后,学习系统的基本组成;了解硬件的类型、配置形式和软件种类、功能;掌握CAD/CAM系统的选用原则。通过本知识点的学习,能够为一个具体部门(企业或公司),根据工作性质配置一个相对完整的CAD/CAM 系统。,2.1.1 CAD/CAM的基本组成 一个完整的CAD/CAM系统必须具备硬件系统, 软件系统。,2.1 CAD/CAM系统的硬件,软件 核心,人 关键,硬件 基础,2.1 CAD/CAM系统的硬件,一、CAD/CAM系统的分类 1、按照系统是否具有人机对话功能可以分为交互型和自动型 2、按照CAD/CAM系统中采用的计算机类型,外围设备以及它们之间的联系方式可分为独立式和分布式。 独立式按照所用计算机的不同又可划分为以下四种类型: 如图,2.1 CAD/CAM系统的硬件,2.1 CAD/CAM系统的硬件,分布式系统,2.1 CAD/CAM系统的硬件,2.1.2 硬件 硬件是一切可以触摸到的物理设备。 一、主机 主存储设器和高速的中央处理器(控制器、运算器) 外存储器 外围设备,输入输出设备 显示器 图形输入输出设备,2.1 CAD/CAM系统的硬件,二、显示器 是计算机的基本配置之一,也是CAD/CAM系统中最为重要的设备。作为系统的输入设备,显示器可以随时对用户的操作作出及时的响应;作为输出设备,可以将设计过程的中间结果从屏幕上提供给用户,以便不断编辑、修改,是人机交互必不可少的工具。,三、外存储器 是补充内存、减轻主机负荷的一种辅助存储设备,用来存放大量暂时不用而等待调用的程序和数据,它通过内存参与计算机的工作,容量比内存大,速度慢。通常对存储器的评价须考虑容量、价格、存取速度等指标。,2.1 CAD/CAM系统的硬件,四、输入设备 对于交互式CAD/CAM系统来说,除需要具有一般计算机系统的输入设备,还应能提供以下功能:,2.1 CAD/CAM系统的硬件,输入设备类型,触摸屏,语音输入设备,数据手套,位置传感器,键盘,鼠标,数字化仪(图形输入板),扫描仪,数码相机,数字化 仪,扫描仪,2.1 CAD/CAM系统的硬件,数码相机,2.1 CAD/CAM系统的硬件,数据手套 虚拟现实系统中最常用的输入装置。如下图所示,数据手套利用光导纤维的导光量来测量手指角度。当光导纤维弯曲时,传输的光将会有损失,弯曲越大,损失越多。数据手套可以帮助计算机测试人手的位置与指向,从而可以实时地生成手与物体接近或远离的图像。,2.1 CAD/CAM系统的硬件,五、输出设备 是计算机实用价值的体现,CAD/CAM系统中输出设备的作用主要是将设计的数据、文件、图形、程序、指令等显示、输出或者发送给相关的执行设备。常用的输出设备有如下几种。,输出设备类型,显示器显卡,打印机与绘图仪,2.1 CAD/CAM系统的硬件,打印机 按颜色分类:黑白、彩色 按打印方式分类 点阵针式打印机 激光打印机 喷墨打印机 热转印打印机,针式打印机,2.1 CAD/CAM系统的硬件,激光打印机,激光打印机是综合了激光扫描技术和电子照相技术的一种非打击式打印机。,喷墨打印机,2.1 CAD/CAM系统的硬件,绘图仪 从结构上分,可以分为平台式和滚筒式两种。 平台式绘图仪的工作原理是,在电脑信号的控制下,笔或喷墨头的、方向移动,而纸在平面上不动,从而绘出图来。 滚筒式绘图仪的工作原理是,笔或喷墨头沿方向移动,纸沿方向移动,这样,可以绘出较长的图样。,2.1 CAD/CAM系统的硬件,六 网络互联设备 1、网络适配器(即网卡) 它是物理上连接计算机网络的硬件设备,在计算机管理下,按某种约定协议,将计算机内信息保存的格式与网络线缆发送或接收的格式进行双向变换(一般是借助共享内存,在系统内存和网卡内存之间进行数据交换),控制信息传递及网络通信 2、传输介质 有线网络传输介质主要有以下几种:双绞线 屏蔽非屏蔽,2.1 CAD/CAM系统的硬件,2.2.3 当前CAD系统的硬件环境 1. 