计算机辅助设计剖析

第1章

1.简述产品设计所经历的主要环节。（七个环节P1）

2.CAD的发展过程经历了哪几个阶段？简述每个阶段的主要特点。（P3、P4）

3.试述CAD的发展趋势。（P5集成化、网络化、智能化、标准化）

4.简述CAD技术的特点及应用。（P6）

第2章

1、CAD硬件系统有几种分类方法？请简述其分类及名称。（按硬件组成分类、工作方法及功能分类）

按硬件组成：主机系统，小型机系统，工作站系统，微机系统，基于网络的微机--工作站系统；

按工作方法及功能:检索型，自动型，交互型，智能型。

2、计算机辅助设计的硬件系统由哪些部分组成？各部分的主要作用是什么？（输入、主机、存储、输出）

主机、外存储设备、输入设备、输出设备。

主机：整个CAD系统的核心，指挥和控制整个系统运行并执行实际运算、分析。外存储设备：使CAD系统将大量的程序、数据库、图形库存放到外存储器中，需要时再调入内存处理。

输入设备：将字符、平面或空间的点坐标输入到计算机。基本功能是“定位"和“拾取”屏幕上某一内容。

输出设备：将CAD系统的计算结果正确输出到屏幕上。

3、CAD软件系统包括哪几个层次？分别有什么特点？主要包括那些软件？（系统、支撑、应用）

○1系统软件特点：公用性，基础性包括操作系统和编译系统。

○2支撑软件 CAD软件系统的核心，为满足CAD工作中用户的共同需要而开发的通用软件包括图形处理软件，工程分析与计算软件，模拟仿真软件，数据库管理系统，计算机网络工程软件，文档制作软件等。

○3应用软件针对某一专门应用领域而开发的软件包括模拟设计软件，电

气设计软件，机械零件设计软件，机床设计软件等。

4、简述CAD系统的选型原则。（P24）

○1软件系统的选择应优于硬件且应具有优越的性能软件是CAD系统的核心，因

此软件的选择应优于硬件，应根据软件的功能需要来配置合适的硬件，而不是让软件来适应已购买的硬件。

○2硬件系统应该符合国际工业标准、具有良好的开放性。

○3整个软硬件系统运行可靠，维护简单、性能价格比优越。

○4具有良好的售后服务体系。

○5供应商应该有良好的信誉，可以提供培训、故障排除及其他增值服务。

第3章

1、简述常见的交互任务及交互技术（P27、P28交互任务通常包括选择任务、定位任务、定向任务、定路径任务、定量任务、文本任务等任务；交互技术通常包括选择技术、定位技术、定向技术、定路径技术、定量技术、文本技术、橡皮筋技术、徒手画技术、拖动技术等）。

