Методы автоматизированного проектирования

9 февраля 2012

Тема: «».

<…> текст пропущен <…>

Три основных направления информационных технологий:

1. Информационное моделирование. Позволяет проводить вычислительные эксперименты.

2. Методы искусственного интеллекта. Позволяют находить решения плохо формируемых задач, или с неполной информацией.

3. Методы когнитивной графики. Позволяют сразу увидеть решение, или получить подсказку для его нахождения. Позволяют реализовать методы информационного моделирования глобальных процессов в различных отраслях.

Ежегодно технологии в области информационных технологий выполняются новыми подходами и методами. На данный момент информатизация является одним из основных универсальных свойств материи.

Информатизацию можно расшифровать как эффективное использование обществом информации и средств ВТ во всех сферах своей деятельности.

Технология — правило действия (в общем случае) с использованием каких-либо средств, которые являются общими для целой совокупности задач или ситуации. В более узком (промышленном) смысле, технология рассматривается как последовательность действий в целях получения конечного продукта. К примеру, технология получения интегральных схем. Также как и любая другая отрасль, информатизации прошла стадии развития от кустарного производства к производству, основанному на высоких технологиях.

Информационная технология — совокупность методов и способов получения обработки и представлений информации направленных на изменение её состояния, свойств, формы, содержания. Все изменения осуществляются в интересах пользователя. Одновременно с широким использованием информационных технологий появилось понятие информационная система.

Информационная система — это совокупность вычислительного и коммуникационного оборудования, программного обеспечения и информационных ресурсов. В качестве основного технического средства используется ЭВМ. По мере развития информационных технологий меняется и смысл понятия «информационная система».

По сфере деятельности и применения информационные системы классифицируются следующим образом:

· для научных исследований.

· для автоматизированного проектирования.

· для организационного управления.

Информационные системы автоматизированного управления применяют для:

1. Разработки новых изделий и технологии их производства.

2. Различных расчётов.

3. Создания графической документации. Схемы, чертежи, графики и т.д.

4. Моделирование и проектируемых объектов.

Информационные технологии проектирования радиоэлектронных средств в настоящее время практически отсутствуют, в то время как информационные технологии и электроника вместе с ВТ являются основой создания высоких технологий. К срокам проектирования и производства новых и моделируемых изделий предъявляются очень жесткие требования.

На различных этапах жизненного цикла электронных средств широко применяются следующие информационные технологии:

1. Электронная САПР. Обеспечивает моделирование аналоговых (в т.ч. СВЧ) и цифровых устройств, разработку интегральных схем, автотрассировку печатных плат, комплексное описание проектируемых устройств, моделирование электромагнитных полей трехмерных структур, и многое др.

1. САПР отличаются друг от друга количеством функций и их сложностью, соответственно существуют легкие, средние и тяжелые САПР. На данный момент существуют комплексы САПР.

2. Специализированные информационные технологии и системы. Например, SCADI.

3. Технологии классов. Технологии обеспечивают решение широкого спектра задач, планирования ресурсов, и управлению деятельности предприятия.

4. Обмен данными между различными представителями предприятия.

5. Обмен документацией.

6. Сбор отчетности.

Проектирование любого технического проекта — это создание образа еще несуществующего проекта. Образ объекта может создаваться либо в воображение человека, либо генерироваться в процессе взаимодействия человека и ЭВМ. В любом случае инженерное проектирование начинается при наличии выраженной потребности общества

<…> текст пропущен <…>

13 февраля 2012

Продолжение…

Техническое задание является первичным, или исходным описанием документа. Результатом проектирования служит полный комплект документации, содержащий достаточное количество сведений для изготовления объектов в заданных условиях. Эта документация и есть объект или окончательное описание объекта.

Проектирование — процесс, заключающийся в получении или преобразовании исходного описания объекта на основополагающее выполнение комплекса работ исследовательского, расчётного и конструкторского характера. Проектирование, при котором все проектные решения, или их часть, получают путем взаимодействия человека и ЭВМ называют автоматизированными. Основные идеи и принципы проектирования сложных систем выражены в системном подходе. Основной общий принцип системного подхода заключается в рассмотрении частей или полностью всей сложной системы, с учетом взаимодействия всех ее частей.

Системный подход включает в себя выявление структурной системы и типизацию связей.

Системный подход рассматривается как направление научного назначения. Он является базой для теории систем, системного анализа, где характерными примерами являются производные системы. Методы принятия решения в автоматизированных системах выделяют в самостоятельную дисциплину, называемую теория принятия решений.

Системы автоматизирования и управления относят к числу наиболее современных искусственных систем. Для проектирования и сопровождения они невозможны без системного подхода. Наиболее близкими к системному подходу являются структурные, блочно-иерархические и объектно-ориентированные подходы. При структурном подходе сокращается объем спецификации, уменьшается вероятность накопления данных, за счет ограничения доступа к определенным категориям данных в объектах. Блочно-иерархический подход используется в сложных декомпозициях и средствах их создания. Для всех подходов проектирования сложных систем характерны следующие особенности:

1. Структуризация процесса проектирования. Выражается в декомпозиции проектных задач, в документации, выделении стадий, этапов, проектных процедур.

