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电力及厂矿供电CAD系统的构成 第2章 2 1硬件组成和布局方式CAD系统的硬件配置与通用计算机系统主要不同之处在于CAD系统的硬件应有较强的人机交互设备及图形系统2 1 1CAD系统的硬件构成电力及厂矿供电CAD硬件主要构成如图2 1所示 图2 1CAD系统的硬件构成 1 主机主机由中央处理机 CPU CenteralProcessingUnit 和内存储器组成 CPU包括运算器和控制器 存储器用来存放运算过程 原始数据和计算结果等 存储器分主存储器 也叫内存储器 和外存储器 内存器一般包括随机读写存储器 RAM RandomAccessMemory 和只读存储器 ROM ReadOnlyMemory 2 外存储器3 输入装置键盘 鼠标器 光笔 轨迹球和操纵杆 图菜输入板 数学化仪 扫描仪 信号采集设备及声音信息输入设备等 4 输出装置输出装置包括显示器 打印机 绘图仪等 2 1 2CAD系统硬件布局方式1 独立式系统根据所用计算机的不同 可分为主机系统 交钥匙系统 工作站系统和微机系统 1 主机系统这类系数统是一个以主机为中心的CAD系统 图2 2主机式系统结构 2 交钥匙系统 3 工作站型式的CAD系统性能界于个人机与小型机之间的一种计算机系统 4 以微机为基础的CAD系统 2 网络式系统网络式又分为集中式 分布式和环网式 如图2 3所示 图2 3网络式系统结构图a 集中式 b 分布式 c 环网式 2 2常用的图形输入输出设备2 2 1图形输入设备键盘 光笔 操纵杆和跟踪球等 后来出现了鼠标器 图形数字化仪 扫描仪等 1 向计算机传送命令和数据或进行功能选择 2 将图形信息送入计算机 3 在交互式图形显示过程中 用来控制显示屏幕上光标的移动 以便进行定位和绘图等操作 下面对常用图形输入设备进行简单介绍 1 鼠标器鼠标器是计算机辅助设计系统中最常见的图形输入设备 常见的有机械式鼠标器和光电式鼠标器两种 形状如图2 4所示 图2 4鼠标器的结构简图 2 数字化仪数字化仪也是常用的图形输入设备 它除了具有鼠标器的所有功能外 还可以准确地定位图纸坐标 图2 5数字化仪的结构简图 3 扫描仪和数字摄相机扫描仪和数字摄相机是近年来出现的图形获取及输入设备 扫描仪和数字相机的特点是输入工作量小 速度快 成象准确 2 2 2图形输出设备显示系统图形输出设备打印系统或绘图系统 1 光栅式图形显示设备光栅式图形显示系统是目前使用最多的图形输出设备 用于实时图形显示 展示设计效果和进行交互式图形处理 工作原理如图2 6所示 图2 6光栅图形显示器工作原理图 2 液晶显示器 LCD 液晶显示器具有纯平 节能 轻巧 无辐射等优越性能 常见的液晶显示器按物理结构分为四种 1 扭曲向列型 TN 2 超扭曲向列型 STN 3 双层扭曲向列型 DSTN 4 薄膜晶体管型 TFT 工作原理 液晶显示器利用了液晶通电导通 排列有序 使光线容易通过 而不通电时排列混乱 阻止光线通过的物理特性 TFT LCD显示方式不同 采用主动式矩阵驱动方式 原理见图2 7 图2 7TFT型液晶显示器工作原理图 3 笔式绘图仪笔式绘图仪是一种电子机械设备按其工作方式可分为固定介质 平板式绘图仪 和可移动介质 滚筒式绘图仪 两种 图2 8滚筒式绘图仪的结构简图图2 9平板式绘图仪的结构简图 4 静电绘图机静电绘图机具有笔式绘图仪的优点 又具有速度快的特点 且工作噪声小 可靠性高 由于利用光栅扫描原理 其绘图速度较笔式绘图仪速度快10到20倍 绘图纸长不受限制 宽度常为1 83m 2 3系统的软件组成2 3 1CAD系统软件分类CAD软件分为系统软件 支撑软件和应用软件 各软件之间关系如图2 10所示 图2 10各类软件的关系 1 系统软件用于计算机的管理 维护 控制和运行的软件 系统软件有两个特点 一是公用性 二是基础性 2 支撑软件 1 基本图形资源软件 2 二维计算机辅助设计绘图软件 3 三维几何造型软件 4 工程分析及计算软件 5 工程数据管理软件 6 电力系统数字模拟仿真软件3 应用软件软件特点 1 能够切实可行地解决具体工程问题 给出直接用于设计的最终结果 2 符合规范 标准和工程设计中的习惯 3 具有较好的设备无关性和数据存储无关性 4 使用方便 具有良好的人机交互界面 5 运行可靠 维护简单 便于扩充 具有良好的再开发性 2 3 2CAD系统的型式1 模板型CAD系统 图2 11模板型CAD系统工作示意图 2 计算型CAD系统 图2 12计算型CAD系统工作示意图 3 人机交互型CAD系统 图2 13交互型设计系统流程图 4 自动设计型CAD系统 图2 14自动设计型CAD系统流程图 应当指出 自动设计系统虽然有较高的自动化程度 但也存在如下一些问题 1 只适用于解决能用数学形式描述的一类工程问题 2 难以发挥人的直觉 经验优势和创造性 3 自动处理程序庞大 数据录入量大 只适于解决目标函数比较简单的一类设计问题 2 4CAD系统的选用 1 CAD硬件系统的选用原则 1 系统的功能总的原则是硬件系统应与软件系统相适应 注意以下几点 CAD系统特别对CPU 内存储器 图形显示加速卡的性能要求较高 它应比一般商用的计算机硬件系统要高 由于计算机硬件性能在迅速提高 具体的硬件指标随着市场的发展而定 要根据实际的工作特点来配置各种外设配备 除了常规的输入输出设备外 一般还应配备扫描仪 数码相机 大幅面绘图仪 数字化仪等 2 系统升级扩展能力应该具有升级扩展能力 3 系统的可靠性与维护支持能力可靠性是指在给定的时间内 系统运行不出错的概率 可维护性是纠正错误或故障以及满足新的要求需要改变原有系统的难易程度 4 供应商的发展趋