第二章 cad硬件和软件系统VIP

1、 第二章 CAD件和软件系统 CAD 系统可以定义为一系列硬件和软件的集合，也就是说 CAD 系统包括硬件系统和软 件系统两部分。2.1 CAD 硬件系统1. CAD 硬件系统的组成键盘图形输入设备中央处理器存储设备打印机字符显示器图形显示器图形输出设备图 2-1 CAD 硬件系统的组成2. 计算机主机及外围设备(1) 主机 主机指中央处理机 CPU(Central Processing Unit)和内存，是控制和指挥整个系统运行，进行数据处理，执行实际运算和逻辑分析的装置，是 CAD 硬件系统的心脏部分。CPU:PC 机Intel、AMD、CYRIX、DEC、SUN、HP工作站：ALPHA、

2、SPARC、HP、MIPS R4000、SGI内存：1GB、2GB、4GB16GBDDR II、DDRIII(2) 外围设备 计算机的外围设备是外存储器和输入输出设备的统称。外存储器：硬盘、软盘、磁带、光盘、闪存(Flash memory)、移动硬盘 10第二章 CAD 硬件和软件系统输入设备：穿孔机键盘、数字化仪、光笔、鼠标器、扫描仪输出设备：字符终端、图形终端、打印机、绘图仪(3) 图形显示卡 技术性能a. 最大分辨率：是指显示卡在显示器上描绘点的最大数量，以“横向点数纵向点数”表 示，如 1024768、800600、640480；b. 色深：指在某一分辨率下，每一像点可以有多少种色彩来

3、描述，单位是”bit”(位)；如 8 位色深，把所有颜色分为 28=256 种增强色：16 位色深 ，216=65536 种 真彩色：24 位、32 位色深c刷新频率：指图像在屏幕上更新的速度，单位是 HZ。75Hz 以上人眼不容易查觉；d. 显存 显示内存与分辨率和色深的关系 如 1024768 分辨率下到达 16 位色深102476816=12582912bit1 byte(字节) = 8bit(位)1KB = 1024Byte1MB = 1024KB所需显存为 12582912/8/1024/1024=1.5M显存规格：128M、256MB、512MBe“像素填充率”和三角形（多边形）生

4、成速度3D 指标显示卡的主要部件：显示芯片、RAMDAC、显存、BIOS、VGA 插座、TV、S 端口、风扇。3. 计算机图形显示设备(1) 阴极射线管 （CRT） 其主要组成部分有：阴极 当它被加热时，发射电子控制栅 控制电子束偏转的方向和运动速度加速结构用以产生高速的电子束聚焦系统保证电子束在轰击屏幕时，汇聚成很细的点偏转系统控制电子束在屏幕上的运动轨迹荧光屏 当它被电子轰击时发出亮光 工程CAD 讲义 11图 2-2 CRT 原理图(2)彩色阴极射线管(3)随机扫描式图形显示器（画线式显示器）(4)存储管式显示器(5)光栅扫描式显示器(6)液晶显示器（LCD、LED）(7)等离子显示器

5、氖气灯泡构成的平板阵列常见 CRT 显示器规格：15”、17”、19” 球面、柱面、完全平面常见 LCD 显示器规格：17”、19”、20”、22”、24”普屏、宽屏4. 计算机图形输出设备(1)喷墨打印机压电式、气泡式、静电式、周体式彩色打印机成本低 质量较高(2)激光打印机打印质量高，幅面 A4、A3(3)静电绘图仪(4)笔式绘图仪滚筒式、平板式 笔沿 X、Y 方向运动，幅面从 A3 到 A0 12第二章 CAD 硬件和软件系统图 2-3平板式绘图仪图 2-4滚筒式绘图仪5. 交互式图形输入设备(1)键盘 文字输入(2)数字化仪无需菜单(3)光笔(4)鼠标器光电式：光敏电阻、鼠标板、LCD

6、 工程CAD 讲义 13光机式：三个滚轴、光敏电阻、LCD机械式：滚轴、电刷(5)触摸屏电阻式：电容式、红外线式(6)扫描仪：300doi 2400dpiA0A4手持式平板式图 2-5数字化仪2.2 CAD 软件系统软件指计算机的逻辑部分，它是以某种表示方式（计算机语言）来说明某个特定问题在 计算机中被解决的过程。用某种语言来说明的这个解决问题的过程称为程序。软件是指程序 及相应的文档。在计算机辅助设计中，我们把为用户完成设计任务所需的计算机软件资源的 全体叫做 CAD 软件系统。1. 计算机系统软件系统软件一般包括计算机控制程序（即操作系统）、计算机语言加工程序和服务性软件。 (1) 计算机

7、控制程序（操作系统）操作系统是一组软件，它对计算机硬件资源和软件资源进行统一管理，对整个计算机系 统起到监控、管理、调度和指挥的作用。操作系统的核心由进程管理、存储管理、设备管理、文件管理和作业管理五个部分组成。 PC 机：MS-DOSMS-Windows 3.1MS-Windows 95/98/ME 14第二章 CAD 硬件和软件系统MS-Windows NT/2000/XPMS-Windows VistaLinux自由软件IBM OS/2工作站：Unix(有 20 多种版本)Windows NT/2000/2003(2) 语言加工程序 计算机语言可分为机器语言、汇编语言和高级语言。a.机器

