2 CAD
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小型计算机
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.2 计算机类型
工程工作站
工程工作站(简称工作站)的概念萌生于20世纪70年代，它 不完全指计算机本身，是指具有较强科学计算、图形处理、 网络通信功能的交互式计算机系统。
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.2 计算机类型
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
操作 系统
计算机 语言
窗口 系统 网络 通信
系统软件
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
– 采用位图形成图标、窗口、菜单、按钮等界面组成部分 – 用鼠标移动光标，直接指点图形对象完成各种操作
– 用户可以根据个人喜好对界面进行裁剪和定制
– 出错保护欲强有力的学习指示功能（help功能）
2.1.3 CAD系统的配置形式
分布式台式机形式
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.3 CAD系统的配置形式
客户/服务器形式
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.3 CAD系统的配置形式
浏览器/服务器形式
§ 2-2 CAD系统的硬件
输入设备
键盘 鼠标 光笔
的微机上使用功能强大的世界最新 CAD/CAE/CAM/PDM 系统。
§ 2-3 CAD系统的软件
Autodesk 公司在二维软件领域有着压倒性的优势，
Inventor 是 Autodesk 公司三维软件，也是该公司主推的
拳头产品。
§ 2-3 CAD系统的软件
北航海尔开发出了中国第一款完全自主研发的 CAD产品—CAXA。
操作 系统
计算机 语言
窗口 系统 网络 通信
系统软件
§ 2-3 CAD系统的软件
CAD系统软件
1、操作系统（OS）
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
操作 系统
计算机 语言
窗口 系统 网络 通信
系统软件
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
– 汇编语言
– BASIC
PROGRAM QH IMPLICIT NONE REAL A,B,C PRINT*,"依次输入三个数据：" READ(*,*) A,B C=A+B PRINT*,"他们的和为：",C PRINT*,"程序结束，回车退出！" pause END PROGRAM QH
– 汇编语言
– BASIC
– FORTRAN – PASCAL – C语言
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
program tixing; var a,b,c:real; begin write('input a,b'); read(a,b); c:=a+b; writeln(‘qiuhe:',c); end.
– 汇编语言
– BASIC
– FORTRAN – PASCAL – C语言
§ 2-3 CAD系统的软件
Surfacer由美国 EDS 公司出品，是最著名的逆 向工程软件，正被广泛应用于汽车、航空、航天、消费 家电、模具、计算机零部件等设计与制造领域。
– FORTRAN – PASCAL – C语言
MOV AX 100
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
– 汇编语言
– BASIC
– FORTRAN – PASCAL – C语言
10 INPUT“A，B＝”；A，B 20 C＝A＋B 30 PRINT C 40 END
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.3 CAD系统的配置形式
– – – –
主机终端形式 分布式台式机形式 客户/服务器形式（C/S形式） 浏览器/服务器（B/S形式）
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.3 CAD系统的配置形式
主机终端形式
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
机械CAD
第 1 篇 CAD基础
2 CAD系统 本章目标
– 了解和掌握CAD系统的组成及其配置形式 – 了解CAD系统中常用的硬件及其工作原理
– 了解CAD系统软件的配置情况及常用软件
2 CAD系统 本章学习要点
– CAD系统的基本组成和几种配置形式 – 主机的组成和表示速度的指标
– 图形输入、图形输出和图形显示设备的常见类型及其工
大中型计算机
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.2 计算机类型
大中型计算机
优点： 功能强大，计算处理能强，支持多 用户同时工作，可进行大型复杂的 设计运算和仿真，可支持大型数据 库的集中管理。
缺点： 初始投资大，不易随技术发展进行 系统更新；系统响应时间随着用户 增多而变慢；当主机出现故障时， 会使所有用户无法工作。
2.1.2 计算机类型
大中型计算机
小型计算机
主机 性能
工程工作站 微 机
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.2 计算机类型
