计算机辅助设计概述共30页文档
第1章 计算机辅助设计概述
教学要求目标
了解计算机辅助设计的概念、发展 掌握计算机辅助设计的工作流程 了解AutoCAD的发展及功能 了解AutoCAD的发展及功能 熟悉AutoCAD 2004操作界面 熟悉AutoCAD 2004操作界面 掌握启动和退出的方法
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1.1 计算机辅助设计概述
AutoCAD是美国Autodesk公司开发的一个交互式绘图软件，是 用于二维及三维设计、绘图的系统工具，用户可以使用它来创建、 浏览、管理、打印、输出、共享及准确复用富含信息的设计图形。 AutoCAD AutoCAD已经成为一个功能强大、性能稳定、市场占有率位居 世界第一的CAD系统，在城市规划、建筑、测绘、机械、电子、造 船、汽车等许多行业得到了广泛的应用。统计资料表明，目前世界 上有75%的设计部门、500多万的用户应用此软件，大约有50万套 AutoCAD软件安装在各企业中运行。1998年法国世界杯足球场、波 士顿查尔斯河大桥、马来西亚 Petronas 双塔等都是它的杰作。
1.1.1 计算机辅助设计的概念 计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）是利 用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力， 辅助知识劳动者进行工程和产品的设计与分析，以达到 理想的目的或取得创新成果的一种技术。它是综合了计 算机科学与工程设计方法的最新发展而形成的一门新兴 学科。计算机辅助设计技术的水平成了衡量一个国家工 业技术水平的重要标志。
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1.1.2 CAD制图方法 交互法：直接利用绘图软件的各种功能，利用人机交互 方式将图形一笔一笔画出来。缺点是速度慢，绘图工作 量大，应用熟练后，比原始绘图要快2-3倍以上。 尺寸驱动法：
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1.1.2 CAD的优点
第1章计算机辅助设计概述
1958年，Calcomp公司研制出了滚筒式绘图机； Gerber公司研制出了平板绘图仪；
1959年（MIT）将CAD正式列为研究项目进行研究 等等。
这时期硬件的特点是开始具有一定的图形输出能力。 从整体上说，计算机硬件水平较低，处在电子管水 平；计算机主要用于科学计算，开发人员主要用机 器语言编程，图形的处理只能输出不能输入。
②利用应用程序库中已编制的各种应用程序，进行设 计计算及优化设计，确定设计方案及产品零部件的 主要参数。
③运用交互式图形程序库，以人机交互作业方式对初 步设计的图形进行实时修改，最后由设计人员确认 设计结果。
④利用图形处理和动画技术，对产品模型进行图形仿 真，为评估设计方案提供逼真和直接的依据。
⑤输出设计结果，其中包括设计计算数据、图样及文 档等。
3、方案设计
在满足设计要求的条件下，由设计人员构思多种可 行的方案，并用方案图和原理图表达出来。经过对 各方案的比较和筛选，从几个可行方案中优选出一 个功能满足要求、工作原理可靠、结构设计可行、 成本低廉的方案。
4、技术设计
在既定设计方案的基础上，完成产品的总体设计、 部件设计、零件设计。将设计结果以工程图样及计 算说明书形式确定下来。
20世纪60年代是CAD技术的成长发展阶段。
在20世纪60年代，晶体管取代了真空电子管。20世 纪60年代后期，出现了直接存取存储器，研制成功 了阴极射线管显示器等等。这些硬件的出现和发展， 为CAD的发展提供了坚实的物质基础；计算机软件 水平也得到大大地提高，产生和发展了许多计算机 语言，如在计算机语言中占据重要地位的 FORTRAN语言就是在这个时期发展和完善的。
当时，MIT研究小组的报告对CAD作了这样的设想： 设计者坐在CRT控制台前，通过光笔操作，进行人 机对话，实现从概念设计到生产设计以至制造的全 过程。它还提出了用不同的层来表示某一工程图的 轮廓、剖面线和尺寸。这个系统为交互式图形学和 计算机辅助绘图技术打下了理论基础。这在当时看 来，带有一些神奇色彩，但它大大地震动了追求实 效的工程界。