8、语言机器语言是由计算机的基本指令组成的，全部用二进制代码表示。用机器语言编写的程 序能被计算机的电路直接识别和执行，因此机器语言有最高的运行效率。但不同的计算机有 各自不同的机器语言，机器语言在不同的计算机平台之间很难移植，而且机器语言的指令不 便于辨认和记忆，用它编写的程序很难被阅读和理解。b.汇编语言汇编语言是在机器语言的基础上改进的，它采用一些便于记忆的字符来表示机器的操作 码、操作数地址等。汇编语言的优点是结构紧凑、运算效率高，但它也依赖于机器。如：机器语言 00001111000011汇编语言 ADD AX BXc. 汇编程序 计算机的硬件只能识别机器语言的指令，所以用汇编语言编写程

9、序的要通过计算机自动 翻译转换成机器语言。把汇编语言编写的源程序翻译转换成机器语言的过程是由汇编程序 （也叫汇编器）来实现的。源程序（Source Code）经过翻译转换成机器语言的程序称为目 标程序（Object Code）。一般汇编程序要经过两遍扫描。d. 高级语言 高级语言是一整套更接近自然语言的标记符号系统。它严格地规定了这些符号的表达格 式、结构和意义，以便对计算机的执行步骤进行描述。高级语言不依赖于计算机的结构和机器指令，它以通用性强且便于记忆的顺序来编制程 序。目前世界上的程序设计语言已达 1000 种以上。如 BASIC、FORTRAN、COBOL、LISP、 PASCAL、C

10、/C+等。e. 编译程序 工程CAD 讲义 15用高级语言编写的源程序，同汇编语言一样不能直接被计算机理解，而要经过处理转换 为机器语言指令以后才能被计算机理解并执行，这个过程叫做编译，用来完成这个转换过程 的程序就叫做编译程序或编译器(Compiler)。编译后形成目标程序模块（obj 文件）。常见的高级语言编译器有：BASIC：Quick BASIC、Turbo BASIC、Visual BASICFORTRAN：MS FORTRAN、NDP FORTRAN、Watcom FORTTAN、FORTRAN PowerStationC/C+：Turbo C、Borland C、Watcom C

11、、Microsoft C/C+、C+ Builder、Visual C+f. 装配程序（连接程序） 在一个大的程序中，其中有的程序块是独立编译的，有的程序块是程序库中的标准程序 或标准子程序，也有些程序块是用其他语言编写的，这些程序块需要装配在一起组成一个可 运行的目标程序后才能被用户执行。这个过程就是由装配程序（Linker）来完成的。装配程序的任务是将几个分别编译或汇编的目标程序模块（obj 文件）装配连接成一块，形成可以运行的可执行文件（exe 文件）。(3) 服务性软件 服务性软件又称实用软件（Utility Program），它是为用户对计算机进行操作和维护提供 方便的程序。这类软件

12、通常包括机器的监控管理程序、故障检查程序、测试诊断程序及各种 子程序库。2. 计算机支撑软件随着计算机在各个领域中应用水平的提高，许多应用软件的功能越来越强，程序的规模 和复杂性也随之增加。一个有一定规模的应用软件，除了要实现本专业的各种计算、处理以 外，还要开发大量的数据管理、格式控制、图形界面等方面的程序模块或子系统，开发这些 模块或子系统的工作量有时甚至超过专业程序本身的开发工作量。支撑软件(Support Software)就是指这样一些为应用软件的开发者提供一系列服务的开 发工具，从而减少软件开发工作量，缩短开发周期，也使应用软件更加易于修改与维护。CAD 支撑软件需要包括以下几方面

13、的内容：（1）基本图形元素生或程序 点、线、图、文字、弧、填充块（2）图形编辑功能程序移动、拷贝、缩放、删除、插入（3）用户接口（4）三维几何造型系统 16第二章 CAD 硬件和软件系统线框造型 Wireframe Modelling表面造型 Surface Modelling实体造型 Solid ModellingAutoDesk 3DSIntergrah ModelView（5）数据库及其管理系统（6）网络通讯系统（7）汉字处理系统3. CAD 应用软件应用软件是指帮助人完成特定领域工作的软件，如商用信息处理软件、工程与科学计算 软件、系统模拟软件、CAD 软件等等。（1）CAD 应用软件

14、的选配方式：a. 购买成套或单一的商品 CAD 系统优点是质量可靠、服务完善、操作方式为人们所熟悉、有大量的资源可利用，缺点是可 能并能不满足行业的特殊需要。b. 自主开发的专业软件 优点是适应性好、可根据问题灵活调整，缺点是开发和维护工作量大、操作方式需要适 应。c. 对商品化软件的二次开发 优点是由于基于商品化软件，可以利用这些软件提供的函数库来减少开发和维护的工作 量，同时其操作方式也为人们所熟悉；采用二次开发可以拓展商业软件的应用范围和能力，可以解决特定的行业问题。缺点是依赖于商品化软件，增加了采购成本，且当商品化软件升级时二次开发软件的升 级也需要相当的工作量。（2）购买应用软件选购要点：软件对用户的友好程度学习使用所需时间是否很长？经过培训后，是否凭计算机提示就可以独立操作