La estructura de soporte técnico CAD. Composición de soporte técnico CAD Soporte técnico de diseño asistido por computadora

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computadora personal ram

Introducción

2.1 Computadoras personales

2.2 Estaciones de trabajo

2.3 Servidores

2.4 Unidades centrales

2.5 Grupo

2.6 Supercomputadoras

Conclusión

Bibliografía

Introducción

La forma tradicional de usar las computadoras, concentrada en el centro de cómputo y trabajando solo en modo por lotes, no es adecuada para el CAD moderno. La computadora solo se convertirá en una herramienta de diseño efectiva y de uso regular cuando el ingeniero pueda acceder rápidamente a la máquina y obtener los resultados de la solución con la misma rapidez. Por lo tanto, se debe desarrollar un grupo de dispositivos externos de entrada y salida de información en el complejo TS. Al mismo tiempo, la interacción efectiva entre un ingeniero y una computadora se garantizará solo si la forma de entrada y salida de información es conveniente para una persona y no genera la necesidad de realizar manualmente operaciones onerosas y propensas a errores para codificar o decodificar. mensajes Dependiendo de la naturaleza de las tareas a resolver, las tablas, dibujos, gráficos, mensajes de texto, etc. pueden ser formas convenientes de presentación de información.

Por lo tanto, el primero de los requisitos para el hardware CAD indicado al comienzo del capítulo determina la inclusión en el complejo TS tanto de un conjunto estándar de dispositivos informáticos externos como de dispositivos adicionales para la entrada y salida operativa de información, incluso en forma gráfica. Este conjunto de dispositivos externos se instala en las instalaciones del departamento de diseño y se denomina estación de trabajo automatizada (AWS) del diseñador.

La composición de la estación de trabajo depende de la naturaleza de las tareas resueltas en la unidad de diseño. La estación de trabajo incluye dispositivos de entrada y salida de información en cinta perforada; dispositivos para la entrada autónoma de información de tarjetas perforadas o cintas perforadas; dispositivo de teclado para el intercambio de información entre el operador y la computadora en mensajes cortos; dispositivos de almacenamiento en discos magnéticos (NMD) y cintas magnéticas (NML); monitor de video o pantalla gráfica; trazador (trazador); codificador informacion grafica(lector de coordenadas) o escáner; impresora, módem o fax módem. La presencia en un CAD de muchas estaciones de trabajo, la posibilidad de trabajar simultáneamente en el equipo de las estaciones de trabajo de varios usuarios y la ubicación de las estaciones de trabajo en los territorios de los departamentos de diseño dictan la necesidad de una construcción jerárquica del complejo ES con la asignación de al menos menos dos niveles de computadoras en él. En el nivel más alto hay una o más computadoras de alto rendimiento. Estas computadoras constituyen un complejo de computadora central (CCC) diseñado para resolver problemas de diseño complejos que requieren mucho tiempo y memoria de computadora. En el nivel más bajo se incluyen en la estación de trabajo las minicomputadoras (computadoras terminales). La minicomputadora en la estación de trabajo controla el funcionamiento de un conjunto de dispositivos externos, el intercambio de información entre la estación de trabajo y el CCC; Resuelve tareas de diseño relativamente simples en términos de tiempo de computadora y memoria.

1. Requisitos básicos para hardware CAD

Se imponen los siguientes requisitos al soporte técnico de CAD:

facilidad de uso por ingenieros de diseño, la posibilidad de interacción operativa entre ingenieros y computadoras;

suficiente rendimiento y cantidad de memoria RAM de la computadora para resolver los problemas de todas las etapas de diseño en un tiempo razonable;

la posibilidad de trabajo simultáneo con los medios técnicos del número de usuarios requerido para el funcionamiento efectivo de todo el equipo de desarrollo;

apertura del complejo de medios técnicos para expandir y modernizar el sistema a medida que la tecnología mejora y se desarrolla;

alta confiabilidad, costo aceptable, etc.

El cumplimiento de los requisitos enumerados solo es posible en las condiciones de la organización del soporte técnico en forma de un avión especializado que permite operar en varios modos. Dicho soporte técnico se denomina complejo de medios técnicos CAD (complejo TS).

2. Tipos de computadoras y sistemas

Las computadoras (computadoras) y los sistemas informáticos (CS) generalmente se clasifican de acuerdo con una serie de criterios. Según el rendimiento y el costo del equipo informático, se distinguen varios tipos de computadoras y VS, y las diferentes generaciones de tecnología informática tenían su propia escala de tipos. Así, hasta mediados de los años 80 del siglo pasado, las computadoras se dividían en microcomputadoras, minicomputadoras, grandes computadoras (computadoras de alto rendimiento) y supercomputadoras. Actualmente, las computadoras y los aviones se dividen en Computadoras personales, estaciones de trabajo, servidores, mainframes, clústeres y supercomputadoras.

Los más extendidos en CAD son los ordenadores personales (PC), las estaciones de trabajo y los servidores.

2.1 Computadoras personales

Las primeras computadoras personales aparecieron a principios de los años 80 del siglo pasado como resultado de la transformación de las minicomputadoras en sistemas de escritorio relativamente baratos para uso individual, gracias al desarrollo del elemento base de la tecnología informática, lo que llevó a la creación de grandes ( LSI) y circuitos integrados extra grandes (VLSI).

Estructuralmente, una computadora personal (PC) consta de una caja que alberga la placa base; adaptador de video (tarjeta de video); unidades de disco: CD ROM, discos duros (disco duro) y unidades de disquete (NGMD) discos magnéticos; unidad de poder; altavoz. La PC tiene ranuras de repuesto (ranuras de expansión) para la posible ubicación de placas de circuito impreso (tarjetas) de expansión: un controlador de red, un módem y otros dispositivos adicionales. La PC también incluye dispositivos externos (en relación con la carcasa de la PC). Como regla general, estos incluyen un teclado, mouse, monitor. En la fig. 1 muestra un diagrama de bloques típico de una PC.

Figura 1. Diagrama de bloques típico simplificado de una computadora personal

La placa base también se llama placa del sistema. Las placas base son fabricadas por un gran número de empresas. La placa base tiene zócalos para insertar un procesador y módulos RAM. La interfaz entre el procesador y otros dispositivos se realiza mediante buses y un conjunto de chips (Chipset), un conjunto de microcircuitos especiales instalados en la placa base, los llamados puentes norte y sur. Para conectar la CPU al puente norte (controlador del sistema) utilice el bus del sistema (FSB - Frontsidebus). El bus del sistema realiza intercambios de datos entre el procesador y la memoria caché de segundo nivel ya través del puente norte con la RAM. El bus PCI Express se utiliza como bus para conectar un controlador de gráficos en las placas base modernas.

El puente sur (controlador periférico) contiene controladores para dispositivos periféricos (disco duro, Ethernet, audio), controladores para buses PCI, PCI-Express y USB para conectar periféricos, así como controladores de bus para conectar dispositivos que no requieren alta banda ancha. La interfaz con unidades externas (disco duro, discos magnéticos, CD-ROM) se realiza a través de controladores de unidades. Por lo general, los controladores se integran en uno de los chips y se colocan en la placa base, y las unidades en sí se conectan a la placa mediante los conectores que tiene. Actualmente, se utilizan controladores del tipo IDE (IntegratedDrive Electronics) o EIDE (Enhanced IDE), que permiten conectar hasta cuatro dispositivos a un controlador. Si es necesario aumentar la tasa de transferencia de datos (por ejemplo, cuando se usa una PC como servidor de archivos), se usa la interfaz SCSI (SmallComputerSystemInterface). Le permite conectar hasta ocho dispositivos a un controlador, la tasa de transferencia de datos alcanza los 80 MB / s. Se requiere un adaptador SCSI especial para conectar el bus SCSI a PCI.