CIMS简介
CIMS运用(yùnyòng)企业-成都飞机公 司
CIMS运用企业-经纬(jīnɡ wěi)纺机公 司 第二十二页，共30页。
欧洲：
«尤里卡方案(fāng àn)(EUREKA)» «信息技术研讨开展战略方案(fāng
«第四届框架研讨方案(美fā国ng ：àn)»
àn)各(E国SP的对RIT注C)I»M重S技术
1995年，北京第一机床厂荣获SME 的CIMS 〝世界工业抢先奖〞，这标志着我国一些试点企 业的CIMS的运用抵达了国际抢先水平。
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以后,CIMS的进一步试点推行运用曾经扩展 到机械、电子、航空、航天、轻工、纺织、冶 金、石油化工等诸多范围,正失掉各行各业越来 越多的关注和投入。不难预测(yùcè)，CIMS 这一面向产业界的高新综合技术，无疑将继续 取得越来越普遍的运用。
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CIMS的主要特征是〝四化〞：计算机 化、信息化、智能化 和集成化。
CIMS的功用结构(jiégòu)： 1.四个功用分系统 〔1〕管理信息分系统 〔2〕产品设计与制造工程设计自动化
分系统
〔3〕制造自动化或柔性制造分系统 〔4〕质量保证分系统 2.两个支撑分系统 〔1〕计算机网络分系统 〔2) 数据库分系统
如用CAD设计比手工绘图周期延伸了 一半。
2.延伸制造周期。如箱体零件用 FMS柔性加工比传统加工方法效率提 高了4-8倍，且质量坚定，大大添加 装配(zhuāngpèi)时间，延伸了制造
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二：提高了企业对市场的应变才干 用运营决策支持系统编制消费纲
要方案和用MRPII主消费方案模块 编制消费作业方案，比手工快4060倍，为顺应市场变化，及时地、 灵敏地调整方案提供(tígōng)了有 力的决策工具。
计算机辅助设计
③ 基于特征的设计 特征设计是用易于识别的、包含加工信息的几何单元(如孔、
槽，倒角等)来取代以往设计中所用的纯几何描述(如直线、圆 弧等)。
与传统的机械设计相比，CAD技术都有着巨大的优越性。
主要表现在： ① CAD可以提高设计质量。 ② CAD可以节省时间，提高生产率。 ③ CAD可以较大幅度地降低成本。 ④ CAD技术将设计人员从繁琐的计算和绘图工作中解放出
来，使其可以从事更多的创造性劳动。
（2）计算机辅助设计的研究热点及展望 CAD技术现今及将来会在以下几方面进行重点研究，并将
知识获取
专家系统部分
人机界面
知识库 模式性知识 数值分析法 规则性知识
自学习机
推理机
设计资料 数据库
逻辑推理 模式联想
分析计算
CAD部分
用户
图形交互 输入输出
绘图及文 件编写
动态 数据库
图1-6
由图1-6可知，一个智能CAD系统由以下几个部分组成： ① 知识获取，用来获取来自领域专家的知识；
② 知识库，用来存放各种知识，工作时与推理机交换信息； ③ 自学习机，在推理过程中进行学习，将得到的新知识不断充 实知识库，并删除知识库中过时的知识； ④ 人机界面，是用户与系统的接口； ⑤ 绘图和文件编写，从中间数据库获取结果数据，采用交互或 自动化的方式产生图样和设计文件； ⑥ 动态数据库，存放推理过程的中间结果、用户输入信息及最 终结果； ⑦ 推理机是整个系统的核心，其任务是将输入要求与知识库相 匹配，触发适用的规划，使有关结论得到执行。推理机要对各 组成部分实现控制，解决各结论之间的矛盾，对设计结束进行 评价和决策，最后得到最佳设计结果； ⑧ 分析计算部分，用各种程序进行计算和分析，给推理机提供 定量的评价和决策数据； ⑨ 设计资料数据库，存放大量的设计标准和参考资料，用来支 持分析计算、评价及决策过程。
计算机辅助设计
1.概述 2.常用软件简介
3.工程图的常用设计技术