交互任务：选择、定位、定向、定路径、定量、文本、三维交互、组合交互等。交互技术：选择、定位、定向、定路径、定量、文本、橡皮筋技术、徒手绘画技术、拖动技术。

2、简述交互式人机接口的常见工作方式。

固定域输入/输出方式、问答方式、表处理方式、命令语言、菜单方式、图形符号方式。

3、常用的计算机图形标准有哪些？（面向硬件、面向软件、面向数据交换）

面向硬件（面向图形显示设备）计算机图形接口（CGI）；计算机图形文件（CGM）面向软件（面向图形软件标准）图形核心系统（GKS和GKS-3D）

程序员层次交互式图形系统（PHIGS）

图形程序库（OpenGL）

面向数据交换（面向图形应用系统中工程和产品数据模型及其文件格式的标准）基本图形交换规范（IGES）产品模型数据转换标注（STEP）

第4章

1、什么是软件？（数据的总称）

软件是计算机程序、方法、规则、相关的文档以及在计算机上运行时所需要数据的总称。软件是计算机系统的核心。

2、什么是软件工程？（一门学科）与编程有何区别。

软件工程：是一门学科，一种科学理论，用来指导软件系统开发，以实现软件开发过程标准化、自动化。

区别：软件工程：考虑如何分解一个系统，以便分公开发；考虑如何说明每个部分的规格要求；怎样才能易于维护。

编程：单纯的代码编写；是软件工程的发展前身；是软件工程中占据很少时间和空间的一部分。

3、何谓软件生命周期（设计、投入使用到被淘汰的全过程）

软件生命周期是指软件产品或软件系统从设计、投入使用到被淘汰的全过程。4、常用的软件工程过程模型有哪些？（瀑布模型（线性顺序模型）、原型模型、增量模型、螺旋模型）

瀑布模型（线性顺序模型）、原型模型、增量模型、螺旋模型。

5、CAD软件开发过程大致可分为哪几个阶段，各阶段的主要任务是什么？（可行性研究与项目开发计划、软件需求分析、软件设计、代码实现、软件测试、运行与维护）

○1可行性研究与项目开发计划任务：首先明确“要做什么”明确软件的功

能和目标以及大致规模；其次研究“是否能做”，探索要开发软件的难度、深度和广度，估算系统成本和效益，分析开展该项工作的可行性；还要制定开发计划。

○2软件需求分析任务：弄清“必须做什么”，真正准确了解用户的具体要求，得出经过用户确认的系统逻辑模型。

○3软件设计任务：设计阶段分概要设计和详细设计两个步骤。

概要设计的任务是解决“如何做”，考虑多种可能的解决方案，并依据某种令人信服的标准或原则推荐及确定设计方案；然后，进行模块划分，也就是将软件系统按功能划分成许多规模适中的程序集，再将其按合理的层次结构组织起来。详细设计的任务是解决“如何具体做”，把概要设计的抽象概括解决方案细化、具体化。详细设计还不是编写程序，而是设计出程序的详细规格说明、处理流程。

○4代码实现任务：这个阶段的任务是编制出正确的、可读性好的程序。○5软件测试任务：实现系统总装测试和确认测试；检查审阅文档；成果评价。

○6运行与维护任务：根据新提出的需要和运行中发现的问题进行必要且可能的扩充和修改。

6、数据流图和数据字典中常用那些图形符号和条目？它们代表什么？（有向数据流、圆圈加工、方框系统外、数据流、文件、加工）

数据流图：（箭头）：数据流（加工圆圈）：数据流处理过程（方框）：原点和终点

数据字典：数据流条目：定义数据流结构文件条目：定义文件的结构

加工条目：对数据处理加工方法的进一步说明

7、IPO表的主要内容是什么？（输入、输出、处理、调用、被调用、注释）

详细记录了模块输入、输出、调用哪些模块、被哪些模块调用、模块的处理原理等信息。

8、程序流程图中常用那些符号？它们代表什么意义？（圆角矩形开始、箭头数据流、矩形赋值、菱形判断）

以圆角矩形表示开始和结束，矩形表示赋值运算，菱形表示判断，箭头表示数据流方向。

第5章

1、从CAD的角度，数表是如何分类的（根据函数关系分简单和列表函数，根据

维数分一维、二维和多维）

1按函数关系：简单数表：无函数关系；列表函数：有函数关系。

2按表格维数：一维数表：单自变量；二维数表：两个自变量；

多维数表：多个自变量。

2、试述数表程序化的基本步骤（建立数组、提示输入（检查越界）、查表、输

出）

建立数组、提示输入、读取数组、显示输出

3、简述插值计算的原理，给出线性插值的算法（构造函数替代未知函数，公式、

查表、计算）

原理：根据两端数据的变化趋势猜测该点的数值。

4、什么叫曲线拟合？试述用最小二乘法进行直线拟合的基本原理（求一组数据

的简单描述曲线，求使数据偏差最小的a、b值）

曲线拟合：工程实际设计中，时常需要用一定的数学方法将实验测得的一系列数据或统计数据拟合为近似的经验公式，这种建立经验公式的过程叫曲线拟合。

最小二乘法：原理是使数据与曲线的偏差最小，为了实现偏差最小，要保证偏差的平方和最小，也就是偏差二乘最小。

5、试述无公式线图程序化的基本方法（读准数据、合理精度线图数表化；正确

分段、合理拟合数表公式化；把拟合公式编入计算机程序中）

6、应用MATLAB程序实现插值计算，数据拟合。

第6章

1、什么叫有序顺序文件、无序顺序文件、索引文件？（按某关键字顺序排列有

序、只先后无顺序、与主体文件相联系只有关键字和记录存放地址的文件）顺序文件：数据的物理存储顺序与逻辑存储顺序一致的文件。

有序顺序文件：数据记录按照某个关键字（段）递增（或递减）的顺序进行存储。无序顺序文件：数据记录没有任何次序规律，只是按写入的先后顺序进行存储。索引文件：与某主体文件相联系的，以某关键字为索引排序的，仅有索引关键字和记录存储地址两部分的文件称为索引文件。

