第2章CAD系统的硬件和软件.ppt
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1、第二章 CAD系统的硬件和软件,2.1 CAD系统的硬件 2.2 CAD系统的软件,2.1 CAD系统的硬件,CAD系统的硬件包括不同规模、不同结构和不同功能的计算机系统 根据应用范围和相应软件的规模分类 主机系统 小型机系统 工作站系统 微型计算机系统,2.1.1 微型计算机系统,CAD系统硬件的基本构成:微型计算机、图形输入设备、绘图输出设备 微型计算机的迅速发展,采用高性能的处理器、大存储量的内存、硬盘、快速图形加速卡,微机已经能基本满足CAD应用的要求,而且价格越来越便宜,2.1.1 微型计算机系统,微机上的各种软件,如图形处理软件、工程分析软件及各种应用软件,可以满足用户的大部分要求
2、 现代网络技术能将许多微机与公共外设连在一起,是在不同办公地点的工程师们可以共享昂贵的设备,使信息交流容易实现 因此,微机局域网系统得到广泛的应用 微型计算机系统由主机、输入设备、外存储器组成,主 机,主机由中央处理器(CPU)和主存储器(内存)两部分组成 CPU包括控制器和运算器,主 机,控制器指挥和协调整个计算机工作,提取主存储器内的指令、分析和实现各种动作、控制数据在各部分之间传送,包括网络信息的处理 运算器进行算术和逻辑运算的输出 控制器和运算器中都有寄存器作为暂时的信息写入与取出的地方,存取速度均比从主存储器中存取要快,主 机,主存储器是计算机内存 主要用来存放指令、数据及运算结果,
3、主存储器一般包括随机读写存储器(RAM)和只读存储器(ROM) RAM中的信息既可以读出,也可以向RAM写入信息,但一断电信息全部丢失 ROM中存放的信息只可读出,不可写入,故其中所存信息不变,主要用于存储操作系统等固定程序,断电也不会消失,主 机,速度是表示主机性能的重要指标,一般用时钟频率(主频)来表示 某个操作指令由若干脉冲周期T组成 频率越高,周期T越短,执行指令所花的时间越少,速度越快,输入设备,输入设备是用来与主机联系的工具,最常用的输入设备是键盘,通过键盘可以实现人机对话 除键盘之外,主要的图形输入设备有三种类型 定位设备:操作方式是控制屏幕上的光标并确定它的位置,此外还兼有拾取
4、目标、选择对象、跟踪录入图形及徒手画草图等功能,设备有输入板、光笔、鼠标、操纵杆及跟踪球 数字化仪:能将放在上面的图形用游标器摘取大量的点,进行数字化后存储起来 图像输入设备:图形经图像数字化及图像处理后输出,如摄像机和扫描仪,定位设备,鼠标:手动输入的屏幕指示装置,利用它可以方便地输入图形或操作各种屏幕选单 机械式:底部装有一个圆球,在桌面上移动时,圆球的滚动转化为x和y方向的数值被记录下来,并相应地移动屏幕上的光标 光电式:底部装有一个光源,当鼠标在专用的鼠标板上移动时,采用光束调制及光学编码技术,测出鼠标移动量,随之驱动屏幕光标做相应的移动,数字化仪,数字化仪:专门读取图形信息的输入装置
5、,由输入板及探测器组成;探测器上有触笔或开关,用户通过此开关,可随意把任意位置上的x和y坐标自动记入 光笔:是一种笔状的光电检测装置,其工作原理是基于光电效应,其中有电子线路和光导纤维,用来检测屏幕上图形的光强,并将相应的光信号转换放大成脉冲信号,此信号再经过放大整型后输送给显示控制器,计算机就可以知道光笔所指的位置,图像输入设备,图形扫描仪:可以将各种丰富多彩的图像信息真实地输入计算机,经过处理后在输出 扫描仪通过光源照射到待扫描的材料上完成图像的获取,光源反射到电荷耦合器件上的光敏元件上实现光/电转换 按扫描方式:滚筒式扫描仪、平板式扫描仪、手持式扫描仪 按扫描色彩:彩色扫描仪和灰度扫描仪