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1.概述
计算机辅助设计技术是现代设计与集成制造 技术中最重要的支持工具。 产品的设计方案要通过几何模型来表示产 品的结构、形状，产品的性能分析要基于设计 模型进行； 从工艺、加工、装配等制造过程来看，计 算机辅助设计技术提供现代化设计工具，建立 产品的数字化模型，为后续各阶段第三章 计算机辅助设计技术
3.1 计算机辅助工程图设计
采用图形描述语言是实现变量化的一种方法。将绘图中的 尺寸隐含在图形描述的变量中，这些变量保持着零件几何的 相对连接关系，当设计相似零件时直接给变量赋予相应的实 值，由这些变量重新构成新的零件。不同的绘图系统有不同 的图形描述语言格式。例如，一个矩形，长、宽分别用变量L 、W表示，具体的数据由变量的赋值得到。由图形描述语言 构成的变量化设计，仍不能支持草图设计。草图设计必须由 参数化实现。 3.1.3 参数化设计 1985年，德国的Dornier GmbH公司与Cadam公司开发 成功CADAM系统，其中包含了最初的二维参数化CAD系统 ，它的应用使设计效率大为提高；1989年Dornier公司与 Cadam公司又开发了三维参数化软件系统，以后美国等其它 国家也加入了参数化研究的行列。
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第三章计算机辅助设计技术
思考题与习题
1. 几何模型分为哪几种类型？各有什么特点？适用哪些 范围？相互之间有什么关系？ 3. 描述一下CSG表示方法和边界表示的特点。 5.请描述一下特征造型与实体造型的区别。 6.常规的三种特征造型方法的原理是什么？
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3 计算机辅助工程图设计
在计算机辅助设计技术广泛应用的今天，工程图纸仍是 工程设计领域表达和传递设计信息的主要媒介。 在设计过程中，设计人员将设计意图通过图纸信息（ 产品几何形状定义、生产要求说明等）表达出来。 传统的手工绘图，图纸的设计修改、检查非常不方便 ，容易出错，劳动强度大，设计效率低。 采用计算机作为设计绘图的辅助工具，它除了具有工 程绘图的常用功能外，还应包括参数化功能——用于图 形的实时编辑修改、计算功能——常用工程设计的专业 计算模块，数据获取功能——检查设计数据等。
计算机辅助设计概述
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§4 计算机辅助设计发展历史与现状
计算机辅助设计
谢健文（地理信息系） 13533056218
xjw9700@
2020/8/2
华南农业大学信息学院
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计算机辅助设计概述
§1 计算机辅助设计的内容 §2 计算机辅助设计应用举例 §3 计算机辅助设计基本概念 §4 计算机辅助设计发展历史与现状 §5 计算机辅助设计硬件环境 §6 交互式制图系统的逻辑结构 §7 当前的研究动态
2020/8/2
华南农业大学信息学院
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§1 计算机辅助设计的内容
• 课程相关学科
计算机图形学 计算机图像处理 计算机辅助设计
图形制作 图像处理
2020/8/2
华南农业大学信息学院
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▪ 学科关系
计算机辅助设计课程内容
计算机辅助设计
图像变换 （图像处理）
图像
图像生成（计算机图形学）
数
数
字
据
图
模
像
型
模型（特征）提取
3.2 CAD、CAE、CAM与CIMS
2020/8/2
▪ CAD/CAM：Computer-aided Design/Manufacturing， 计算机设计/辅助制造
▪ CAE：Computer-aided Engineering，计算机辅助工程
▪ CIMS：Computer-Integrated Manufacturing System， 计算机集成制造系统 ，是有20余年历史的CAD/CAM/CAE技 术的自然产物