主要是工程工作站及个人计算机。工作站是具有高速的科学计算、丰富的图形处理及灵活的窗口与网络管理功能的交互式计算机系统,它一般具有32位或64位字长的中央处理器(CPU),广泛采用精简指令(RISC),超标量、超流水线及超长指令技术,具有Unix操作系统和X窗口管理系统,在一个分布式的网络环境下运行。,2.1 CAD/CAM系统的硬件,2. 目前流行的工作站主要有:Sun公司的SPARCStation10工作站,美国惠普(HP)公司的HP-PA工作站,DEC公司的Alpha工作站,SGI工作站及IBM公司的RS/6000工作站。工作站虽然性能优越,图形处理速度快,但价格却十分昂贵,这在当前一定程度上限制了CAD/CAM技术的推广。,2.1 CAD/CAM系统的硬件,3. 随着计算机硬件技术的飞速发展,个人计算机的计算能力、图形处理能力的不断提高和操作系统的逐渐完善,使其与专业RISC/Unix工作站的性能差距逐渐缩小。尤其是Intel的PentiumPro和Pentium芯片以及Microsoft的WindowsNT的发布,使得个人计算机在性能上完全具备了与中低档工作站竞争的实力,加之个人计算机价格低廉,这使其在普及CAD应用中起到了工作站所不能代替的作用。,2.2 CAD/CAM系统的软件,2.2.1 系统软件分类 计算机软件: 是指与计算机系统操作使用有关的程序、规程及相关文档资料等的总和,亦可以简单理解为各种程序及其相关资料和数据。 根据系统中执行的任务及服务对象的不同,可将软件系统分为三个层次: 系统软件 支撑软件 应用软件,应 件 用 软,支 件 撑 软,系统 软件,2.2 CAD/CAM系统的软件,2.2 CAD/CAM系统的软件,一、系统软件 功能 为用户使用计算机提供一个清晰,简洁,易于使用的友好界面; 尽可能使计算系统中的各种资源得到充分而合理的应用。 特点 通用性,不同领域的用户都可以和需要使用它,即多机通用和多用户通用; 基础性,系统软件是支撑软件和应用软件的基础 选择原则,软件的性能价格比 与硬件匹配 二次开发环境 开放性 软件商的综合能力,2.2 CAD/CAM系统的软件,具体包括: 操作系统:计算机软件核心,有CPU管理、内存管理、I/O管理、文件管理等功能,常用操作系统有DOS、Windows、Unix、OS/2等。 语言编译系统:如 Basic、C/C+、LISP等编译系统,是将高级语言转换为计算机机器语言。 图形接口标准:如 GKS、PHIGS、GL/OpenGL等图形接口标准,独立于硬件设备和各种不同的计算机语言。,2.2 CAD/CAM系统的软件,二、支撑软件,几何建模软件: I-DEAS,Pro-E, UG等。 计算机辅助工程软件: 集几何建模,三维绘图,有限元分析,产品装配,公差分析,机构运动学,NC自动编程等功能分析系统为一体的集成软件系统。,有限元分析软件:举例:SAP,SKA,NASTRAN,ANSYS等有限元分析软件。 优化方法软件:将优化技术用于工程设计,综合多种优化计算方法,为选择最优方案、取得最优解、求解数学模型提供强有力的数学工具软件。 系统运动学/动力学模拟仿真软件:举例:ADAMS机械系统动力学自动分析软件。,绘图软件: 举例:AUTOCAD软件。 数据库系统软件: 举例:INGRES, PB,ORACLE, SYBASE, FOXPRO等,2.2 CAD/CAM系统的软件,三、应用软件 在系统软件和支撑软件基础上,针对某一具体应用开发的软件,如机床设计、夹具设计、汽车车身设计等CAD或CAE软件系统。 开发应用软件应遵循的原则,使用方便 灵活的提示信息 记忆最少原则 良好的工作方式 可以容忍的响应时间 良好的出错处理,2.2 CAD/CAM系统的软件,2.2.2系统设计的总体原则,1.实用化原则 CAD/CAM系统是一项实用性、针对性很强的技术,具有高投入、高产出、高风险的特征。