2、试述关键字和主关键字的基本概念

关键字：能够标识记录的数据项。表中的各个数据项都可以作为关键字，如“齿宽”。

主关键字：能够唯一标识记录的数据项。表中的“零件号”才是主关键字。

3、简述折半查找法的基本算法原理，试画出程序框图。（全区、折半比中点、

小前大后中相等、可分继续查）

设文件按递增顺序存储。

1）首先将整个文件作为查询区域；

2）将居查询区域中间点的记录的关键字与要查询的记录的关键字进行比较；3）三种情况：

a）关键字相等，则该记录就是要查找的记录，结束；

b）关键字大于中间点记录的关键字，取后半部分作为新的查询区域，继续；c）关键字小于中间点记录的关键字时，取前半部分作为新的查询区域，继续；4）查询区可分则返回2）循环，否则无记录值，结束。

4、试述数据库、数据表、记录、字段之间的关系。（库由表组成、表分记录、记录有字段、字段有名）

数据库由数据表组成

记录表的一行称为一个记录

字段：表的一列称为一个字段，每个字段都有一个字段名

4、绘图说明数据库管理系统的基本组成。（数据库、操作系统、管理软件、DBA）

6、试述数据库系统的三级模式。（子模式对用户、模式整体逻辑、内模式物理存储结构）

子模式也叫用户模式或外模式：是对用户的应用程序直接使用到的那部分数据结构的描述，即用户的数据模型，是用户存取数据的窗口。

概念模式简称模式：是指对数据库整体逻辑结构的描述，它反映记录内部以及记录之间的联系。在概念层关注的是对应用问题的数据模拟，即如何用数据来表达应用对象的状态，包括应用对象各种属性描述、数据的结构框架和对象间各种联系描述。

物理模式又称内模式或存储模式：是对实际的物理设备上的数据存储结构的描述。它是真正的物理层，而概念模式和外模式是以它为基础逐渐抽象出的逻辑关系。

7、简述数据库系统中三种主要数据模型。（层次模型、网状模型和关系模型）层次模型是指记录之间具有树形的组织结构，它体现了记录之间的“一对多”的关系。

网状模型是指事物之间具有网络式的组织结构，它体现了事物间的“多对多”关

系。数据之间可任意连接，避免了层次模型中存在的如齿轮和轴承的重复存储。关系模型则是以数学理论为基础来实现数据间的联系，通过关系运算来实现数据的选取和重新组织形成新的关系。

第7章

1、用defun函数定义一个函数或一个AutoCAD命令，完成一定的绘图功能。

第8章

1、AutoCAD菜单文件有哪几类？简述他们的特点。（MNU、MNS、MNC、MNL、MNR

性质、来源和用途）

mnu是模板菜单文件，除了.mnl文件外，其余三个文件最初都源出自于它。AutoCAD调用时自动对它进行编译，产生对应的.mnc和.mnr文件以及.mns文件。mnc是.mnu文件编译后的版本，实际上.mnc文件是AutoCAD真正直接执行的菜单文件。

mnr也是在.mnu文件编译时产生，它存放着菜单所使用的位图之类的菜单资源。最初的.mns文件也是.mnu文件被编译时由AutoCAD自动产生的，它的基本内容和.mnu文件类似，只是少了有关的说明和注释行。

2、简述菜单文件的结构（文件分几段，***标记开始，段名专用）

一个文件分几段，段数可多可少。

在菜单中出现的主菜单段都是由

三个星号打头。“ ***段名”标记一段的开始。

段名是专用的，每个名称对应于一种菜单。

主菜单段可包含任意数目的子菜单，子菜单由两个星号打头。

3、简述菜单项语法结构（名称索引 [标签] 菜单宏）

每个菜单项由名称标记、标签和菜单宏组成（除了Image部分不允许名称标记）。一个菜单项通常占文件的一行，格式如下：

菜单名称标记标签菜单宏或命令

ID_Line [Line(&L)] ^C^C_line

标识名：字符串标签：菜单标记显示在屏幕上，菜单宏：响应菜单的命令，唯一标记、便于用[]进行标记。如果用快捷键执行响应的程序，是菜单项连接快捷键、工具只需在快捷键字母前加上&。的关键组成部分

条、帮助等

4、简述AutoCAD菜单文件的加载过程。（找源、编、模，加载，执行）

第一步：找文件

1）先找源文件。再找编译文件;或编译生成新的MNC文件;