2. Итерационный характер проектирования.

3. Типизация и унификация проектных решений, средств проектирования.

Основные термины:

Система — множество элементов находящихся в отношениях и связях между собой.

Элемент — часть системы, предмтавление о которой нецелесообразно подвергать при проектировании декомпозиции или разбиению.

Сложная система — система, характеризующаяся большим числом элементов и большим числом взаимосвязей между ними.

Подсистема — часть системы, или подмножество элементов и их взаимосвязей, которая имеет свойства системы.

Надсистема — система, по отношению к которой рассматриваемая система является подсистемой.

Структура — отображение совокупностей элементов системы и их взаимосвязи. При описании структуры принимают во внимание лишь типы элементов и связей без конкретизации значения их параметров.

Параметр — величина, выражающая свойства системы (или ее части), или влияющая на систему в целом.

Состояние — совокупность значений базовых переменных, зафиксированных в одной временной точке процесса функционирования.

Базовая переменная — величина, характеризующая энергетическое или информационное наполнение элемента или подсистемы.

Поведение (динамика) систем — это изменение состояния системы в процессе функционирования.

27 февраля 2012

Продолжение…

К характеристикам сложных систем относят следующие понятия:

Целенаправленность — свойство искусственной системы, выражающее назначение системы. Это свойство необходимо для оценки эффективности вариантов систем.

Целостность — это свойство системы, характеризующая взаимосвязанность элементов и наличия зависимости выходных параметров от параметров элементов.

Иерархичност ь — свойство сложной системы, выражающее возможность и целесообразность её иерархического описания.

Моделирование имеет две чётко различимые задачи:

1. Создание модели сложной системы.

2. Анализ свойств системы на основе исследования её модели.

Синтез подразделяется на две задачи:

1. Синтез структуры тестируемой системы.

2. Выбор численных значений параметров элементов систем.

При проектировании характерна нехватка достоверных исходных данных и неопределенность условия принятия решений.

Структура процесса проектирования.

При использовании блочно-иерархического подхода представление о проектировании разбивается на иерархические уровни. На верхнем уровне используют детализированное представление, которое отражает самые общие черты и особенности проектирования систем. На следующих уровнях степень потребностей описания возрастает. На самом нижнем уровне происходит полное и подробное описание проектирования систем. Блочно-иерархичный подход также называется декомпозиционным подходом.

12 марта 2012г.

Тема: «Виды обеспечения САПР».

Техническое обеспечение.

Представляет собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для выполнения автоматизированного проектирования. Техническое обеспечение делится на группы средств программной обработки данных, подготовки и ввода данных, средств отображения и документирования, архива проектных решений, средств передачи данных.

Средства программной обработки данных представлены процессорами и запоминающими устройствами, в которых реализуется преобразование данных и программное управление вычислениями. Средства подготовки ввода, отображения и документирования данных служат для общения человека с ЭВМ.

Средства архивов проектных решений представлены внешними запоминающими устройствами.

Средства передачи данных используются для организации связи между территориально разнесенными ЭВМ и терминалами.

Тематическое обеспечение САПР.

Включает в себя математические модели проектируемых объектов, методы и алгоритмы проектных процедур, используемые при автоматизированном проектировании.

Элементы математического проектирования чрезвычайно разнообразны. К ним относят построение функциональных моделей, методы численного решения алгебраических и дифференциальных уравнений, постановки экстремальных задач, поиска экстремума.

Специфика предметных областей проявляется прежде всего в математических моделях проектируемых объектов; она заметна и в способах решения задач структурного синтеза (рассмотреть методы Гуммеля-Пуна)

Программное обеспечение.

Объединяет собственно программы для систем обработки данных на машинных носителях и программную документацию, необходимую для эксплуатации программы. Программное обеспечение делится на общесистемное, базовое, прикладное.

Общесистемное предназначенное для организации функционирования технических средств, т.е. для планирования и управления вычислительным процессом в распределении имеющихся ресурсов, и представлены операционной системой. Не отображает специфику САПР.

Базовое и прикладное ПО создается для нужд САПР. В базовое входят программы, обеспечивающие правильное функционирование прикладных программ.

В прикладном реализуется математическое обеспечение для непосредственного выполнения проектных процедур. Обычно имеет форму пакета прикладных программ, каждый из которых обслуживает определенные этапы процесса проектирования или группу однотипных задач внутри различных этапов.

Информационное обеспечение САПР.

Объединяет всевозможные данные, необходимые для выполнения автоматизированного проектирования. Эти данные могут быть представлены в виде тех или иных документов на различных носителях. Основная часть информационного обеспечения САПР — банк данных, представляющий собой совокупность средств для централизованного накопления и коллективного использования данных САПР. Он состоит из базы данных и системой управления базой данных.

22 марта 2012г.