实施CAD/CAM技术必须以实用化为前提,否则很难带来经济效益和社会效益。设计系统时必须明确应用领域和对象,要达到的目标及需要的关键技术。 2.适度先进性原则 CAD/CAM技术是一项处于不断发展和完善中的技术。在设计系统时,要有发展的眼光,对CAD/CAM技术的未来有一定的预测,选用实用性强、技术先进且成熟的设备与软件,降低投资风险。,2.2 CAD/CAM系统的软件,2.2 CAD/CAM系统的软件,3.系统性原则 系统性原则有两方面的含义,一是指在系统设计时要充分考虑功能、软硬件配置上的完整性,二是指充分考虑各硬件设备和软件在功能、性能方面的匹配。由此确定系统集成水平,提出对系统硬件、软件、数据库、网络、接口的具体要求 4.整体设计与分步实施原则 如上所述,CAD/CAM是处于不断发展和完善中的高投入高风险技术,在进行设计时既要考虑实用性和企业承受能力,又要考虑先进性和系统性。要求将近期目标与长远目标相结合。设计时充分考虑系统性、完整性和先进性,实施时充分考虑实用性和承受能力,分步实施,逐步建设。,2.2.3 CAD/CAM主流软件产品 (1)AutoCAD及MDT AutoCAD系统 美国Autodesk公司 二维工程绘图软件 具有部分的三维作图造型功能 它是目前世界上应用最广的CAD软件,占整个世界个人微机CAD/CAE/CAM软件市场的37%左右 MDT(MechanicalDesktop)是Autodesk公司在机械行业推出的基于参数化特征实体造型和曲面造型的微机CAD/CAM软件,据称目前已经装机2万余套,MDT的用户主要有:中国一汽集团、荷兰菲利浦公司、德国西门子公司、日本东芝公司、美国休斯公司等等。,2.2 CAD/CAM系统的软件,(2)Pro/Engineer Pro/Engineer系统是美国参数技术公司(ParametricTechnologyCorporation简称PTC)的产品,它刚一面世(1988年),就以其先进的参数化设计、基于特征设计的实体造型而深受用户的欢迎。此外,Pro/Engineer一开始就建立在工作站上,使系统独立于硬件,便于移植;该系统用户界面简洁,概念清晰,符合工程人员的设计思想与习惯。Pro/Engineer整个系统建立在统一的数据库上,具有完整而统一的模型,能将整个设计至生产过程集成在一起,它一共有20多个模块供用户选择。,ro/Engineer在最近几年已成为三维机械设计领域里最富有魅力的系统,其销售额和用户群仍以最快的速度向前发展,2.2 CAD/CAM系统的软件,(3)I-DEASMasterSeries5 I-DEASMasterSeries是美国SDRC(StructuralDynamicsResearchCorporation)公司自1993年推出的新一代机械设计自动化软件。I-DEASMasterSeries5于今年6月20日在美国首次展示,其最大的突破在于VGX技术的面市,极大地改进了交互操作的直观性和可靠性。另外,该版本还增强了复杂零件设计、高级曲面造型以及有限元建模和耐用性分析等模块的功能。在我国,正式使用I-DEASMasterSeries软件的用户已经超过400家,居于三维实体机械设计自动化软件的主导地位。由于SDRC公司早期是以工程与结构分析为主逐步发展起来的,所以工程分析是该公司的特长。SDRC公司近期还集中了优势力量大力加强数控加工功能的开发。,2.2 CAD/CAM系统的软件,(4)CATIA CATIA系统是法国达索(Dassault)飞机公司DassaultSystems工程部开发的产品。该系统是在CADAM系统(原由美国洛克希德公司开发,后并入美国IBM公司)基础上扩充开发的,在CAD方面购买原CADAM系统的源程序,在加工方面则购买了有名的APT系统的源程序,并经过几年的努力,形成了商品化的系统。