Una tarjeta de video incluye memoria de video y un procesador de video que se usa para descargar la CPU para ciertas operaciones gráficas y decodificación de datos, como la entrada de una cámara de video. La placa base también alberga el bloque BIOS (BasicInput/OutputSystem). Este bloque realiza las funciones de almacenar los parámetros de configuración de la PC, los controladores de hardware y el programa POST, que, cuando se enciende la computadora, verifica la operatividad de sus dispositivos.

2.2 Estaciones de trabajo

Las estaciones de trabajo son sistemas de cómputo enfocados a la solución de problemas en determinadas aplicaciones, principalmente en sistemas automatizados ah diseño (CAD). Las computadoras en CAD se centran en resolver problemas de diseño complejos, lo que conduce a una mayor velocidad y memoria, así como a un mejor procesamiento y visualización de la información gráfica de las estaciones de trabajo en comparación con las computadoras personales. Por lo tanto, las estaciones de trabajo suelen tener una estructura más compleja y dispositivos más caros que las PC.

Estructura de la estación de trabajo:

La placa base: en ella se encuentran el procesador, los chips con memoria, los controladores y los buses de datos.

El procesador central: la velocidad general de todos los procesos depende de él. La potencia de este dispositivo está determinada por su frecuencia táctil, cuanto más alta es, más rápido es el dispositivo. El procesador es el elemento principal en todos los procesos que ocurren entre estaciones de trabajo en Red de computadoras. Al conectar varios dispositivos, es deseable que tengan procesadores de la misma potencia, de lo contrario, en computadoras más potentes, la velocidad de trabajo disminuirá debido a las PC débiles.

Memoria: para el funcionamiento normal de la red local, los servidores y las estaciones de trabajo deben tener una gran cantidad de memoria. Para almacenar datos, compartirlos y acomodar el software necesario para la red, las estaciones de trabajo suelen tener varias fuentes de memoria. Muchas PC modernas, cuando la memoria RAM está llena, recurren al intercambio virtual. No se recomienda utilizar la memoria virtual en las estaciones de trabajo de la oficina durante mucho tiempo; use el mantenimiento de la red para aumentar la cantidad de RAM.

Adaptador de red: conecte computadoras a una red local sin adaptador de red imposible, es él quien le permite convertir una computadora de un dispositivo convencional en una estación de trabajo. El servicio de red le permite conectar más de cien PC en una cadena usando un adaptador de red. Este es un miniprocesador que permite que las computadoras en un grupo de trabajo accedan a una base de datos compartida.

Diferencias entre computadoras personales y estaciones de trabajo:

Precio: la mayoría de las PC comerciales cuestan menos que una estación de trabajo.

Rendimiento: la PC tiene suficiente potencia para manejar la mayoría de las tareas, como Correo electrónico, navegación web y procesamiento de textos. Si bien la estación de trabajo tiene mucha potencia, puede funcionar con sistemas CAD, programas para crear animaciones, análisis de datos y visualizaciones fotorrealistas, crear y procesar video y audio.

Fiabilidad: los requisitos para el funcionamiento de los componentes de la estación de trabajo son mucho más altos que los de la PC. Cada parte (placa base, procesador, RAM, unidades, tarjetas de video, etc.) está construida con el entendimiento de que durará todo el día. En muchos casos, las estaciones de trabajo permanecen encendidas y trabajan en proyectos incluso cuando todos los demás se han ido a casa. Los dejan trabajar durante la noche para procesar grandes bases de datos, crear animaciones, etc.

2.3 Servidores

En las redes informáticas, la realización de funciones relacionadas con el mantenimiento de todos los nodos de la red se asigna a los servidores. Un servidor es una computadora que está diseñada para resolver ciertas tareas de ejecución de códigos de programa, almacenamiento de información, servicio a usuarios y bases de datos. El servidor garantiza la máxima seguridad y protección de las tareas realizadas, así como la seguridad de las mismas. Un servidor se utiliza para almacenar archivos y sitios web de usuarios de Internet (alojamiento), responder solicitudes y emitir la información solicitada, procesar y ejecutar scripts en sitios web, trabajar con la base de datos y gran cantidad usuarios El control sobre el funcionamiento del servidor recae en el administrador del sistema.

El servidor no tiene que estar diseñado para funcionar con Internet. La mayoría de las veces se usa en empresas para proporcionar una red local y almacenar bases de datos sobre clientes, empleados, bienes, así como para el acceso a Internet. Usando el servidor, el administrador del sistema puede obtener información sobre todas las computadoras en la red local, denegar o permitir el acceso. En la mayoría de los casos, el servidor no es una computadora personal ordinaria. Por regla general, esta es una estación de trabajo mini-torre, aunque existen varias configuraciones según la especialización. Los servidores contienen uno o más procesadores de alto rendimiento, una gran cantidad de RAM, matrices RAID de discos duros, fuentes de alimentación con la capacidad de operar de forma autónoma en caso de un corte de energía. La carcasa del servidor tiene mayor protección contra el polvo y un potente sistema de refrigeración, así como protección contra apagados accidentales.

Por propósito funcional, hay servidores de archivo, base de datos, conmutación, aplicación, correo, etc. Por lo general, los servidores deben ser más rápidos, más confiables y, en muchos casos, con más capacidad de memoria que las computadoras en los sitios de los clientes.

2.4 Unidades centrales

Los mainframes se denominan grandes computadoras. El alto rendimiento y la gran capacidad de memoria brindan una solución a problemas complejos, permiten el uso de computadoras como el nodo central de la aeronave, que controla el funcionamiento de muchas terminales simples. En términos arquitectónicos, los mainframes son sistemas multiprocesador que contienen uno o más procesadores centrales y periféricos con memoria compartida, interconectados por líneas de transmisión de datos de alta velocidad. Al mismo tiempo, la carga informática principal recae en los procesadores centrales, y los procesadores periféricos proporcionan trabajo con una amplia gama de dispositivos periféricos.IBM apoya activamente la transición en los grandes sistemas de información corporativos al uso de mainframes como centros de datos en lugar de un gran número de servidores distribuidos.

2.5 Grupo

agruparlo Sistema distribuido computadoras que funcionan como un solo sistema con recursos compartidos. El objetivo principal que condujo a la aparición de clústeres es mantener la operatividad de la aeronave mediante la redistribución de la carga cuando fallan algunos de los recursos. Además, la agrupación en clústeres es una de las formas de aumentar el rendimiento de VS al compartir muchas computadoras. Los clústeres le permiten aumentar la potencia informática, ya que son fácilmente escalables.

Por lo general, se distinguen los siguientes tipos principales de clústeres:

clústeres de conmutación por error (clústeres de alta disponibilidad, HA, clústeres de alta disponibilidad),

clústeres de equilibrio de carga,

clústeres informáticos (clústeres informáticos de alto rendimiento, HPC),

sistemas de cómputo distribuidos.