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计算机辅助设计应用举例（续）
▪ 计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）
• 应用领域：机械，大规模集成电路，建筑，服装，玩具 • 优点：设计周期短，成本低，质量高
什么是计算机辅助设计
什么是计算机辅助设计计算机辅助设计（CAD）是一种利用计算机硬件和软件来辅助实现各种工程设计、图形和模型的过程。
它的应用领域广泛，涵盖了建筑、机械、电子、航空、汽车以及其他工程领域。
通过使用CAD，设计师可以更加高效地进行设计工作，提高设计质量和准确性。
本文将介绍计算机辅助设计的定义、历史发展、应用范围以及优势。
一、定义和历史发展计算机辅助设计是指将计算机技术应用于设计领域，借助计算机软件和硬件设备进行各类工程设计、图形和模型的创作与演示。
CAD的出现和发展可以追溯到上世纪60年代，当时的CAD系统仅仅是一个基本的几何图形绘制和编辑工具。
随着计算机技术的飞速发展，CAD系统功能不断增强，逐渐扩展至三维造型、动态模拟、流程管理等多个方面。
二、应用范围计算机辅助设计在各个工程领域都得到了广泛应用，下面将列举几个常见的应用范围：1. 建筑设计：计算机辅助设计在建筑设计中起到了至关重要的作用。
通过CAD系统，建筑师可以绘制平面图、立体图、施工图等，帮助他们更好地进行设计和布局，提高建筑设计的准确性和效率。
2. 机械设计：CAD系统在机械设计中的应用也非常广泛。
通过CAD软件，机械工程师可以精确地进行各种零件的设计和装配，分析和优化产品的结构和性能。
3. 电子设计：在电子设计领域，CAD系统也是必不可少的工具。
通过CAD软件，电子工程师可以设计电路板、布线和元器件的排列等，提高电子产品的可靠性和性能。
4. 航空航天：CAD系统在航空航天工程中扮演着重要的角色。
通过CAD软件，工程师可以设计飞机和航天器的结构，模拟飞行过程，进行性能分析和优化。
5. 汽车设计：汽车制造商也广泛使用CAD系统进行汽车设计和制造。
通过CAD软件，设计师可以进行汽车外观和内饰设计，优化车身结构，提高汽车的安全性和性能。
三、优势和意义计算机辅助设计带来了许多优势和意义，包括：1. 提高效率：使用CAD系统能够加快设计师的工作速度，减少手工绘图的时间和努力。
计算机辅助设计概念
计算机辅助设计概念《计算机辅助设计概念》一、计算机辅助设计概述计算机辅助设计（Computer Aided Design，简称CAD）是利用计算机系统进行工程设计的一种技术。
经过数百年的发展和研究，CAD 已经成为主流的工程设计和施工方案编制方式。
CAD软件通过提供用户友好的图形界面和图形编辑功能，使用户能够以比传统设计方法更精确和高效的方式对工程方案进行设计和修改。
二、计算机辅助设计的应用计算机辅助设计可以应用于各行各业。
在机械设计方面，CAD软件能够帮助用户绘制准确的二维和三维模型；在建筑设计方面，CAD 软件可以用于绘制建筑物的整体外观、室内设计、室外景观设计以及装饰设计等。
此外，CAD软件还可以用于纺织服装设计、印刷设计、包装设计和印刷机制造等行业的设计。
三、计算机辅助设计的优势1、快速编制设计方案：CAD软件能够帮助用户快速编制准确的设计方案，大大节省了时间和费用。
2、有效控制设计成本：CAD软件能够帮助用户准确测量设计图并计算所需材料的数量，从而更有效地控制设计成本。
3、提高设计质量：CAD软件支持多种精确的图形编辑功能，使用户能够更轻松地制作出高质量的设计图。
4、改善团队协作：CAD软件可以支持多人协同设计，从而改善团队协作。
四、计算机辅助设计的不足1、成本较高：CAD软件一般会比传统的设计手段要贵。
2、需要完善的技术支持：使用CAD软件需要技术人员支持，如果CAD技术不够完善，会影响到设计的准确度和效率。
3、较难理解复杂的图形：CAD软件能够制作出精确的图形，但是复杂图形可能会让用户难以理解。
4、软件运行问题：由于CAD软件使用较多的计算机资源，在安装和运行过程中可能出现系统性问题，从而影响正常的设计工作。