CATIA系统如今已经发展为集成化的CAD/CAE/CAM系统,它具有统一的用户界面、数据管理以及兼容的数据库和应用程序接口,并拥有20多个独立计价的模块。该系统的工作环境是IBM主机以及RISC/6000工作站。如今CATIA系统在全世界30多个国家拥有近2000家用户,美国波音飞机公司的波音777飞机便是其杰作之一。,2.2 CAD/CAM系统的软件,(5)Unigraphics(UG) UG起源于美国麦道(MD)公司的产品,1991年11月并入美国通用汽车公司EDS分部。如今EDS是全世界最大的信息技术(IT)服务公司,UG由其独立子公司UnigraphicsSolutions开发。UG是一个集CAD、CAE和CAM于一体的机械工程辅助系统,适用于航空航天器、汽车、通用机械以及模具等的设计、分析及制造工程。该软件可在HP、Sun、SGI等工作站上运行,自称安装总数近3万台。UG采用基于特征的实体造型,具有尺寸驱动编辑功能和统一的数据库,实现了CAD、CAE、CAM之间无数据交换的自由切换,它具有很强的数控加工能力,可以进行2轴2.5轴、3轴5轴联动的复杂曲面加工和镗铣。UG还提供了二次开发工具GRIP、UFUNG、ITK,允许用户扩展UG的功能。UG自90年初进入中国市场,至今已装机2000台套左右。,2.2 CAD/CAM系统的软件,(6)SolidWorks SolidWorks是一套基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系统,是由美国SolidWorks公司于1995年11月研制开发的,其价格仅为工作站CAD系统的四分之一。该软件采用自顶向下的设计方法,可动态模拟装配过程,它采用基于特征的实体建模,自称100%的参数化设计和100%的可修改性,同时具有中英文两种界面可供选择其先进的特征树结构使操作更加简便和直观。该软件于1996年8月由生信国际有限公司正式引入中国,由于其基于Windows平台,而且价格合理,在我国具有广阔的市场前景。,2.2 CAD/CAM系统的软件,(7)开目CAD 开目CAD是华中理工大学机械学院开发的具有自主版权的基于微机平台的CAD和图纸管理软件,它面向工程实际,模拟人的设计绘图思路,操作简便,机械绘图效率比AutoCAD高得多。开目CAD支持多种几何约束种类及多视图同时驱动,具有局部参数化的功能,能够处理设计中的过约束和欠约束的情况。开目CAD实现了CAD、CAPP、CAM的集成,适合我国设计人员的习惯,是全国CAD应用工程主推产品之一。 清华XTMCAD 高华CAD 阅读资料CAD产业发展的回顾与思考 ,2.2 CAD/CAM系统的软件,2.3工程数据库,CAD/CAM系统中的信息管理从文件模式发展为数据库模式,直至目前的工程数据库模式。 2.3.1数据库技术概述 一、数据库技术的产生 20世纪50、60年代采用文件系统进行管理,各种数据都是以各自独立文件的形式来存储,数据你的存储则是通过应用软件按文件标识符或文件中的记录标识来完成。于是出现一下问题:,1.数据冗余。 2.缺乏数据独立性。 3.不能统一管理数据,难以保证数据的完整性和安全性。,2.3工程数据库,为了解决上述问题,出现了数据库技术。数据库技术包括数据库DB(Data Base)及其管理系统DBMS(Data Base Management System)。 二、特点 数据库技术通过数据管理系统统一管理用户文件,能够解决数据冗余的问题。另外它把用户观念的数据逻辑结构从整体逻辑结构中独立出来,在用户数据逻辑结构与数据存储结构之间插入一层整体逻辑结构,使数据存储结构的变化不影响数据的 逻辑结构和应用程序,从而解决了数据的独立性问题。,2.3工程数据库,2.3.2 工程数据库 一、工程数据库的特点 工程数据库:是指能满足人们在工程活动中对数据处理要求的数据库。