2.6 Supercomputadoras

Las computadoras caracterizadas por los valores de rendimiento y precio más altos entre otros tipos de computadoras y VS se clasifican como supercomputadoras. Se cree que las supercomputadoras son computadoras con el máximo rendimiento. Sin embargo, el rápido desarrollo de la industria informática hace que este concepto sea muy, muy relativo: lo que hace diez años podía llamarse superordenador, hoy ya no entra en esta definición. El rendimiento de las primeras supercomputadoras de principios de la década de 1970 era comparable al de las PC modernas basadas en procesadores Pentium tradicionales. Según los estándares actuales, ninguno de estos, por supuesto, pertenece a las supercomputadoras. En cualquier computadora, todos los parámetros principales están interconectados. Es difícil imaginar una computadora de propósito general que tenga alta velocidad y RAM escasa, o una RAM enorme y una pequeña cantidad de espacio en disco. De ahí una simple conclusión: una supercomputadora es una computadora que no solo tiene el máximo rendimiento, sino también la máxima cantidad de RAM y memoria en disco, junto con un software especializado, con el que se puede utilizar eficazmente este monstruo. Generalmente, supercomputadoras modernas son una gran cantidad de computadoras servidor de alto rendimiento conectadas entre sí por una red troncal local de alta velocidad para lograr rendimiento máximo en el marco del enfoque de paralelización del problema computacional.

Cray-1 es la primera supercomputadora creada en 1976 por Cray Research, fundada por el "padre de la supercomputación" Seymour Cray después de dejar CDC. El rendimiento máximo del Cray-1 fue de 133 Mflops. A modo de comparación, el número 1 actual en las supercomputadoras TOP500, Tianhe-2, tiene una potencia de procesamiento de 33,86 Pflops. La computadora fue comprada por el Servicio Meteorológico Nacional (así que la gente de los Estados Unidos debe el pronóstico del tiempo de 1977 a 1989 a esta máquina en particular).

Dos veces al año, especialistas del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y la Universidad de Tennessee publican el Top 500, que enumera las supercomputadoras más rápidas del mundo.

10. Cray CS-Tormenta

Ubicación: Estados Unidos.

Rendimiento: 3,57 petaflops

Rendimiento máximo teórico: 6,13 petaflops.

Potencia: 1,4 MW.

9. Vulcano - Blue Gene/Q.

Ubicación: Estados Unidos.

Rendimiento: 4,29 petaflops.

Rendimiento máximo teórico: 5,03 petaflops.

Potencia: 1,9 MW.

8. Juqueen - Gen azul/Q.

Ubicación: Alemania

Rendimiento: 5 petaflops.

Rendimiento máximo teórico: 5,87 petaflops.

Potencia: 2,3 MW.

7. Estampida - PowerEdge C8220.

Ubicación: Estados Unidos.

Rendimiento: 5,16 petaflops.

Rendimiento máximo teórico: 8,52 petaflops.

Potencia: 4,5 MW.

6. Piz Daint - Cray XC30.

Ubicación: Suiza.

Rendimiento: 6,27 petaflops.

Rendimiento máximo teórico: 7,78 petaflops.

Potencia: 2,3 MW.

5. Mira - Gen azul/Q.

Ubicación: Estados Unidos.

Rendimiento: 8,56 petaflops.

Rendimiento máximo teórico: 10,06 petaflops.

Potencia: 3,9 MW.

Ubicación: Japón.

Rendimiento: 10,51 petaflops.

Rendimiento máximo teórico: 11,28 petaflops.

Potencia: 12,6 MW.

3. Sequoia - Gen azul/Q.

Ubicación: Estados Unidos.

Rendimiento: 17,17 petaflops.

Rendimiento máximo teórico: 20,13 petaflops.

Potencia: 7,8 MW.

2. Titán-Cray XK7.

Ubicación: Estados Unidos.

Rendimiento: 17,59 petaflops.

Rendimiento máximo teórico: 27,11 petaflops.

Potencia: 8,2 MW.

1. Tianhe-2 / Vía Láctea-2.

Ubicación: China.

Rendimiento: 33,86 petaflops.

Rendimiento máximo teórico: 54,9 petaflops.

Potencia: 17,6 MW.

3. Arquitectura de los sistemas informáticos

La principal diferencia entre VS y las computadoras es la presencia de varias calculadoras (computadoras o procesadores) en sus estructuras. Por lo tanto, son capaces de realizar computación paralela. Dado que VS apareció como sistemas paralelos, consideraremos la clasificación de arquitecturas desde este punto de vista. Tal clasificación de arquitecturas fue propuesta por M. Flynn a principios de los años 60. Se basa en dos posibles tipos de paralelismo: la independencia de los flujos de tareas (comandos) existentes en el sistema, y ​​la independencia (desconexión) de los datos procesados ​​en cada hilo. De acuerdo con esta clasificación, hay cuatro arquitecturas de aeronaves principales:

un solo flujo de instrucciones - un solo flujo de datos (OKOD), en la abreviatura inglesa SingleInstructionSingleData, SISD - un solo flujo de instrucciones - un solo flujo de datos;

flujo de instrucciones único - flujo de datos múltiples (CMD), o SingleInstructionMultipleData, SIMD - flujo de instrucciones único - flujo de datos único;

flujo de instrucciones múltiples - flujo de datos único (MISD), o MultipleInstructionSingleData, MISD - flujo de instrucciones múltiples - flujo de datos múltiples;

flujo de instrucciones múltiples - flujo de datos múltiples (MKMD), o MultipleInstructionMultipleData, MIMD - flujo de instrucciones múltiples - flujo de datos múltiples.

La arquitectura OKOD cubre todas las variantes de sistemas de un solo procesador y una sola máquina, es decir, sistemas con una sola computadora. Todas las computadoras de estructura clásica caen en esta clase. Aquí, el paralelismo de los cálculos se asegura combinando la ejecución de operaciones por unidades ALU separadas, así como por la operación paralela de los dispositivos de entrada y salida de información y el procesador. Las regularidades de la organización del proceso computacional en estas estructuras están bien estudiadas. La arquitectura SIMD implica la creación de estructuras de procesamiento de vectores o matrices. Los sistemas de este tipo generalmente se construyen como homogéneos: los elementos del procesador que componen el sistema son idénticos y todos están controlados por la misma secuencia de instrucciones. Sin embargo, cada procesador maneja su propio flujo de datos. Los problemas de procesamiento de matrices o vectores (arrays), problemas de resolución de sistemas de ecuaciones lineales y no lineales, algebraicas y diferenciales, problemas de teoría de campos, etc., son muy adecuados para este esquema En las estructuras de esta arquitectura, es deseable para proporcionar conexiones entre procesadores que correspondan a las dependencias matemáticas implementadas. Por regla general, estas conexiones se asemejan a una matriz en la que cada elemento del procesador está conectado a sus vecinos. El tipo de cálculo vectorial o matricial es un atributo necesario de cualquier supercomputadora.

Conclusión

Los sistemas informáticos, como medios poderosos para procesar las tareas de los usuarios, se utilizan ampliamente no solo de forma autónoma, sino también en redes informáticas como servidores. Con el aumento del tamaño de las redes y su desarrollo, aumenta la densidad de los flujos de información, la carga sobre los medios de acceso a los recursos de la red y sobre los medios de procesamiento de tareas. La gama de tareas resueltas por los servidores está en constante expansión, volviéndose diversa y compleja. Cuanto más alto es el rango de la red, más especializados se vuelven. Los administradores de red deben aumentar constantemente su poder y número, optimizando el rendimiento de la red para satisfacer las crecientes demandas de los usuarios.

Los procesos informáticos en el CS están controlados por sistemas operativos que forman parte del software común. El sistema operativo incluye tanto programas para la gestión centralizada de los recursos del sistema como programas para el uso autónomo de los módulos informáticos. Esta última condición es necesaria, ya que la aeronave suele proporcionar una mayor fiabilidad de funcionamiento, por ejemplo, el requisito de mantener la operatividad si tiene al menos un módulo reparable.