国家图书馆引进了大型计算机数据处理系统
大中型计算机
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.2 计算机类型
IBMZ9大型计算机：主机包括54个处理器， 512GB的存储容量以及180亿块集成电路， 它每秒可处理600万条指令。
作原理
– CAD系统中系统软件的种类
– CAD系统中支撑软件的种类
– 常用CAD商用软件
2 CAD系统 本章内容
2.1 2.2 2.3
CAD系统的构成与配置形式 CAD系统的硬件 CAD系统的软件
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
||
+
硬件
(基础）
+
软件
（核心）
操作者
（主导）
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
CAD/CAM 集成系统
§ 2-3 CAD系统的软件
以特征建模、参 数化，变量化设 计为特点，具有 内部统一数据模 型的CAD/CAM – 发展 4个阶段 集成系统
二维交互 绘图系统
CAD/CAM 集成系统
具有内部统一 数据模型的 CAD/CAM 集成系统
§ 2-3 CAD系统的软件
遵照STEP标准，以统 一产品数据模型为核 心，以PDM为平台， 以Internet和Web为 集成环境的高级CAD/ –CAM 发展集成系统。 4个阶段
惠普Z800工作站
工程工作站
CPU：Intel Xeon CPU主频： 2.93GHz 内存容量：12GB 硬盘容量：1TB 显示卡：NVIDIA Quadro FX4800 操作系统：Windows 7
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.2 计算机类型
微 机
微型计算机简称“微 机”，特点是体积小、 灵活性大、价格便宜、 使用方便。
CAD支撑软件
§ 2-3 CAD系统的软件
CAD支撑软件
§ 2-3 CAD系统的软件
美国Autodesk公司首次于1982年生产的自动计算机辅助设计软件，用于
二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计。现已经成为国际上广
为流行的绘图工具。.dwg文件格式成为二维绘图的事实标准格式。
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
main() { int a,b,c; printf("输入a和b的值); scanf("a=%d,b=%d",&a,&b); c=a+b; printf("c=%d\n",c); }
– 汇编语言
– BASIC
– FORTRAN – PASCAL – C语言
§ 2-2 CAD系统的硬件 2.2.3 显示设备
§ 2-2 CAD系统的硬件 2.2.4 图形输入设备
§ 2-2 CAD系统的硬件 2.2.4 图形输出设备
§ 2-3 CAD系统的软件 软件组成的三个层次
指以支撑软件为基础 的各种面向工程应用 的软件，与具体的应 用密切相关 主要指各种CAD工具 软件和系统 与硬件和操作系统环 境密切相关
应用软件
支撑软件
系统软件
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
– 系统软件指操作系统及语言等，它们不是用户的 应用程序，而是着眼于计算机资源的有效管理，
用户任务的有效完成，以及操作的方便，目的是
要构成一个良好的软件工作环境，供应用程序的 开发使用
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
§ 2-3 CAD系统的软件
Pro/ENGINEER 包括了在工业设计和机械设计等方面的多
项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产
品数据管理等等。甚至可以提供目前所能达到的最全面、集 成最紧密的产品开发环境。
§ 2-3 CAD系统的软件
美国 SolidWorks 公司是一家专门从事开发三维机械设计 软件的高科技公司。公司宗旨是使每位设计工程师都能在自己
具有内部统一 数据模型的 CAD/CAM 集成系统
高级CAD/ CAM集成 系统。
二维交互 绘图系统
CAD/CAM 集成系统
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD支撑软件
– 分类
解决图形设计问题
功能分类
解决工程分析与计算问题 解决文档写作与生成问题
§ 2-3 CAD系统的软件
CAD支撑软件
指
标
§ 2-2 CAD系统的硬件 2.2.1 计算机主机
技 术
运算速度 字长 内存容量 字长越长，则处理速度越快
指
标
§ 2-2 CAD系统的硬件 2.2.1 计算机主机
技 术
运算速度 字长 内存容量 内存越大，主机处理信息的能 CAD系统的硬件 2.2.2 外存储器
– 提供强有力的开发工具，使用户的应用程序纳入它的环境中
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
操作 系统
计算机 语言
窗口 系统 网络 通信
系统软件
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
传递层 会话层 网络层 链路层
表达层
应用层
物理层
§ 2-3 CAD系统的软件 软件组成的三个层次
外存储器
硬盘 光盘
计算机 （主机） 输出设备
打印机 绘图仪
图形显示设备
§ 2-2 CAD系统的硬件 2.2.1 计算机主机
主机是CAD硬件系统的核心，是决定CAD系统性能的主要因素。