,对于CAD/CAM系统,应该是在操作系统支持下,以图形功能为基础,以工程数据库为核心的集成系统,从产品设计,工程分析直到制造过程中所产生的全部数据都应维护在同一个工程数据环境中。,2.3工程数据库,二、工程数据类型分析,1.通用基础数据 如国家及行业标准,技术规范,产品目录等方面的数据。,2.设计产品数据 如产品功能要求描述数据,设计参数及分析数据及各种资源描述数据,包括各种工程图形、图表及三维几何造型等数据。,3.工艺加工数据 如金属切削工艺数据、磨削工艺数据、热加工工艺数据等。,4.管理信息数据 如生产工时定额、物料需求计划、成本核算、销售、市场分析等管理信息数据。,2.3工程数据库,三、对工程数据库管理系统的基本要求,2.3工程数据库,2.3.3新一代数据库技术 1.分布式数据库 数据库技术与分布处理技术相结合产生了分布式数据库(Distribute Database)。它是由一组分布在不同场地计算机中的数据组成,这组数据具有物理分布性、逻辑整体性、分布独立性和场地自制能力。,所谓物理分布性,即数据库中的数据分布在计算机网络的不同场地计算机上。所谓逻辑整体性,即数据库中的数据虽然物理分布,但逻辑相关,是相互联系的整体。所谓独立分布,即分布透明性,在用户来看,整个数据库系统仍是一个集中的数据库,不关心数据物理位置分布的细节,分布的实现完全由系统完成。所谓场地自制能力,即系统网络中的每个节点具有独立处理能力,可以执行局部应用,同时也能通过网络执行全局应用。 分布式数据库能够适应部门分布的组织结构,降低通信代价,提高响应速度;能提高系统的可靠性和可用性,一个场地的故障不会引起整个系统崩溃;有利于充分利用数据库资源,提高现有集中式数据库的利用率;便于扩展处理能力和系统规模。,2.3工程数据库,2.主动数据库 数据库技术和人工智能技术相结合产生了主动数据库(Active Database)。它是相对传统数据库的被动性而言的,能根据应用系统的当前状况,主动适时地作出反应,执行某些操作向用户提供相关信息。,主动数据库强调主动性、快速性和智能性,其主要目标是提供对紧急情况的及时反应能力,同时提高数据库管理系统的模块化程度。通常采用的方法是在数据库系统中嵌入ECA(事件-条件-动作)规则,设置触发器,在某一事件发生时引发数据库管理系统检测数据库当前状态,只要条件满足,就触发规定动作的执行。,2.3工程数据库,3.多媒体数据库 数据库技术与多媒体技术相结合产生了多媒体数据库技术(Multi-media Database)。它支持管理复杂的多媒体数据。 多媒体数据库在数据对象、数据类型、数据结构、数据模型、应用对象以及处理方式上都与传统数据库有较大差异,它存储处理的是现实世界中复杂的多媒体表现形式,包括动态的视频;它面向应用,强调媒体间的独立性,重视媒体对象的物理表现和交付方式。,2.3工程数据库,4.面向对象数据库 数据库技术与面向对象程序设计的结合产生了面向对象数据库(Object Oriented Database)。它是指对象的集合、行为、状态和联系均以面向对象数据模型来定义。 面向对象数据库为定义和操作对象间的联系提供了用户界面,应用程序员无须显示编程后管理这些联系。它支持如:Oid、实例、类、层次、继承、封装及消息传递等面向对象概念。,CAD/CAM目前研究热点,计算机辅助概念设计 需解决建模和推理两大技术难题。 计算机支持的协同设计 须解决: 海量信息的存储、管理和检索技术 智能CAD/CAM技术 CAD/CAM与虚拟现实技术的集成 计算机安全,群体成员间实时、可靠、廉价的信息交换; 保证异地、异构环境下协同设计系统可靠运行; 群体成员冲突协调解决机制。,思考题 1. 简要说明CAD/CAM系统的基本组成。 2. CAD/CAM系统中常用的存储设备有哪些?各有什么特点? 