El requisito de aumentar la productividad también implica la posibilidad de funcionamiento paralelo e incluso autónomo de los módulos cuando se procesan trabajos individuales o lotes de trabajos. Dependiendo de la organización estructural de las Fuerzas Armadas, se pueden identificar algunas características de la construcción de sus sistemas operativos. Los sistemas operativos de los aviones multimáquina son más simples. Por lo general, se crean como un complemento de sistemas operativos autónomos de computadoras individuales, ya que aquí cada computadora tiene una mayor autonomía en el uso de recursos (su propia RAM y memoria externa, su propia composición separada de dispositivos externos, etc.). Utilizan ampliamente métodos de software de integración local (dentro del centro de cómputo) y remota (procesamiento en red).

Las computadoras personales modernas compatibles con IBM PC son el tipo de computadora más utilizado, su poder aumenta constantemente y el alcance se está expandiendo. Estas computadoras pueden conectarse en red, lo que permite que decenas o cientos de usuarios intercambien fácilmente información y accedan a bases de datos compartidas al mismo tiempo. Las instalaciones de correo electrónico permiten a los usuarios de computadoras enviar mensajes de texto y fax a otras ciudades y países y recibir información de grandes bancos de datos utilizando la red telefónica ordinaria. Internet, un sistema de comunicación electrónica global, brinda a un costo extremadamente bajo la posibilidad de obtener información rápidamente de todos los rincones del mundo, brinda comunicación por voz y fax, facilita la creación de redes corporativas transferencia de información para firmas con sucursales en diferentes ciudades y países.

Sin embargo, las capacidades de procesamiento de información de las computadoras personales compatibles con IBM PC aún son limitadas y su uso no está justificado en todas las situaciones.

Bibliografía

1. V. N. Datsyuk, A.A. Bukatov, A. I. Zhegulo. Guía metodológica para el curso "Sistemas multiprocesadores y programación paralela" / Universidad Federal del Sur. Centro de Computación de Alto Rendimiento.

2. Tipos de ordenadores y sistemas / Bigor.

3. Automatización del diseño de sistemas y controles / Moscú Universidad Estatal imprimir.

4. Apoyo técnico sistemas automatizados / Bigor.

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procedimientos de diseño para el cual se encuentra disponible el software adecuado;

interacción entre diseñadores y computadoras, soporte para un modo de operación interactivo;

interacción entre los miembros del equipo que trabajan en un proyecto común.

El primero de estos requisitos se cumple si se cuenta con computadoras y sistemas en CAD con suficiente rendimiento y capacidad de memoria.

El segundo requisito se refiere a la interfaz de usuario y se cumple al incluir en el CAD cómodas herramientas de entrada/salida de datos y, sobre todo, dispositivos de intercambio de información gráfica.

El tercer requisito determina la integración del hardware CAD en una red informática.

Como resultado, la estructura general de TO CAD es una red de nodos interconectados medio de transmisión de datos(Figura 5.1). Los nodos (estaciones de datos) son los lugares de trabajo de los diseñadores, a menudo llamados estaciones de trabajo automatizadas (AWP), o estaciones de trabajo (WS - Estación de trabajo); también pueden ser computadoras grandes (mainframes), dispositivos periféricos y de medición separados.

Es en la estación de trabajo donde debe haber medios para la interfaz del diseñador con la computadora. Sobre poder computacional, luego se puede distribuir entre diferentes nodos de la red informática.

Medio de comunicación representado por canales de transmisión de datos, que consisten en líneas de comunicación y equipos de conmutación.

En cada nodo se puede equipo terminal de datos (DTE), que realiza cierto trabajo de diseño, y equipo de terminación de enlace de datos (DCE), diseñado para comunicar OOD con medio de transmisión de datos. Por ejemplo, como OOD, uno puede considerar Computadora personal, y como DCE: una tarjeta de red insertada en la computadora.

Enlace de datos- un medio de intercambio de datos bidireccional, que incluye DCE y una línea de comunicación. línea de comunicación parte de la llamada entorno físico utilizado para propagar señales en una dirección determinada; ejemplos de líneas de comunicación son cable coaxial, par trenzado de cables, línea de comunicación de fibra óptica (FOCL).

Estrechamente relacionado está el concepto de canal ( canal de comunicación), que se entiende como un medio de transmisión de datos unidireccional. Un ejemplo de un canal de comunicación sería una banda de frecuencia asignada a un transmisor en la comunicación por radio.

Arroz. 5.1.

En alguna línea, se pueden formar varios canales de comunicación, cada uno de los cuales transmite su propia información. En este caso, se dice que la línea está dividida entre varios canales.

5.2. Tipos de red

Hay dos métodos para dividir la línea de datos: multiplexación de tiempo(de lo contrario - separación de tiempo, o TDM - Método de división de tiempo), en el que a cada canal se le asigna una cierta cantidad de tiempo, y división de frecuencia (FDM - Método de división de frecuencia), en el que se asigna una determinada banda de frecuencia al canal.

En CAD pequeño organizaciones de diseño, que no suman más de unidades o decenas de ordenadores que se encuentran a corta distancia unos de otros (por ejemplo, en una o varias habitaciones vecinas), la red que conecta los ordenadores es local. Red de área local (LAN), o LAN (red de área local), dispone de una línea de comunicación a la que están conectados todos los nodos de la red. En este caso, la topología de las conexiones de los nodos (Fig. 5.2) puede ser bus ( bus ), anillo ( anillo ), estrella ( estrella ). La longitud de la línea y el número de nodos conectados en la LAN son limitados.

Arroz. 5.2.

En organizaciones de diseño más grandes, la red incluye decenas a cientos o más computadoras que pertenecen a diferentes departamentos de diseño y administración y que se encuentran en las instalaciones de uno o más edificios. Tal red se llama corporativo. En su estructura se pueden distinguir una serie de LAN, denominadas subredes y medios de comunicación LAN entre sí. Estas herramientas incluyen servidores de conmutación (bloques de interacción de subredes). Si los servidores de conmutación están unidos por canales de transmisión de datos separados de la LAN de los departamentos, entonces forman una nueva subred, llamada secundario(o transporte), y toda la red forma parte de una estructura jerárquica.

Si los edificios de la organización de diseño están ubicados a distancias considerables entre sí (hasta su ubicación en diferentes ciudades), entonces red corporativa en escala se convierte red territorial (WAN - Wide Area Network). EN red territorial distinguir maletero canales de datos ( red troncal), que son de considerable longitud, y canales de datos, conectando una LAN (o una colección de LAN en un solo edificio o campus) a la red troncal y llamada linea de suscriptor o conexión "última milla".

Por lo general, la creación de una red troncal dedicada, es decir, una red que sirve a una sola organización, es demasiado costosa para esa organización. Por lo tanto, es más probable que usen proveedor, es decir, una empresa que presta servicios de telecomunicaciones a muchos usuarios. En este caso, dentro de la red corporativa, la comunicación a distancias considerables se realiza a través de red troncal pública. Como tal red, puede utilizar, por ejemplo, una ciudad o una red telefónica de larga distancia o territorial redes de datos. La forma más común de acceso a estas redes en la actualidad es el acceso a la red informática mundial Internet.