技 术
运算速度 字长 内存容量
运算速度越快，处理信息能力就越强
指
标
§ 2-2 CAD系统的硬件 2.2.1 计算机主机
§ 2-3 CAD系统的软件
CATIA 是由法国著名飞机制造公司 Dassau1t 开发并由 IBM 公 司负责销售的 CAD/CAM/CAE/PDM 应用系统。 CATIA 将机械设计、工程分析 及仿真和加工等功能有机地结合，为用户提供严密的无纸工作环境从而达到 缩短设计生产时间、提高加工质量及降低费用的效果。
§ 2-3 CAD系统的软件
在为数众多的CAD软件中，I－DEAS地位显赫，它集成 了三维实体造型设计、工程分析、仿真、试验、制造和工 程管理等各种功能。其强大的功能足以让用户设计、仿真 和加工任意复杂的产品，一路畅通地完成从设计到制造全 过程。
§ 2-3 CAD系统的软件
UG 软件起源于美国麦道飞机公司。UG 于 1991 年 并入美国 EDS 公司。它集成了美国航空航天、汽车工业 的经验，成为机械集成化 CAD/CAE/CAM 主流软件之一。 可以提供给公司一个从设计、分析到制造的完全的数字 的产品模型。
指以支撑软件为基础 的各种面向工程应用 的软件，与具体的应 用密切相关 主要指各种CAD工具 软件和系统 与硬件和操作系统环 境密切相关
应用软件
支撑软件
系统软件
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD 支撑软件 以实体模型为基
础的CAD/CAM 集成系统。 – 发展 4个阶段
二维交互 绘图系统
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.2 计算机类型
DEC/PDP-8小型计算机
小型计算机
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.2 计算机类型
DEC/PDP-11小型计算机
小型计算机
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.2 计算机类型
中国的DJS100小型计算机
运算速度的衡量标准有两个：
技 术
运算速度 字长 内存容量
对于工作站 ，是以CPU每秒钟所执行的百万
指令数目来衡量； 对于微机，主要比较它的时钟主频。
指
标
§ 2-2 CAD系统的硬件 2.2.1 计算机主机
技 术
运算速度 字长 内存容量 中央处理器在一个指令周期内能从内存提取并 进行处理的数据位数称为字长
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.2 计算机类型
工程工作站
工程工作站(简称工作站)的概念萌生于20世纪70年代，它 不完全指计算机本身，是指具有较强科学计算、图形处理、 网络通信功能的交互式计算机系统。
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.2 计算机类型
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
操作 系统
计算机 语言
窗口 系统 网络 通信
系统软件
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
– 采用位图形成图标、窗口、菜单、按钮等界面组成部分 – 用鼠标移动光标，直接指点图形对象完成各种操作
– 用户可以根据个人喜好对界面进行裁剪和定制
– 出错保护欲强有力的学习指示功能（help功能）
2.1.3 CAD系统的配置形式
分布式台式机形式
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.3 CAD系统的配置形式
客户/服务器形式
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.3 CAD系统的配置形式
浏览器/服务器形式
§ 2-2 CAD系统的硬件
输入设备
键盘 鼠标 光笔
的微机上使用功能强大的世界最新 CAD/CAE/CAM/PDM 系统。
§ 2-3 CAD系统的软件
Autodesk 公司在二维软件领域有着压倒性的优势，
Inventor 是 Autodesk 公司三维软件，也是该公司主推的
拳头产品。
§ 2-3 CAD系统的软件
北航海尔开发出了中国第一款完全自主研发的 CAD产品—CAXA。
操作 系统
计算机 语言
窗口 系统 网络 通信
系统软件
§ 2-3 CAD系统的软件
CAD系统软件
1、操作系统（OS）
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
操作 系统
计算机 语言
窗口 系统 网络 通信
系统软件
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
– 汇编语言
– BASIC
PROGRAM QH IMPLICIT NONE REAL A,B,C PRINT*,"依次输入三个数据：" READ(*,*) A,B C=A+B PRINT*,"他们的和为：",C PRINT*,"程序结束，回车退出！" pause END PROGRAM QH
– 汇编语言
– BASIC
– FORTRAN – PASCAL – C语言
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
program tixing; var a,b,c:real; begin write('input a,b'); read(a,b); c:=a+b; writeln(‘qiuhe:',c); end.
