第2章 CADCAM系统的硬件和软件

集线器
可分为智能模块式、叠加式、独立式、高档交换 式集线平台。常用独立式HUB，这类HUB主要是为了克服 总线结构的网络布线困难和易出故障而引入的，一般不 带管理功能，没有容错能力，不支持多个网段。这类集 线器适宜小型网络，一般有8端口、16端口、32端口等 类型，可以利用串接方式来扩充端口。
中继器来自百度文库
2、分布式系统
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。
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。
一、CAD/CAM系统的硬件布局形式
分为独立式、分布式
1、独立式CAD/CAM系统
按照所用计算机的不同又可划分为以下四种类型：
大型机系统（Mainframe Based System ）
小型机成套系统（Turn Key System）
工程工作站（Workstation）
个人计算机（Personal Computer）
二次开发能力与环境 开放性 可靠性
思 考 题
1. 简要说明CAD/CAM系统的基本组成。 2. 计算机在CAD/CAM系统中的作用是什么？选择计算机主要 考虑哪些性能指标？ 3. CAD/CAM系统中常用的存储设备有哪些？各有什么特点？ 4. CAD/CAM系统中常用的输入设备有哪些？各有什么特点？ 5. 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。 6. 简要说明CAD/CAM系统软件的基本组成。 7. CAD/CAM系统中常用的操作系统有哪些？各有什么特点？ 8. 简要分析CAD/CAM支撑软件的基本组成和功能。 9. 在建立CAD/CAM系统时应考虑哪些问题？
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。
一、硬件选用原则
（2）非笔式绘图机
作图工具不是笔。一般包括静电绘图机、喷墨绘图机、 热敏绘图机等几种类型。
打印机
生产系统设备
这些设备与CAD/CAM系统中计算机的连接通常采用 RS232通讯接口、DNC接口或某些专用接口，接口主要用于 计算机与设备间的通讯，获取和接收设备的状态信息和其它 数据信息，向设备发送命令和控制程序等。
1、系统功能 ：CPU的能力，内、外存容量，输入、输出性能，图
形显示和处理能力，多种外部设备的接口，联网能力。
2、系统的开放性和可移植性
开放性:独立于制造商,遵循国际标准的应用环境；为各种应用软件
提供数据、信息，提供交互操作移植界面；新安装的系统能与原安装 的计算机环境进行交互操作。 可移植性:是指应用程序从一个平台移植到另一个平台的方便程度。
基本组成
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
一、系统软件
定义： 系统软件指使用、管理、控制计算机运行的
操作统及语言处理程序等的集合，是用户与计算机硬 件的连接纽带。
功能：
1、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； 2、尽可能使计算系统中的各种资源得到充分而合理 的应用。
中继器是一种附加设备，工作在物理层，主要用来放 大电缆上的信号以便在网络上能传输的更远，一般并不 改变信息。
四、其它设备
第二节CAD/CAM系统的软件系统
功能
计算机是按照程序和数据进行工作的，相 对于计算机及其外围设备而言，这些程序、数 据及相关的文档就是软件。软件水平的高低直 接影响到CAD/CAM系统的功能，工作效率以 及方便程度。
1、检索型
2、自动型
3、交互型
4、智能型——专家系统、智能型专家系统
第三节 CAD/CAM系统选用原则
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。
特点：
1、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； 2、基础性，系统软件是支撑软件和应用软件的基 础。
系统组成
操作系统
操作系统是系统软件的核心，主要功能是处 理机管理，存贮管理，设备管理，文件管理和 作业管理。 目前，CAD/CAM系统中比较流行的操作系统 有： 工作站：UNIX , VMS； 微 机：WINDOWS/NT, WINDOWS2000， WINDOWSXP， WINDOWS ME, UNIX
三、网络设备
服务器