Para muchas redes corporativas, la capacidad de acceder a Internet es deseable no solo para garantizar la interconexión de los empleados remotos de su propia organización, sino también para recibir otros servicios de información. El desarrollo de empresas virtuales basadas en tecnologías CALS implica necesariamente intercambios de información a través de redes territoriales, generalmente a través de Internet. Sin embargo, cabe señalar que el uso de redes públicas complica significativamente la tarea de proporcionar seguridad de información.

La estructura del TO CAD para una gran organización se muestra en la fig. 5.3. Aquí se muestra una estructura típica de grandes redes CAD corporativas, denominada arquitectura Servidor de cliente. en las redes Servidor de cliente se asignan uno o más nodos, llamados servidores, que realizan en la gestión de la red o funciones de diseño comunes para muchos usuarios, y los nodos restantes (trabajos) son terminales: se denominan clientes, los usuarios trabajan en ellos. En general un servidor es un conjunto de herramientas de software enfocadas en realizar ciertas funciones. Pero si estas herramientas están enfocadas en un nodo de red de computadoras específico, entonces el concepto de "servidor" se refiere específicamente al nodo de red.

Redes "cliente- redes punto a punto encontró una distribución predominante en los sistemas CAD a pequeña escala.

De acuerdo con los métodos de conmutación, las redes se distinguen con Cambio de circuito Y conmutación de paquetes. En el primer caso, durante el intercambio de datos entre los nodos A y B de la red, se crea una conexión física entre A y B, que durante la sesión de comunicación es utilizada únicamente por estos suscriptores. Un ejemplo de una red de conmutación de circuitos es la red telefónica. Aquí, la información se transmite rápidamente, pero los canales de comunicación se utilizan de manera ineficiente, ya que son posibles largas pausas durante el intercambio de datos y el canal está "inactivo". Al conmutar paquetes de una conexión física, que en cada momento de una sesión de comunicación conectaría abonados PERO Y EN, no se crea. Los mensajes se dividen en fragmentos llamados paquetes, que se transmiten en una extensa red de A a B o de regreso a través de nodos intermedios con posible almacenamiento en búfer (almacenamiento temporal) en ellos. Así, cualquier línea puede estar separada por muchos mensajes, saltándose alternativamente paquetes de diferentes mensajes con el máximo llenado de las mencionadas pausas.

2.1. Requisitos para el soporte técnico

2.3. Periféricos

2.5. Medios técnicos de recolección de datos de campo.

2.6. Instrumentos utilizados en ingeniería y estudios geológicos.

2.1. Requisitos para el soporte técnico

El hardware CAD es un conjunto de medios técnicos diseñados para realizar diseño asistido por computadora.

Los medios técnicos utilizados en CAD deben proporcionar:

· implementación de todos los procedimientos de diseño necesarios para los cuales existe un software apropiado;

· interacción entre diseñadores y computadoras, soporte para un modo de operación interactivo;

interacción entre los miembros del equipo que trabajan en un proyecto común.

El primero de estos requisitos se cumple si se cuenta con computadoras y sistemas en CAD con suficiente rendimiento y capacidad de memoria.

El segundo requisito se refiere a la interfaz de usuario y se cumple al incluir en el CAD cómodas herramientas de entrada/salida de datos y, sobre todo, dispositivos de intercambio de información gráfica.

El tercer requisito determina la integración de medios técnicos CAD en una red informática.

2.2. equipo de CAD

Principales funciones del soporte técnico:

Operaciones computacionales y lógicas,

· Emisión de documentación textual, tabular y gráfica.

Hardware de PC: los componentes físicos de una computadora. Los principales bloques de construcción de una computadora personal moderna son unidad del sistema, teclado y monitor .

Unidad del sistema contiene circuitos electrónicos para controlar el funcionamiento de una computadora (microprocesador, RAM, etc.), una fuente de alimentación y dispositivos de almacenamiento de información (memoria externa). Es el principal, contiene los principales componentes de la PC:

1. Circuitos electrónicos que controlan el funcionamiento de una PC: un microprocesador (un circuito que realiza todos los cálculos y procesamiento de información), RAM (el procesador toma programas y datos de él, pone resultados, hay un programa que se ejecuta en este momento) y controladores de dispositivos (los adaptadores son circuitos que controlan el funcionamiento de dispositivos externos).

2. Fuente de alimentación: convierte la alimentación de red en CORRIENTE CONTINUA. Bajo voltaje aplicado a circuitos electrónicos.

3. Unidades para disquetes (floppies).

4. Unidad de disco duro (Winchester).

Las principales características del microprocesador son el tipo o modelo que determina el rendimiento (Intel-8088, 80286, 80386, 80486, Pentium), la frecuencia de reloj, que determina cuántas operaciones elementales (ciclos) realiza el microprocesador en un segundo (medidas en megahercios).

Teclado Se utiliza para ingresar información (números, texto, programas, comandos) en una computadora.

Monitor (pantalla) se utiliza para mostrar información de entrada y resultados de cálculo en forma de texto o gráfico.

Se pueden conectar varios periféricos de E/S a la unidad de PC principal, lo que amplía enormemente su funcionalidad.

2.3. Periféricos

El equipo periférico incluye tres grupos de dispositivos:

dispositivos de entrada y salida unidos o conectados por canales de comunicación con el procesador central; monitores; conspiradores; impresoras; escáneres; manipuladores, etc

dispositivos para recopilar, registrar y procesar datos que no están conectados al procesador central o se conectan periódicamente a él; equipos estereofotogramétricos aerotransportados y terrestres; equipos geodésicos para recopilar información topográfica o de otro tipo sobre el área (teodolitos electrónicos, taquímetros electrónicos e informáticos, niveles, telémetros láser, dispositivos terrestres de sistemas de comunicación por satélite GPS, escáneres láser geodésicos, etc.); equipos de ingeniería-geología y geofísica para ingeniería-exploración geológica, etc.;

Dispositivos de servicio: almacenaje, corte de papel, fotocopiadoras, encuadernaciones, etc.

una impresora - un dispositivo para mostrar información en papel. Actualmente, se utilizan los siguientes tipos de impresoras: matriz de puntos, inyección de tinta y láser.

EN impresoras matriciales utiliza una técnica de impresión de impacto presionando una cinta de tinta sobre el papel. En las impresoras de inyección de tinta, la imagen se forma mediante chorros de tinta alimentados a través de una boquilla. Las impresoras láser utilizan el principio de la xerografía. La imagen se transfiere al papel mediante un tambor especial, al que se atraen las partículas de polvo colorante. El tambor es electrificado por un rayo láser al mando de la computadora.

El cabezal de impresión de una impresora de matriz de puntos es una matriz o una fila vertical de varillas metálicas delgadas (agujas). Cada aguja se controla por separado y se mueve de forma independiente. El cabezal se mueve a lo largo de la línea y las agujas golpean el papel a través de la cinta de tinta. Esto forma una imagen que representa una matriz de puntos. Las impresoras de matriz de puntos permiten imprimir gráficos, dibujos, diagramas, dibujos, símbolos y letras de varios estilos. La resolución de la impresora está determinada por el número de agujas en la matriz. Hay modelos de impresoras de 9, 18, 24 y 48 agujas. Las de 9 agujas más utilizadas, son las más baratas. Para mejorar la calidad de impresión, se configuran varias pasadas del cabezal de impresión en una línea. Velocidad de impresión de 100 a 500 caracteres por segundo.