– 汇编语言
– BASIC
– FORTRAN – PASCAL – C语言
§ 2-3 CAD系统的软件
Surfacer由美国 EDS 公司出品，是最著名的逆 向工程软件，正被广泛应用于汽车、航空、航天、消费 家电、模具、计算机零部件等设计与制造领域。
– FORTRAN – PASCAL – C语言
MOV AX 100
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
– 汇编语言
– BASIC
– FORTRAN – PASCAL – C语言
10 INPUT“A，B＝”；A，B 20 C＝A＋B 30 PRINT C 40 END
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.3 CAD系统的配置形式
– – – –
主机终端形式 分布式台式机形式 客户/服务器形式（C/S形式） 浏览器/服务器（B/S形式）
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.3 CAD系统的配置形式
主机终端形式
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
机械CAD
第 1 篇 CAD基础
2 CAD系统 本章目标
– 了解和掌握CAD系统的组成及其配置形式 – 了解CAD系统中常用的硬件及其工作原理
– 了解CAD系统软件的配置情况及常用软件
2 CAD系统 本章学习要点
– CAD系统的基本组成和几种配置形式 – 主机的组成和表示速度的指标
– 图形输入、图形输出和图形显示设备的常见类型及其工
大中型计算机
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.2 计算机类型
大中型计算机
优点： 功能强大，计算处理能强，支持多 用户同时工作，可进行大型复杂的 设计运算和仿真，可支持大型数据 库的集中管理。
缺点： 初始投资大，不易随技术发展进行 系统更新；系统响应时间随着用户 增多而变慢；当主机出现故障时， 会使所有用户无法工作。
2.1.2 计算机类型
大中型计算机
小型计算机
主机 性能
工程工作站 微 机
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.2 计算机类型
国家图书馆引进了大型计算机数据处理系统
大中型计算机
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.2 计算机类型
IBMZ9大型计算机：主机包括54个处理器， 512GB的存储容量以及180亿块集成电路， 它每秒可处理600万条指令。
作原理
– CAD系统中系统软件的种类
– CAD系统中支撑软件的种类
– 常用CAD商用软件
2 CAD系统 本章内容
2.1 2.2 2.3
CAD系统的构成与配置形式 CAD系统的硬件 CAD系统的软件
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
||
+
硬件
(基础）
+
软件
（核心）
操作者
（主导）
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
CAD/CAM 集成系统
§ 2-3 CAD系统的软件
以特征建模、参 数化，变量化设 计为特点，具有 内部统一数据模 型的CAD/CAM – 发展 4个阶段 集成系统
二维交互 绘图系统
CAD/CAM 集成系统
具有内部统一 数据模型的 CAD/CAM 集成系统
§ 2-3 CAD系统的软件
遵照STEP标准，以统 一产品数据模型为核 心，以PDM为平台， 以Internet和Web为 集成环境的高级CAD/ –CAM 发展集成系统。 4个阶段
惠普Z800工作站
工程工作站
CPU：Intel Xeon CPU主频： 2.93GHz 内存容量：12GB 硬盘容量：1TB 显示卡：NVIDIA Quadro FX4800 操作系统：Windows 7
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.2 计算机类型
微 机
微型计算机简称“微 机”，特点是体积小、 灵活性大、价格便宜、 使用方便。
CAD支撑软件
§ 2-3 CAD系统的软件
CAD支撑软件
§ 2-3 CAD系统的软件
美国Autodesk公司首次于1982年生产的自动计算机辅助设计软件，用于
二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计。现已经成为国际上广
为流行的绘图工具。.dwg文件格式成为二维绘图的事实标准格式。
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
main() { int a,b,c; printf("输入a和b的值); scanf("a=%d,b=%d",&a,&b); c=a+b; printf("c=%d\n",c); }
– 汇编语言
– BASIC
– FORTRAN – PASCAL – C语言
§ 2-2 CAD系统的硬件 2.2.3 显示设备