是指提供服务的软件或硬件或者两者的结合体。服务器 上运行网络操作系统，提供文件、通信和打印等服务。
工作站
当一台计算机连到网络上，它就成为网络上的一个结点， 并称为网络工作站。它仅为操作者服务，而服务器为网络 上许多结点提供共享资源。
电缆
网络中的电缆有多种，包括细同轴电缆，粗同轴电缆， 双绞线和光纤。细同轴电缆组网容易安装。成本底，但连 线长度短。粗同轴电缆成本高，维护困难。双绞线具有价 格便宜、容易安装、维护方便的特点，目前最为流行。光 纤适合组建较大的网络，具有极高的频带、无能量损失、 传输距离远等特点。
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。
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。
1、主机
2、外存储设备
3、输入设备
光 笔
数 字 化 仪
扫 描 仪
手 写 板
显示器
4、输出设备
绘图机
自动绘图机按工作原理可分为笔式绘图和非笔 式绘图两大类。
（1） 笔式绘图机
是以墨水笔作为绘图工具，计算机通过程序指令 控制笔和纸的相对运动，同时，对图形的颜色、图 形中的线型以及绘图过程中抬笔、落笔动作加以控 制，由此将屏幕显示的图形或存储器中的图形输出。 根据笔与纸的相对运动实现方法的不同，笔式绘图 机可分为平板式和滚筒式两类。
3、系统的升级扩展能力 4、系统的可靠性、可维护性与服务质量 5、良好的性能价格比
二、软件选用原则
软件性能价格比 与硬件匹配性：
不同的软件往往要求不同的硬件环境支持。如软、硬件都需配置 应先选软件，它决定着系统功能。如已有硬件，只配软件，则要考虑 硬件的能力，配备相应档次的软件。大多数软件分工作站和微机版， 有的是跨平台的，如AutoCAD、CADDS5、I-DEAS、PRO-E、UG-II等。
网卡
根据数据位宽不同可分为8位、16位、32位。一般 来说，工作站上常用16位网卡，服务器用32位网卡。 根据网卡采用的总线接口，可分为ISA、EISA、MCA、 VL-BUS、PCI等。目前最常用的是PCI网卡。
网关
网关是连接两个协议差别很大的计算机网络时用 的设备，它可将具有不同体系结构的计算机网络连在 一起。网关属于应用层设备，通常用在与大型计算机 系统的连接上，为普通用户访问大型主机提供帮助。
第2章 CAD/CAM系统的 硬件和软件
CAD/CAM系统的硬件 交互绘图设备
CAD/CAM系统软件 CAD/CAM系统选择原则
第一节 CAD/CAM系统的硬件
所谓系统,是指为完成特定任务而由 相关部件或要素组成有机的整体。 一个完整的CAD/CAM系统必须具备硬 件系统和软件系统。 一个CAD/CAM系统是由计算机、外围 设备及附加生产设备等硬件和系统软件、 支撑软件和应用软件软件组成
3、网络结构
系统的网络常采用局域网（Local Area Network，LAN），网上设备通过 传输媒介相互传送信息。
常见的有三种形式： 星型、环型、总线型
星形网络结构
环型网络结构
总线型网络结构
二、CAD/CAM系统的硬件组成
概念
硬件是一切可以触摸到的物理设备。硬件系统是实现 系统各项功能的物质基础，它由计算机，存储设备，显示设 备，人机交互设备和输入输出设备等组成。
三、应用软件
定义：
是用户解决实际总是而自行开发或委托开发的 程序系统。它是在系统软件的基础上，或用高级 语言编程，或基于某种支撑软件，针对特定的问 题设计研制，既可为一个用户使用，也可为多个
用户使用的软件。
分类：
对CAD而言，按系统运动时设计人员介入的程 度，以及系统的工作方式，可分为检索型，自动 型，交互型，智能型。
二、支撑软件
定义 ：支撑软件是在系统软件基础上开发出来的满足CAD用户一 些需要的通用软件或工具软件，是CAD/CAM系统的核心。 主要内容 1、几何建模软件: I-DEAS，Pro-E, UG等。 2、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。 3、绘图软件: 具有基本图形元素（点、线、图）绘制等，图形 变换（缩放、平移、旋转等），编辑（增、删、改等），存贮， 显示控制以及人机交互，输入/输出设计驱动等功能。举 例:AUTOCAD软件。 4、数据库系统软件: INGRES, PB,ORACLE, SYBASE, FOXPR等 5、有限元分析软件：NASTRAN,ANSYS， DEFORM等有限元分 析软件。 6、优化方法软件： 7、系统运动学/动力学模拟仿真软件：