Impresoras de inyección de tinta Funcionan rociando una composición especial de tinta sobre el papel y trabajan casi en silencio. La calidad de impresión está cerca de la impresión, la velocidad de impresión es como la de las impresoras de matriz de puntos. El cartucho de tinta se reemplaza periódicamente.

https://pandia.ru/text/78/493/images/image005_15.jpg" align="left" width="133" height="151">Las impresoras permiten imprimir gráficos, dibujos, diagramas, símbolos y letras de varios estilos, lo que le permite presentar en su totalidad los resultados del diseño asistido por computadora en una forma conveniente para la percepción, así como redactar todo tipo de notas explicativas, informes.

manipulador de ratón (manipulador de coordenadas) - es el medio más importante para ingresar información. En los productos de software modernos con un shell gráfico complejo, el mouse es la herramienta principal para administrar el programa.

Según el principio de funcionamiento, los ratones se dividen en mecánicos, ópticos-mecánicos y ópticos.

La gran mayoría de los ratones de computadora utilizan el principio óptico-mecánico de codificación de movimiento. Una bola pesada recubierta de goma y de un diámetro relativamente grande está en contacto con la superficie de la mesa. Los rodillos presionados contra la superficie de la bola están montados en ejes perpendiculares entre sí con dos sensores. Los sensores, que son optoacopladores (fotodiodo LED), están ubicados a lo largo lados diferentes discos ranurados. El orden en que se iluminan los elementos fotosensibles determina la dirección del movimiento del mouse, y la frecuencia de los pulsos que provienen de ellos determina la velocidad. Se proporciona un buen contacto mecánico con la superficie mediante una alfombra especial.

Se puede lograr un posicionamiento más preciso del cursor con un mouse óptico. Para ello, se utiliza una alfombra especial, en cuya superficie se aplica la cuadrícula más pequeña de rayas oscuras y claras perpendiculares entre sí. Dos optoacopladores ubicados en la parte inferior del mouse iluminan el tapete y determinan la cantidad y la velocidad del movimiento por la cantidad de líneas cruzadas durante el movimiento. Los ratones ópticos no tienen partes móviles y no tienen tal inconveniente inherente a los ratones óptico-mecánicos como el movimiento del cursor del ratón a tirones debido a la contaminación de la bola. La resolución del dispositivo de lectura de coordenadas utilizado en el mouse es de 400 ppp (puntos por pulgada) y superior, superando valores similares para dispositivos mecánicos.

Para un rendimiento óptimo, el mouse debe moverse sobre una superficie nivelada. Las alfombrillas especiales (mouse pad) son las más adecuadas. El puntero del mouse se mueve por la pantalla en sincronía con el movimiento del mouse sobre el tapete. El dispositivo de entrada del ratón son los botones (teclas).

Las principales tendencias en el desarrollo de los ratones modernos incluyen la transición gradual al bus USB, así como la búsqueda de mejoras ergonómicas. Estos incluyen ratones inalámbricos (inalámbricos) que funcionan en longitudes de onda de radio o infrarrojos, así como ratones con botones adicionales. Las soluciones más exitosas son tener una rueda (Microsoft IntelliMouse) o un botón central basculante (Genius NetMouse NetMouse Pro) entre los dos botones estándar, que se utilizan para desplazamiento rápido documento para Windows.

Trazadores de gráficos (trazadores) - dispositivos que proporcionan una representación gráfica de los resultados del diseño en forma de dibujos y diagramas. La necesidad de utilizar este dispositivo surge a la hora de realizar diagramas y dibujos de gran formato (imágenes en perspectiva, resultados de resolución de problemas geodésicos, etc.).

Los trazadores gráficos (trazadores) proporcionan una representación gráfica de alta calidad de la información en papel, papel de calco, película. Los trazadores de gráficos son dispositivos controlados por software de dibujo mecánico equipados con un carro móvil con bolígrafos de escritura especiales fijados en él. Elementos de escritura: elementos de mecha (rotuladores), bolas o iconográficos (bolígrafo tubular lleno de tinta especial). Los trazadores de múltiples plumas pueden cambiar automáticamente la pluma de trabajo, lo que le permite obtener imágenes de varios colores. Los dispositivos son caros, pero más baratos que las impresoras a color.

Estructuralmente, los trazadores de gráficos se dividen en dos clases: tableta y rollo.

En el papel de tableta, el papel se fija inmóvil sobre una superficie plana, la pluma se mueve en dos direcciones. En los plotters de rollo, el papel se mueve a lo largo (en el tambor) mientras que la pluma se mueve en una dirección (transversal).

Los plotters de segunda clase son más compactos y económicos. Hewlett-Packard establece el estándar para los plotters. Esta empresa desarrolló el lenguaje gráfico HPGL.

Los dibujos de menor calidad se obtienen cuando se trabaja con nodos de bola, se obtiene una mejor imagen con puntas de mecha y los nodos de escritura tubulares (cerámica) proporcionan la mayor cantidad. alta calidad dibujos.

Se requiere un cable especial para conectar el plotter a una PC, y el programa del controlador HPGL debe estar incluido en el software de la PC. Actualmente hay un gran número paquetes gráficos que puede usar el plotter.

escáner - un dispositivo para leer textos, imágenes gráficas de la hoja original. El software orientado al escáner convierte la información leída en un formato adecuado para su uso en editores de texto o sistemas de publicación.

El principio de funcionamiento del dispositivo es el siguiente: el escáner ilumina el original, el sensor de luz mide la intensidad de la luz reflejada a una frecuencia determinada (escanea la imagen). Cuanto mayor sea la frecuencia de muestreo, mayor será la resolución del escáner. El valor de intensidad de la luz reflejada se convierte en un código binario, que la computadora utiliza en el procesamiento posterior.

Cuanto mayor sea la resolución del escáner, más recursos de PC se necesitarán para trabajar con él. Actualmente, al menos 150 tipos de escáneres fabricados por empresas en Europa, EE. UU., Japón y una gran selección de software para ellos están representados en el mercado mundial.

De acuerdo con funcionalidad y los escáneres de dispositivos se pueden dividir en de escritorio y portátiles (manuales). Pueden ser en blanco y negro o en color.

En apariencia, el escáner de mano se asemeja a un manipulador de ratón ampliado. El escaneo se lleva a cabo moviendo manualmente el escáner sobre la superficie del original. La calidad de la imagen depende de la experiencia del operador. El ancho de la tira de escaneo es de 100 a 150 mm, el software permite "pegar" la imagen general de tiras individuales.

Los escáneres de escritorio son dispositivos que le permiten leer automáticamente una página estándar (formato A4) de información. Estructuralmente, están hechos en forma de tableta, similar a un duplicador. Los escáneres de superficie plana se han generalizado.

El software le permite reconocer caracteres, fuentes, procesar textos y gráficos. Al comprar software, es necesario prestar atención a la compatibilidad de los formatos de almacenamiento de información para que la imagen escaneada pueda usarse para trabajar con editores de texto y gráficos.

Medios de comunicación - estos son dispositivos que proporcionan comunicación entre computadoras, así como entre computadoras y dispositivos periféricos, teléfono, radio y otros tipos de comunicación entre usuarios y computadoras, correo electrónico, etc.

Al realizar una investigación exploratoria, el análisis informacion cientifica y tecnica, para el diseño de caminos y el intercambio de resultados de trabajo se utilizan módems y faxes . Estos dispositivos le permiten transferir información a largas distancias de una computadora a otra.

Módem diseñado para transferir información a largas distancias de una computadora a otra. La palabra módem proviene de dos palabras: modulación/demodulación.