计算机辅助设计
计算机辅助设计计算机辅助设计（Computer-Aided Design，简称CAD）是指通过计算机软件和硬件工具来帮助设计师进行图形化设计的过程。
随着计算机技术的迅速发展，CAD在设计领域的应用已经成为设计师必不可少的工具。
本文将介绍CAD的基本原理、应用领域以及未来发展趋势。
一、 CAD的原理及工作方式CAD的原理是基于数学和几何原理，通过将设计对象转换为数字化信息，利用计算机来进行设计和分析。
CAD软件通常提供了设计者所需的绘图工具、测量工具和模型构建工具，使得设计者可以快速创建、编辑和修改设计。
CAD软件还可以提供二维和三维视图，帮助设计者更直观地理解设计。
CAD的工作方式一般分为建模和分析两个主要环节。
建模阶段通过绘制点、线、面等基本几何元素来构建设计对象的基本形状。
在这个阶段，设计者可以根据实际需要对设计对象进行调整、改进和优化。
分析阶段则通过应用数学模型和物理原理对设计进行评估和优化，检查设计的可行性和安全性。
二、 CAD的应用领域CAD的应用范围广泛，涵盖了许多不同的领域。
以下是几个常见的应用领域：1. 建筑设计：CAD可以帮助建筑师设计楼房、桥梁和其他结构。
通过CAD软件，设计师可以创建精确的平面图和立体图，方便他们进行设计和修改。
2. 机械设计：CAD在机械工程中的应用非常广泛。
机械工程师可以使用CAD软件创建和分析机械零件的设计。
CAD还可以帮助工程师进行模拟和测试，以确保设计的安全性和可靠性。
3. 电子设计：CAD在电子工程中扮演着重要的角色。
电子工程师可以使用CAD软件设计电路板、芯片和其他电子元件。
CAD软件可以提供布线工具和仿真工具，帮助工程师进行电路设计和测试。
4. 汽车设计：汽车制造商使用CAD软件来设计车身、引擎和其他零件。
CAD可以帮助设计师创建车辆的外观和内部布局，优化车辆的性能和安全性。
5. 动画和游戏设计：CAD还被广泛应用于动画和游戏设计领域。
设计师可以使用CAD软件创建角色、场景和特效。
计算机辅助设计概述
1982年推出第一个版本：AutoCAD V1.0版，运行于DOS操作系统； 1987年6月推出AutoCAD V3.0版，增加了三维绘图功能，增加了
AutoLisp汇编语言，提供了开发平台；
1987年9月，推出了AutoCAD R9.0版，增加了下拉菜单，屏幕菜单；
1990年10月，推出了AutoCAD R11.0版，有了非DOS版本； 1999年3月，推出AutoCAD 2000,功能更强大。
CAD系统与CAPP和NC结合，形成集成CAD/CAM系统，实现 了快速流畅的信息交换，真正达到了CAPP、NC编程的自动化。
设计者
设计任务书
计算机硬件 CAD软件 方案设计专家系统 几何造型系统 有限元分析 分析、优化 否
满意
CAD过程
方案设计 产品建模
工程 数据库
优化设计程序
图形软件包 CAPP系统
是 输出详细图纸、文档
工艺设计、NC编程、仿真
售后、使用
装配仿真
运动仿真 NC编程软件
计算机系统
加工制造
满意
否
是 NC后处理
1.6 CAD系统的优点
技术文件
优化
····· ····
计算机辅助设计示意
1.6 CAD系统的优点
（1）改善了绘图环境，提高了设计质量； （2）提高了设计精度，减少了设计错误； （3）降低了设计成本，缩短了设计周期； （4）提高了图面质量，方便了图形修改； （5）存储方便，易于管理；
（6）携带方便，便于交流；
（7）通过网络，异地设计； （8）实现产品的标准化、系列化、通用化；
（9）向设计的下游延伸，出现了计算机辅助制造（CAM）、计算机辅
第一章计算机辅助设计概述
第一章计算机辅助设计概述
一、计算机辅助设计的定义
二、计算机辅助设计的应用领域
1、机械工业：机械设计，建模，动画，机械装配，施工，仿真，机
械制造，机械自动控制；
2、电子工业：集成电路设计，工艺规划，电路设计，仿真分析，制
程设计；
3、航空航天工业：飞船结构设计，飞机维修，航空零件选型，飞机
性能分析，飞行力学，气动力学，材料力学；
4、建筑工业：建筑设计，自动化测量，数字档案，图形影像处理；