3. CAD/CAM系统中常用的输入设备有哪些?各有什么特点? 4. CAD/CAM系统中常用的输出设备有哪些?简要说明其工作原理和特点。 5.简要说明CAD/CAM系统软件的基本组成,交互型系统是利用输入、输出设备,通过人机对话的方式工作的。由于产品的设计是一个设计、分析、计算、显示、修改,不断反复的过程,计算机不能代替人的全部思维活动,因此,交互式系统是将人的创造性与计算机特性充分结合的系统,是现代CAD应用系统的主要类型,适合于新产品的设计、开发工作。,自动型系统是设计者预先将待解决的问题建立数学模型,找到目标函数,将其求解过程编成程序输入计算机的系统。系统运行时,根据输入的参数自动进行数学模型求解,不需人的介入。 范围 适用于事先能够用数学模型描述的一类设计问题。 工作流程如图所示:,交钥匙工程指跨国公司为东道国建造工厂或其他工程项目,一旦设计与建造工程完成,包括设备安装、试车及初步操作顺利运转后,即将该工厂或项目所有权和管理权的“钥匙”依合同完整地“交”给对方,由对方开始经营。因而,交钥匙工程也可以看成是一种特殊形式的管理合同。 交钥匙工程是在发达国家的跨国公司向不够开放的发展中国家投资受阻后发展起来的一种非股权投资方式。如在实行改革开放前的社会主义国家,除了南斯拉夫、罗马尼亚等少数国家外,大多数国家不准许外来企业进行投资,因此外国企业只能依赖其他方式从事投资或经营,交钥匙工程就是其中行之有效的一种。另外,当自己拥有某种市场所需的尖端技术,在希望能快速地大面积覆盖市场,所能使用的资本等要素又不足的情况下,就可以考虑采用交钥匙工程方式。 日本某厂商曾不惜以低于成本的“自我牺牲”方式,为印度尼西亚承建发电厂。表面上看这是一桩赔本生意,但是从长远利益而言,将来发电厂所需的零配件供应、维护与整修等,势必长期依赖于日本方面的支持,由此累积下来的利益无疑十分可观。,网络分布式 也称网络系统,利用计算机技术及通讯技术将分布于各处的计算机以网络形式连接起来。网络上各个结点可以是普通微机,也可以是SUN、HP、SGI工作站等。网络上结点分布形式可以是星型分布、树型分布,也可以是环型分布、总线型分布。网络分布式CAD系统见示意图(2-1-3.swf) 优点 每个工作站有自己独立的系统,网络仅用于通信,在独立工作时,其工作性能不受其它工作站负荷的影响; 容易扩展,系统配置和开发可分步进行,由小到大,逐步将网络扩展到整个工厂; 在网络上增加新的硬件,网络上各工作站均可以共享; 引进的商品化软件也可以共享; 可使用户获得具有相当于大中型计算机的数据处理能力,投资小,受益大。,星网,网的中心是一台计算机,也称服务器,一般采用大中型机或超级小型机,周围是若干无外存的工作站,也称无盘结点,环网,适用于工程工作站或微机连网。 网内用户能共享任一结点上的数据库或文件。 当某结点发生故障时,其余结点可正常工作。,总线网,用于将差别较大的设备连入网中。公共总线可长达2.5km,可接1024个设备,不够时,用中继器再接一条,形成分叉的树形结构。以太网(Ethernet)就是种有名的总线网,在以太网上可以连接各种不同类型的工程工作站,微机,外设及终端等。,显示器,阴极射线管的构成部分,1、电子枪 电灯丝,阴极和控制栅组成。 阴极:由灯丝加热发出电子束, 控制栅:加上负电压后,能够通过其中小孔的带负电的电子束的强弱,通过控制电子数量,控制荧光屏上相应点的亮度。 2、聚焦系统 通过电场和磁场控制电子束,“变细”,亮点变小,提高分辩率。,阴极射线管的构成部分,3、加速电极 加正的高压电(几万伏),电子束高速运动。 4、偏转系统 控制电子束产生偏转,最大偏转角是衡量系统性能的最重要的指标,显示器长短与此有关。 5、荧光屏 电子束轰击内表面荧光涂层发光。