El principio de funcionamiento del dispositivo es el siguiente: el módem recibe datos de la PC, los divide en comandos e información. Los comandos se ejecutan y la información se convierte en una señal y entra en el canal de comunicación. En el extremo opuesto de la línea, los datos se reciben desde el canal de comunicación a otro módem, se demodulan en una señal digital y se envían a la PC.

La tasa de transferencia de información se mide en baudios (bits por segundo) y para varios modelos varía de 300 a 9600 baudios. Las reglas para el intercambio de información se denominan protocolo de intercambio. El usuario no está obligado a conocerlos, son conocidos por quienes instalan el equipo. Los módems de recepción y transmisión deben ser compatibles de acuerdo con el protocolo de intercambio.

telefax se utiliza para enviar copias de documentos. El dispositivo es una unidad que incluye un escáner (para leer documentos), módems de transmisión y recepción, una impresora para imprimir copias en papel de documentos. Para un sistema de telefax por computadora, además de los componentes anteriores, el dispositivo también incluye una PC.

Fuentes fuente de poder ininterrumpible . La estabilidad de la red de suministro de energía afecta la confiabilidad de la PC. Las fallas en la red provocan fallas en la PC, pérdida de información, fallas en la PC. Para esto, la PC debe estar equipada con estabilizadores UPS (Fuente de alimentación ininterrumpida). Protege contra cortes de energía y le permite terminar el trabajo en caso de un corte de energía total y repentino (hasta 15 minutos después del apagado).

La arquitectura abierta de una computadora personal, en principio, le permite conectar todo tipo de dispositivos utilizados en investigaciones y experimentos científicos para ingresar los resultados de las mediciones en archivos especiales en la memoria de la computadora. Sin embargo, esto está lejos de ser una tarea fácil. Puede convertirse en una etapa separada de la investigación experimental, en la que es necesario resolver el problema de codificar las señales entrantes, convertirlas en un código binario y también desarrollar un software que le permita traducir esta información a una forma adecuada para su procesamiento utilizando herramientas de software seleccionadas.

2.4. Local Red de computadoras

En CAD de organizaciones de diseño pequeñas, que no superan unas pocas docenas de computadoras, que están ubicadas a distancias cortas entre sí (por ejemplo, en una o más habitaciones adyacentes), la red que conecta las computadoras es local. Una red de área local (LAN), o LAN (Local Area Network), tiene una línea de comunicación a la que están conectados todos los nodos de la red.

En organizaciones de diseño más grandes, la red incluye decenas a cientos o más computadoras que pertenecen a diferentes departamentos de diseño y administración y que se encuentran en las instalaciones de uno o más edificios. Tal red se llama red corporativa. En su estructura, es posible distinguir una serie de LAN, denominadas subredes, y medios de comunicación LAN entre sí. Estas herramientas incluyen servidores de conmutación (bloques de interacción de subredes). Si los servidores de conmutación están unidos por canales de transmisión de datos separados de la LAN de los departamentos, entonces forman una nueva subred, llamada núcleo (o transporte), y toda la red es parte de una estructura jerárquica.

Si los edificios de la organización de diseño están ubicados a distancias considerables entre sí (hasta su ubicación en diferentes ciudades), la red corporativa en su escala se convierte en una red territorial (WAN - Red de área amplia). En la red territorial, existen canales de transmisión de datos troncales (red troncal), que tienen una longitud significativa, y canales de transmisión de datos que conectan la LAN (o un conjunto de LAN de un edificio o campus separado) con la red troncal y se denominan línea de abonado o conexión de "última milla".

Por lo general, la creación de una red troncal dedicada, es decir, una red que sirve a una sola organización, es demasiado costosa para esa organización. Por lo tanto, con mayor frecuencia recurren a los servicios de un proveedor, es decir, una empresa que brinda servicios de telecomunicaciones a muchos usuarios. En este caso, dentro de la red corporativa, la comunicación a distancias considerables se realiza a través de la red troncal pública. Como tal red, puede utilizar, por ejemplo, una red telefónica urbana o de larga distancia o redes territoriales de transmisión de datos. Actualmente, la forma más común de acceso a estas redes es accediendo a la red informática mundial Internet.

Para muchas redes corporativas, la capacidad de acceder a Internet es deseable no solo para garantizar la interconexión de los empleados remotos de su propia organización, sino también para recibir otros servicios de información. El desarrollo de empresas virtuales basadas en tecnologías CALS implica necesariamente intercambios de información a través de redes territoriales, generalmente a través de Internet. Sin embargo, cabe señalar que el uso de redes públicas complica significativamente la tarea de garantizar la seguridad de la información.

La estructura del TO CAD para una gran organización se muestra en la fig. 3. Aquí se muestra una estructura típica de grandes redes CAD corporativas, denominada arquitectura cliente-servidor. En las redes "cliente-servidor", se asignan uno o más nodos, llamados servidores, que realizan funciones de control o diseño comunes para muchos usuarios en la red, y los nodos restantes (estaciones de trabajo) son terminales: se denominan clientes, los usuarios trabajan en ellos. En el caso general, un servidor es un conjunto de herramientas de software enfocadas a realizar ciertas funciones. Pero si estas herramientas están enfocadas en un nodo de red de computadoras específico, entonces el concepto de "servidor" se refiere específicamente al nodo de red.

Las redes cliente-servidor se distinguen por la naturaleza de la distribución de funciones entre servidores; en otras palabras, se clasifican por tipos de servidores. Hay servidores de archivos para almacenar archivos compartidos por muchos usuarios, servidores de bases de datos AS, servidores de aplicaciones para resolver tareas de aplicaciones específicas, servidores de conmutación (también llamados unidades de interacción de red o servidores de acceso) para interconectar redes y subredes, servidores especializados para realizar ciertos servicios de telecomunicaciones como como servidores de correo electrónico.

Las WAN locales tienen una arquitectura abierta que brinda la capacidad de conectarse a la red de cualquier otra LAN, incluidas grandes redes COMPUTADORA. La principal ventaja de una LAN es el bajo costo del sistema de transmisión de datos.

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Las redes de área local CAD deben proporcionar: el uso de modos de procesamiento por lotes e interactivos, tiempo compartido, memoria virtual; procesamiento económico de la información según el principio "los procesos CAD más importantes se realizan por medios técnicos con software avanzado y de alto rendimiento, el menos responsable - en mini y microcomputadoras baratas"; alta confiabilidad y confiabilidad de funcionamiento, alta productividad; el uso de una variedad de software orientado a problemas, bases de datos centralizadas y locales con la cantidad de memoria necesaria; trabajar con estaciones de trabajo automatizadas para diversos fines y con otros equipos especializados; procesamiento de información centralizado y descentralizado.

El uso de una LAN le permite crear una nueva generación de sistemas CAD que combinan sistemas de control y medición y puntos de recopilación de información con estaciones de trabajo automatizadas para diseñadores, etc.

El objetivo principal de la LAN es la distribución de recursos informáticos (programas, un conjunto de dispositivos periféricos, terminales, memoria) para solución efectiva Tareas de diseño asistido por ordenador.

Las redes de área local se clasifican:

· según características topológicas: configuraciones jerárquicas, en anillo y en estrella, configuraciones de "bus común";

Principio de funcionamiento: medida del tiempo de paso del rayo láser desde el emisor a la superficie reflectante y de regreso al receptor. Al dividir la velocidad de paso del rayo láser por el tiempo de paso del rayo láser, se determina la distancia al objeto.

Según el modelo de la estación total, también se pueden utilizar superficies reflectantes: una superficie blanca o una película reflectante. Asimismo, el funcionamiento del dispositivo se puede realizar mediante prismas.