5、军事工业：武器系统及其他军事装备的设计、分析、制造及维修，战场仿真，火控系统设计，卫星设计；
6、其他：信息、教育设施的设计，数据库管理，商业设计，办公自
动化，三维可视化，软件开发，网络应用等等。
三、计算机辅助设计的发展历史
计算机辅助设计的发展始于1960年。
1-计算机辅助设计概述
计算机辅助设计（CAD）概述计算机辅助设计是20世纪50年代末发展起来的综合性计算机应用技术。
它是以计算机为工具，处理产品设计过程中的图形和数据信息，辅助完成产品设计过程的技术。
计算机辅助设计包括的内容很多，如概念设计、优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机绘图等。
在计算机辅助设计工作中，计算机的任务实质上是进行大量的信息加工、管理和交换。
也就是在设计人员的初步构思、判断、决策的基础上，由计算机对数据库中的大量设计资料进行检索，根据设计要求进行计算、分析及优化，将初步设计结果显示在显示器上，以人机交互方式反复加以修改，经设计人员确认之后，在自动绘图机及打印机上输出设计结果。
计算机辅助设计是人和计算机相结合，各尽所长的新型设计方法。
在设计过程中，人可以进行创造性的思维活动，完成设计方案构思、工件原理拟定等，并将设计思想、设计方法经过综合、分析、转换成计算机可以处理的数学模型和解析这些模型的程序。
在程序运行过程中，人可以评价设计结果，控制设计过程；计算机则可以发挥其分析计算和存储信息的能力，完成信息管理、绘图、模拟、优化和其他数值分析任务。
一个好的计算机辅助设计系统既能充分发挥人的创造性作用，又能充分利用计算机的高速分析计算能力，找到人和计算机的最佳结合点。
一、计算机辅助设计技术的产生及发展20世纪50年代，以美国为代表的工业发达国家出于航空和汽车等工业的生产需要，开始将计算机技术应用于产品的设计过程，逐渐发展形成具有重大影响力的计算机辅助设计技术。
1、20世纪50年代——CAD技术的萌芽期。
1950年美国麻省理工学院（MIT）研制出旋风型图形显示设备，可以显示简单图形；50年代后期推出了图形输入装置——光笔；1958年美国Calcomp公司研制出滚筒式绘图仪，Gerber公司研制出平板绘图仪。
上述图形处理设备的问世，标志着CAD技术已处于交互式计算机图形系统的初期萌芽和诞生阶段。
2、20世纪60年代——CAD技术的成长期。
计算机辅助设计总结,DOC
计算机辅助设计总结一、课程介绍计算机辅助技术(computeraidedtechnology)是以计算机为工具，辅助人在特定应用领域内完成任务的理论、方法和技术。
它包括计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助教学(CAI)、计算机辅助质量控制(CAQ)及计算机辅助绘图等。
“辅助”是强调人的主导作用。
在人的主导下，计算机和使用者构成了一个人机密切交互的系统。
诸多计算机辅助技术中的CAD和CAM 首先在飞机制造、汽车制造和造船等大型制造业项目中。
中文名：设计CAD技CAD外文名：简称：它包括剖视、三视图、性能分析，给出若干实例说明上述的某些应用。
[3]三、影响计算机辅助技术的深远影响在于：(1)它将人们在产品开发方面的知识系统化、规范化、工程化。
人们可以不断地堆砌知识工程阶段性成果——成功替代脑力劳动，进一步解放人类的生产力。
(2)它影响了企业的生产和管理模式(无图纸生产)，提高了竞争能力(软盘、u盘、硬盘、光盘成为财富载体)——重塑当今社会的新关系。
现在推广的CAD技术已经与企业信息化融为一体。
(3)它改变了产品开发方式、工作风格，提高了开发质量——造就一代新型的产品设计师。
CAX技术被评为20世纪60年代以来十大杰出技术成就之一。
国外有人指出，CAX是对20世纪的发展影响最大的十项先进科学技术之一。
美国国防部也将广义的“设计自动化”确定为国防关键技术之一。
CAX是电子信息科学发展的产物，电子设计又是CAX技术的一个重要活动领域。
国内外电子CAD应用的普及度都已经超过90%。
我们的目标和任务就是尽快促成我国在电子设计能力方面的后发优势，用电子CAD软件工具设计出属于自己的ASIC/SOC芯片。
