СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Система автоматизированного проектирования представляет собой совокупность средств и методов, обеспечивающих выработку проектных решений на основе автоматизации информационных процессов. САПР реализуют информационную технологию в виде определенной последовательности информационно связанных функций, задач или процедур, выполняемых в интерактивном режиме. Обычно САПР внедряется, и первое время функционирует на предприятии в виде самостоятельной информационной системы, однако в последующем она, как правило, интегрируется с другими автоматизированными системами: АСУП, АСУТП и др. Основными частями САПР являются комплекс средств автоматизации, организационно-методические и технические документы. Комплекс средств автоматизации, в свою очередь, включает взаимосогласованные программные, технические и информационные компоненты с необходимой эксплуатационной документацией. Классификацию САПР осуществляют по ряду признаков: сложности объектов проектирования, уровню автоматизации, уровню комплексности, производительности и числу уровней технического обеспечения. Иногда САПР классифицируют по приложениям, целевому назначению, масштабам (комплексности решаемых задач).
По приложениям наиболее представительными и широко используемыми являются следующие группы САПР:
• САПР для радиоэлектроники, в том числе системы ECAD (ElectronicCAD) или EDA (ElectronicDesignAutomation);
• САПР для применения в отраслях общего машиностроения, их часто называют машиностроительными САПР или системами MCAD (MechanicalCAD);
• САПР в области энергетики, строительства и др. Кроме того, известно большое число специализированных САПР, выделяемых в указанных группах (САПР для проектирования изделий микроэлектроники) или представляющих самостоятельную ветвь в классификации (САПР электрических машин, САПР летательных аппаратов и др.). По целевому назначению различают системы или подсистемы САПР, обеспечивающие разные аспекты и этапы проектирования.
По масштабам выделяют отдельные программно-методические комплексы (ПМК) САПР (комплекс анализа электронных схем, комплекс анализа прочности изделий и т.п.), совокупность ПМК и системы с уникальными архитектурами не только программного (software), но и технического (hardware) обеспечения.
Необходимо заметить, что среди САПР различают «легкие», «средние» и «тяжелые» системы. Первые из них ориентированы преимущественно на двухмерную графику, сравнительно дешевы и менее требовательны в отношении вычислительных ресурсов. «Тяжелые» САПР работают с трехмерной графикой, более универсальны и дороги. «Средние» системы занимают промежуточное положение. Однако с ростом возможностей персональных ЭВМ границы между «легкими» и «средними» САПР постепенно стираются. Как сложная система САПР представляет собой совокупность взаимосвязанных частей, среди которых можно выделить проектирующие и обслуживающие подсистемы.
Проектирующие подсистемы непосредственно выполняют проектные процедуры, например геометрическое моделирование механических объектов, схемотехнический анализ, трассировку соединений в печатных платах, подготовку конструкторской документации и т.д.
Обслуживающие подсистемы обеспечивают функционирование проектирующих подсистем, их совокупность часто называют системной средой (или оболочкой) САПР. К ним относят подсистемы управления проектными данными, подсистемы сопровождения программного обеспечения, обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, использованных в САПР.
В САПР реализованы следующие системные принципы.
Принцип включения, заключающийся в том, что САПР рассматривается как часть более сложной автоматизированной системы, например CALS, которая определяет требования к функционированию и модернизации САПР.
Принцип системного единства, в соответствии с которым целостность САПР обеспечивается тесными связями между ее подсистемами.
Принцип комплексности, т. е. связность проектирования объектов на всех этапах жизненного цикла проекта.
Принцип информационного единства, означающий информационную согласованность всех подсистем САПР, в том числе использование единой терминологии, условных обозначений и способов представления информации. Это позволяет результаты решения одних задач в САПР рассматривать как исходные данные для других задач, многократно использовать файлы, содержащиеся в базах данных и т.д.
Принцип совместимости, в соответствии с которым обеспечивается совместимость используемых языковых, программных и технических средств САПР, их совместное функционирование и открытость структуры, т. е. введение в систему новых аппаратных средств и (или) компонентов программного обеспечения не должно приводить к значительным изменениям существующей САПР.
Принцип инвариантности, означающий максимальную универсальность используемых в САПР компонентов, методов и пакетов программ для проектирования объектов определенного класса радиосистем. Примерами таких пакетов являются программы решения задач структурного и параметрического синтеза, расчета надежности и др.
Принцип развития означает, что САПР является развивающейся системой, в которую вводятся новые подсистемы и компоненты, увеличиваются функциональные возможности, расширяется спектр решаемых проектных задач.
В соответствии с ГОСТ 23501.101—87 и РД 50-680—88 выделяют следующие основные виды обеспечения САПР.
ВИДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ САПР
Математическое
Математические методы
Модели
Алгоритмы
Программное
Общесистемное
Базовое
Прикладное
Лингвистическое
Языки программирования
Языки проектирования
Языки управления
Информационное
Базы данных (БД)
Системы управления БД
Набор приложений БД
Техническое
Средства вычислительной техники
Сетевое оборудование
Периферийное и вспомогательное оборудование