2）找MNC文件，把它反编译出MNS文件；

3）找mnu文件，它编译出MNS和MNC文件；

4）显示错误，并提示用户输入别的菜单名。

第二步：加载（执行）MNC文件；

第三步：寻找、加载.MNl文件；

第四步：加载过程正常结束。

5、试述菜单定制的基本步骤（菜单、功能、加载、使用）

1）设计菜单设计菜单文件“.mnu”

2）设计功能函数设计功能函数“.lsp”

3）加载程序设计设计加载程序“.mnl”

4）首次使用加载菜单

6、简述DXF文件的结构（标题、表、类、块、实体、对象、预览和文件尾，组码，组值）

7个段分别是：

1）标题段（Header ）

2）类段（Classes ）

3）表段（Tables ）

4）块段（Blocks ）

5）实体段（Entities）

6）对象段（Objects）

7）预览段（Thumbnailimage）

?文件结尾 0 EOF

段的排列顺序不能改变。

5、说明实体段常见组码（5、8、10、20、30、40、50）在不同实体（直线、圆、

圆弧）中的含义。

直线

5：句柄，实体数字标识；

100：子类标记；

8：图层名；

10：起点X；

20：起点Y；

30：起点Z

11：终点X；

21：终点Y；

31：终点Z

圆

5：句柄，实体数字标识；

100：子类标记；

8：图层名（字符串）；

10：圆心点X；

20：圆心点Y；

30：圆心点Z

40：半径（实数）；

弧

5：句柄，实体数字标识；

100：子类标记；

8：图层名（字符串）；

10：圆心点X；

20：圆心点Y；

30：圆心点Z；

40：半径（实数）；

50：起始角；

51：终止角

6、试述构造DXF文件的基本原则（段可省、头尾不可省、文件尾不可省）

1）用不到的段都可以省略；

2）段头、段尾不可省；

3）文件尾不可省；

最少有一段组成；一般都有实体段。

第9章

1、什么叫参数化绘图？（图形用参数描述、关键参数加程序的绘图方法）

对于有些图形，当已知少数几个参数（d和L），通过程序就可以计算出其它参数，尽而可以把有关图形绘制出来。这种关键参数加程序的绘图方法称为参数化绘图法。

2、试述确定基本参数的原则。（抽象用尺寸、名称用工程、零件规格、尽量少、

可简画）

1）对于抽象的几何图形，可以用尺寸标识作为图形参数。

2）参数的名称和定义应尽量结合工程实际。

3）优先考虑描述零件规格、性能的参数作为绘图参数。

4）为了便于用户操作，参数的数量应尽量少。

在不影响零件表达的情况下，图形的某些部分可以采用简化画法

3、试述参数化绘图的基本步骤。（确定参数、计算坐标、编写程序）

参数化绘图的三个步骤：

第一步：确定图形的基本参数；

第二步：确定和计算绘图参数；

第三步：绘图程序模块的设计与实现。

4、什么叫形状特征拼合法绘图？（图分子图、形状特征拼合）

一个工程图可以划分为许多比较简单和常用的图形部分——子图，这些子图称为图形形状特征。通过形状特征拼合来进行绘图可以降低绘图工作的繁杂性。

5、比较常用的4种绘图方法的特点。（元素繁、参数标、特征难、设计是前沿）1）轮廓线法：

用基本图形实体堆砌图形。无约束、通用、绘图繁。

2）参数化绘图：

用少数几个参数描述，整体绘图。绘图速度高；主要用于标准件、简单图。

3）特征拼图法：

用特征绘图，特征用参数描述。特征设计合理时可显著加速绘图，但也难以通用。4）参数化设计法：

工程图是工程设计的反映，设计参数决定了工程图。用设计参数及其约束来控制并绘制出工程图的方法称为参数化设计。

6、什么叫参数化设计？（图由设计定，用设计参数及其约束控制绘制图形）

用设计参数及其约束来控制并绘制出工程图的方法称为参数化设计。

7、试述尺寸驱动法绘图的步骤（图找体，体找点，建立约束，绘制图形）

1）根据图形找实体：分析图形由哪些图形实体组成。

2）根据实体找特征点：每个图形实体都可以用一些特征点确定，找出图中的所有特征点。

3）建立尺寸约束：通过解算尺寸链建立图形实体属性与尺寸变量的约束关系。4）绘图：根据解算出的图形实体属性绘图。