这里涉及到的硬件(芯片设计)和软件(CAX软件开发)正是属于信息产业发展的两大主题。
[4]四、发展趋势计算机辅助技术的发展趋势可能有以下几个方面：1)图形显示技术的不断改进。
图形技术不但反映在真实色彩图上，而且反映在快速的图形处理能力上。
第1章 计算机辅助设计概述
第1章计算机辅助设计概述1.1 计算机辅助设计的概念计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD），它是计算机科学技术发展和应用中的一门重要技术。
所谓CAD技术，就是利用计算机快速的数值计算和强大的图文处理功能来辅助工程师、设计师、建筑师等工程技术人员进行产品设计、工程绘图和数据管理的一门计算机应用技术，如制作模型、计算、绘图等。
计算机辅助设计对提高设计质量，加快设计速度，节省人力与时间，提高设计工作的自动化程度具有十分重要的意义。
现在，它已成为工厂、企业和科研部门提高技术创新能力，加快产品开发速度，促进自身快速发展的一项必不可少的关键技术。
与计算机辅助设计（CAD）相关的概念有：CAE（Computer Aided Engineering ）：计算机辅助分析。
就是把CAD设计或组织好的模型，用计算机辅助分析软件对原设计进行仿真设计成品分析，通过反馈的数据，对原CAD 设计或模型进行反复修正，以达到最佳效果。
CAM（Computer Aided Manufacture ）：计算机辅助制造。
就是把计算机应用到生产制造过程中，以代替人进行生产设备与操作的控制，如计算机数控机床、加工中心等都是计算机辅助制造的例子。
CAM不仅能提高产品加工精度、产品质量，还能逐步实现生产自动化，对降低人力成本、缩短生产周期有很大的作用。
把CAD、CAE、CAM结合起来，使得一项产品由概念、设计、生产到成品形成，节省了相当多的时间和投资成本，而且保证了产品质量（如图1-1所示）。
是图1-1 计算机辅助设计过程计算机辅助设计（CAD）技术是集计算、设计绘图、工程信息管理、网络通讯等计算精品文档你我共享机及其他领域知识于一体的高新技术，是先进制造技术的重要组成部分。
其显著特点是：提高设计的自动化程序和质量，缩短产品开发周期，降低生产成本费用，促进科技成果转化，提高劳动生产效率，提高技术创新能力。
可见，计算机辅助设计（CAD）对工业生产、工程设计、机器制造、科学研究等诸多领域的技术进步和快速发展产生了巨大影响。
计算机辅助设计概述
1.2 计算机辅助设计的作用和功能
• 1.2.1 计算机辅助设计的作用 1．交互式的图形处理与几何模型构造 2．工程计算分析和对设计的模拟、验证、优化 3. 计算机自动绘图和辅助文档编辑 4．工程信息的有效存储及工程数据库的管理与共事 5．知识库基础上的专家系统和人工智能型辅助设计
与决策 6．良好的人机交互界面
各种软件商品； 5.图形和数据接口等软件标准化； 6.重视对工程数据库、智能计算机辅助设计专家系
统的研究； 7.引入多媒体技术和虚拟现实技术，使用户界面更
加友好； 8.计算机辅助设计、制造和管理密切结合，形成一
体化系统。
1. 3. 3 计算机辅助设计的技术特点
1．高难度 2．高知识密集 3．高速度 4. 更新快 5．高效率 6. 高渗透性
法及程序设计方法的蓬勃发展，给计算机辅助设计的
软件发展提供了理论基础。随着超大规模集成电路和 光栅图形显示器的出现，使计算机成本大幅度下降，
图形设备迅速向优质价廉的方向发展。这些新技术给
计算机辅助设计带来了巨大的动力。
•
特别是80年代以后，微型机和图形工作站的
大量涌现，为计算机辅助设计的应用和推广开辟了广 阔的领域。目前，计算机辅助设计正向着标准化、集
2. 1 计算机辅助设计系统的硬件组成和分类
• 2. 1. 1 计算 机辅助设计 系统的硬件 组成
2.1.2 计算机辅助设计系统的硬件分类
• 从系统结构上看，计算机辅助设计系统大致可分为单机式系统、集中 式系统和工作站网络系统三大类。
2. 3 计算机辅助设计系统的软件组成
• 所谓软件是指使用和发挥计算机效率、功 能的各种程序。整个计算机系统的工作过 程都是由软件来控制和实现的。软件的水 平是决定计算机系统的性能优劣、功能强 弱和方便适用等方面的关键因素。