6、,2.1.1.3 输出设备,打印机:打印文字和图形 针式打印机:特点是便宜,但效果不佳,打印头分9、24、32针等几种,由计算机控制每个针头的撞击,通过色带将输出结果打印在纸上,一般具有23KB以上的缓存 激光打印机:特点是速度快、质量高、运行噪音低和打印功能强,但价格较高,由负责数据处理的控制器和激光扫描系统、电子照相系统和送纸机构组成,可以输出高质量的图形,目前以单色为主 喷墨打印机:优点是清晰度高、工作可靠、噪音小、价格低和容易获得彩色图形,缺点是打印速度较低,输出设备,绘图仪:笔式绘图仪是目前用的最普遍的绘图设备,使用方便、价格低 平板式绘图仪:优点是绘图精度高、速度快、噪声低;缺点是
7、占地面积大、结构复杂、价格昂贵、维护困难,汽车、造船、飞机等图形输出,通过x和y方向的步进电机控制笔的移动 滚筒式绘图仪:优点是绘图机构简单、占地面积小、价格较低、绘图样的图纸可长达10米;缺点是速度较低、精度较差,用于机械及土建等行业,2.1.1.4 外存储器,外存储器主要是用于存放程序、数据等重要信息,当需要这些信息时,由操作系统把他们调入内存,特点是容量大 磁盘:硬盘、软盘 光盘:只读、可擦写 磁带:应用较少,多用于UNIX系统,2.1.2 工作站简介,工作站又叫图形工作站,是具有高速的科学计算、丰富的图形处理、灵活的窗口及网络管理功能的交互式计算机系统,2.1.2 工作站简介,特点:
8、CPU一般采用性能很高的处理器,都配置有提高运算速度与精确性的协处理器,还有存储管理单元,以支持虚拟存储结构 内存、高速缓存及硬盘都很大 操作系统一般采用UNIX操作系统或自带操作系统 图形显卡内存容量大 主要用于工程和产品的设计与绘图、工业模拟等,工作站的选择,工作站的主要性能指标是开放性、计算、图形处理和网络功能等方面 系统的开放性,采用UNIX,Windows NT操作系统,Ethernet网、SCSI接口等 硬件的可靠性和高性能的CPU 高的图像处理功能 较强的编程能力和文件管理能力,系统调节和扩展能力强 适合应用需要的应用软件提供,2.2 CAD系统的软件,CAD系统由硬件和软件两部
9、分组成,在具备了CAD硬件之后,软件配置水平决定了整个CAD系统的优劣 硬件是实现CAD各项功能的物质基础 软件是实现CAD各项功能的技术核心 由于CAD系统功能越来越复杂,故软件成本在整个CAD系统成本中的比重越来越大 软件系统的价格高于硬件系统价格的几倍至几十倍,软件占据着越来越重要的地位,2.2 CAD系统的软件,计算机软件是与计算机系统操作使用有关的程序、规程、规则及其相关的文档资料,程序是指挥硬件工作的指令的有序集合,也是软件的主要内容 软件按功能分为三个层次 系统软件 支撑软件 应用软件,系统软件,支撑软件,应用软件,CAD系统的软件,系统软件:是直接配合硬件工作、并对其他软件起支
10、撑作用的软件 主要的系统软件有操作系统、窗口系统、网络系统以及高级语言编译器等,系统软件大都是有计算机制造商或软件公司开发的、作为商品软件出售的,CAD系统的软件,支撑软件:CAD支撑软件是指在CAD系统中,支撑用户进行CAD工作的通用性功能软件,通常支撑软件也是由专门的软件公司开发、作为商品软件出售 用户在组建CAD系统时,要根据使用要求,选购合适的支撑软件,在此基础上在做一些配置和补充,并和用户自己开发的应用程序相连接,以实现预定的CAD功能,CAD系统的软件,应用软件:是专门为适应用户特定使用条件需要而开发的软件 由于用户生产的产品和生产条件多种多样,选购的支撑软件难于做到完全适应,即使
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