,阴极射线管的构成部分,5、荧光屏 荧光物质:当它被电子轰击时发出亮光 持续发光时间:电子束离开某点后,该点的亮度值衰减到初始值1/10所需的时间 刷新(Refresh):为了让荧光物质保持一个稳定的亮度值 刷新频率:每秒钟重绘屏幕的次数,某种CRT产生稳定图像所需要的最小刷新频率 =1秒/荧光物质的持续发光时间 (例如)=1000/40=25Hz,刷新式CRT,保持荧光屏上有稳定的图象就必须不断地发射电子束。 刷新一次指电子束从上到下将荧光屏扫描一次。只有刷新频率高到一定值后,图象才能稳定显示。 每秒60帧即60Hz时,人眼才能感觉到屏幕不闪烁,要使人眼觉得舒服,一般必须有85Hz以上的刷新频率。,液晶显示器的构成,液晶显示器LCD(Liquid Crystal Display)是由六层薄板组成的平板式显示器,反射层,水平极板,水平网格线,液晶层,垂直网格线,垂直极板,观察方向,LCD显示器基本原理,液晶是一种介于液体和固体之间的特殊物质,它具有液体的流态性质和固体的光学性质。当液晶受到电压的影响时,就会改变它的物理性质而发生形变,此时通过它的光的折射角度就会发生变化,而产生色彩 液晶屏幕后面有一个背光,这个光源先穿过第一层偏光板,再来到液晶体上,而当光线透过液晶体时,就会产生光线的色泽改变,从液晶体射出来的光线,还得必须经过一块彩色滤光片以及第二块偏光板,外存储设备,触摸屏 又称为触感型终端,是一种特殊的显示屏。与普通的显示器不同的是:附加了坐标定位装置,从而感知接触点的位置,功能与图形板相同。触感可由红外式、电容式、机械式传感系统获得,当手指触摸屏幕时,通过相应的电路就可以检测到该点的位置。如:将应用软件的菜单提示于屏幕上,利用触摸技术,手指直接“点菜”,既直观又方便,不易出错。,语音输入设备 将人类说话的语音直接输入计算机的设备。将声音通过话筒变成模拟信号,再将模拟信号通过调制变成数字信号。语音输入的难点是如何理解、识别语音,目前的水平处于定量词汇、定人语音识别的程度。已有公司开发出操作系统的语音输入系统,用户只需读出所需进入选项的名称,系统会自动识别用户语音而选择相应的操作,其效果与鼠标选择是相同的。,检索型,从图中可知,人们预先将已定型的产品资料(图样、技术文件等)存入计算机,并设计检索程序,系统工作时,根据用户输入的设计初始参数,选择标准产品图样及有关数据,并能调用系统中的标准程序库及图形库,计算相应的参数及绘制图形。这种系统适用于产品定型之后标准化、系列化的设计,因而通用性差,由于设计过程中不提供人工干预功能,所以不适于新产品的开发设计。,自动型,自动型系统是设计者预先将待解决的问题建立数学模型,找到目标函数,将其求解过程编成程序输入计算机的系统。系统运行时,根据输入的参数自动进行数学模型求解,不需人的介入。,交互型,交互型系统是利用输入、输出设备,通过人机对话的方式工作的。由于产品的设计是一个设计、分析、计算、显示、修改,不断反复的过程,计算机不能代替人的全部思维活动,因此,交互式系统是将人的创造性与计算机特性充分结合的系统,是现代CAD应用系统的主要类型,适合于新产品的设计、开发工作。,智能型,专家系统 是一种能使计算机在专家级水平上工作的计算机程序。这种系统在一定程度上避免了过多地依赖于使用者的素质,而能运用人类专家知识和推理能力,解决一般人难以妥善解决的问题。但仍面临着知识类型复杂、判定标准模糊或不确定、知识获取范围偏窄、开发难度大等问题。 智能型专家系统 是在CAD/CAM系统中引入人工智能技术。首先搜集领域内专家的知识和经验,建立知识库;其次是设置推理机构,在求解问题时,模仿人类专家进行思维与决策;系统运行时,输入原始参数及设计要求,系统检索知识库,搜索与待解决问题总是相匹配的规则,通过推理机的推理、判断或模拟人的智慧,给出智能性的提示,建议解决问题的途径和推荐解决方案。智能型CAD系统工作原理如图所示:,

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