§ 2-2 CAD系统的硬件 2.2.4 图形输入设备
§ 2-2 CAD系统的硬件 2.2.4 图形输出设备
§ 2-3 CAD系统的软件 软件组成的三个层次
指以支撑软件为基础 的各种面向工程应用 的软件，与具体的应 用密切相关 主要指各种CAD工具 软件和系统 与硬件和操作系统环 境密切相关
应用软件
支撑软件
系统软件
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
– 系统软件指操作系统及语言等，它们不是用户的 应用程序，而是着眼于计算机资源的有效管理，
用户任务的有效完成，以及操作的方便，目的是
要构成一个良好的软件工作环境，供应用程序的 开发使用
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
§ 2-3 CAD系统的软件
Pro/ENGINEER 包括了在工业设计和机械设计等方面的多
项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产
品数据管理等等。甚至可以提供目前所能达到的最全面、集 成最紧密的产品开发环境。
§ 2-3 CAD系统的软件
美国 SolidWorks 公司是一家专门从事开发三维机械设计 软件的高科技公司。公司宗旨是使每位设计工程师都能在自己
具有内部统一 数据模型的 CAD/CAM 集成系统
高级CAD/ CAM集成 系统。
二维交互 绘图系统
CAD/CAM 集成系统
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD支撑软件
– 分类
解决图形设计问题
功能分类
解决工程分析与计算问题 解决文档写作与生成问题
§ 2-3 CAD系统的软件
CAD支撑软件
指
标
§ 2-2 CAD系统的硬件 2.2.1 计算机主机
技 术
运算速度 字长 内存容量 字长越长，则处理速度越快
指
标
§ 2-2 CAD系统的硬件 2.2.1 计算机主机
技 术
运算速度 字长 内存容量 内存越大，主机处理信息的能 CAD系统的硬件 2.2.2 外存储器
– 提供强有力的开发工具，使用户的应用程序纳入它的环境中
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
操作 系统
计算机 语言
窗口 系统 网络 通信
系统软件
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD系统软件
传递层 会话层 网络层 链路层
表达层
应用层
物理层
§ 2-3 CAD系统的软件 软件组成的三个层次
外存储器
硬盘 光盘
计算机 （主机） 输出设备
打印机 绘图仪
图形显示设备
§ 2-2 CAD系统的硬件 2.2.1 计算机主机
主机是CAD硬件系统的核心，是决定CAD系统性能的主要因素。
技 术
运算速度 字长 内存容量
运算速度越快，处理信息能力就越强
指
标
§ 2-2 CAD系统的硬件 2.2.1 计算机主机
§ 2-3 CAD系统的软件
CATIA 是由法国著名飞机制造公司 Dassau1t 开发并由 IBM 公 司负责销售的 CAD/CAM/CAE/PDM 应用系统。 CATIA 将机械设计、工程分析 及仿真和加工等功能有机地结合，为用户提供严密的无纸工作环境从而达到 缩短设计生产时间、提高加工质量及降低费用的效果。
§ 2-3 CAD系统的软件
在为数众多的CAD软件中，I－DEAS地位显赫，它集成 了三维实体造型设计、工程分析、仿真、试验、制造和工 程管理等各种功能。其强大的功能足以让用户设计、仿真 和加工任意复杂的产品，一路畅通地完成从设计到制造全 过程。
§ 2-3 CAD系统的软件
UG 软件起源于美国麦道飞机公司。UG 于 1991 年 并入美国 EDS 公司。它集成了美国航空航天、汽车工业 的经验，成为机械集成化 CAD/CAE/CAM 主流软件之一。 可以提供给公司一个从设计、分析到制造的完全的数字 的产品模型。
指以支撑软件为基础 的各种面向工程应用 的软件，与具体的应 用密切相关 主要指各种CAD工具 软件和系统 与硬件和操作系统环 境密切相关
应用软件
支撑软件
系统软件
§ 2-3 CAD系统的软件 CAD 支撑软件 以实体模型为基
础的CAD/CAM 集成系统。 – 发展 4个阶段
二维交互 绘图系统
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.2 计算机类型
DEC/PDP-8小型计算机
小型计算机
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.2 计算机类型
DEC/PDP-11小型计算机
小型计算机
§ 2-1 CAD系统的构成与配置形式
2.1.2 计算机类型
中国的DJS100小型计算机
运算速度的衡量标准有两个：
技 术
运算速度 字长 内存容量
对于工作站 ，是以CPU每秒钟所执行的百万
指令数目来衡量； 对于微机，主要比较它的时钟主频。
指
标
§ 2-2 CAD系统的硬件 2.2.1 计算机主机
技 术
运算速度 字长 内存容量 中央处理器在一个指令周期内能从内存提取并 进行处理的数据位数称为字长