Rango de medicion:

En una superficie reflectante (según el modelo) m;

Por prismas hasta 7 km.

Precisión de medición de ángulo: hasta 1 seg.

Sobre el mercado ruso los dispositivos de Trimble, Nikon, Sokkia están ampliamente representados.

Nivelación basada en constructores de aviones láser

Entre la variedad de equipos geodésicos láser existentes en la actualidad, el más efectivo es el uso de constructores de planos láser para el levantamiento de carreteras.

La experiencia de este tipo de investigación se ha acumulado en el Instituto de Investigación de los Problemas del Complejo de Transporte por Carretera de la RSSU. El sistema láser de computadora permite determinar las elevaciones de los puntos de la sección transversal con un paso de 10 cm con precisión geodésica.El dispositivo está equipado con un carro especial con un contador incorporado y tiene segmentos electrónicos con una disposición matricial de fotodiodos. . Un emisor ubicado por separado genera un haz en el espectro visible que, al caer sobre un segmento determinado y un fotodiodo del dispositivo, activa el circuito correspondiente del circuito electrónico y se registra en la RAM. La frecuencia de los puntos registrados es ajustable y es de 100 a 300 puntos por sección transversal, lo que hace que la superficie real se muestre como una secuencia densa de puntos (subrasante).

Después de convertir la información recibida en un modelo digital del sistema de diseño asistido por computadora, puede iniciar el proceso de diseño basado en información completa sobre los contornos de la superficie existente de la carretera reparada (modernizada).

Escáneres láser

Propósito: crear una red de puntos de control, escaneo 3D, modelado 3D, encontrar intersecciones y tomar medidas.

Alcance: construcción industrial y civil, topografía de minas, apoyo a operaciones mineras.

Principio de funcionamiento: similar al principio de funcionamiento de una estación total sin reflector.

El funcionamiento de un escáner láser se basa en medir la distancia inclinada D desde la fuente de medición (láser) hasta un objeto en el suelo (carretera), que es un obstáculo para la propagación de un rayo láser. Tal obstáculo provocará la aparición de un pulso reflejado, que será registrado por el receptor, y el rango D puede determinarse a partir del tiempo de retardo desde el momento de emisión del pulso de sondeo hasta el registro del pulso reflejado.

Al mismo tiempo, las coordenadas de la posición espacial de la portadora X, Y, Z se determinan utilizando el sistema de navegación por satélite, así como los ángulos de orientación del haz de sondeo.

Conocer estos 6 parámetros de orientación exterior le permite moverse matemáticamente a las coordenadas del punto que causó el reflejo. El principal resultado de la operación de un radar láser es obtener una imagen de ubicación láser o una “nube” de puntos láser. Notamos un detalle importante: la imagen de ubicación del láser siempre es discreta.

Ventajas: el escaneo láser se puede utilizar cuando el levantamiento taquimétrico y la seguridad de la medición son imposibles.

Resultados: obtener en el menor tiempo posible información completa sobre las deformaciones en curso de edificios y estructuras, la corteza terrestre y el techo de las obras subterráneas, información sobre el desplazamiento de deslizamientos y derrumbes.

Las medidas se toman en el mismo sistema de coordenadas en el que se conserva la documentación, pero también se pueden realizar transformaciones de coordenadas.

Escaneo láser en arquitectura: levantamientos de fachadas, modelos 3D de edificios e interiores.

Tipos de escaneo láser:

1. Escaneo láser terrestre.

Tecnología de escaneo láser terrestre: medición de distancias a un gran número de puntos ubicados sobre el objeto fotografiado. Línea de visión requerida. Los datos escaneados de diferentes puntos se combinan en una única "nube de puntos" tridimensional. Según los resultados del escaneo, se compila un modelo tridimensional, que se convierte en aplicaciones CAD y GIS.

Usando el modelo : creación de cualquier sección, medición de parámetros geométricos, creación de modelos de elementos individuales.

Hay varios modelos de escaneo láser terrestre. Para disparar desde largas distancias (hasta 76 m) de objetos y superficies grandes y a bajas temperaturas, es adecuado el escáner ILRIS-3D de la empresa canadiense Optech. Se usó al fotografiar un templo en Moscú, fotografiar laderas de montañas en Bashkortostán y en la península de Kola, al trabajar en Norilsk Nickel, al fotografiar fachadas en Samara y Kaliningrado.

2. Escaneo láser subterráneo

Cavity Monitoring System (sistema de monitorización de cavidades) (misma empresa).

Propósito: disparo de cavidades inaccesibles (cámaras de limpieza, pasos de mineral).

GPS- tiro (sistemas de navegación por satélite (posicionamiento)). Este tipo de levantamiento, en los últimos años, es muy utilizado en levantamientos de carreteras. Sin embargo, en vista del hecho de que el dispositivo (modo "cinemática") está instalado en un vehículo (parte suspendida), la precisión de tales mediciones sigue siendo baja. En los modos "estático" y "stop and go", el GPS es una valiosa alternativa a la medición de la estación total.

Una desventaja significativa de este método es que en áreas cerradas (áreas boscosas, edificios, túneles) las lecturas de GPS pueden fallar y fallar. Esto se puede evitar mediante el uso combinado de sistemas satelitales y giroscópicos.

Centros de información y computación

Los satélites pasan sobre los puntos de control dos veces al día. La información recopilada en las estaciones de seguimiento sobre las órbitas de los satélites se utiliza para predecir la posición exacta de los satélites en órbita. La totalidad de la información sobre las trayectorias de todos los satélites se denomina almanaque y descargado a todos los satélites a la vez.

en satelite Sistemas GPS y GLONASS, hay 24 satélites operativos principales y varios de respaldo (Fig. 3.73), que están distribuidos uniformemente en el espacio cercano a la Tierra a altitudes de aproximadamente 20 mil km en 6 y 3 planos orbitales, respectivamente (Fig. 3.74). El sistema Galileo contará con 27 satélites primarios y 3 de respaldo ubicados a una altitud de 23.200 km.

Alcance de los receptores GPS: geodesia, geodinámica, catastro del suelo, ordenación del territorio, gestión del transporte.

Finalidad: levantamiento topográfico, toma de datos para aplicaciones GIS, creación de redes geodésicas de referencia.

Cómo funciona: los usuarios de GNSS usan receptores GPS para recibir señales de naves espaciales de navegación y determinar su propia ubicación. Al realizar levantamientos geodésicos, por lo general se utilizan solo para disparar ciertos puntos clave en el suelo, por ejemplo, aquellos donde se instalan estaciones totales. Esto se debe a la baja velocidad de los receptores de satélite y su baja precisión.

Los receptores son código y código-fase. Los primeros son muy compactos (caben en la palma de la mano) y combinan el receptor, la antena y la fuente de alimentación en una sola carcasa. Dichos receptores a menudo se denominan receptores de navegación porque proporcionan coordenadas relativamente inexactas. En general, estos receptores son bastante baratos y, por lo tanto, están disponibles para uso masivo.

Los receptores de código de fase permiten lograr una precisión de coordenadas mucho mayor. También son muy compactos, pero con una antena remota separada; a menudo tienen baterías externas y teclado y pantalla separados. En el caso de que los receptores de código de fase se emparejen con un segundo receptor en el llamado modo diferencial, es posible lograr una precisión de hasta 1-2 centímetros.

Debido a ciertas características de determinación de coordenadas, los receptores del sistema de posicionamiento global pueden medir las coordenadas de un punto durante mucho tiempo. Cuanto más tiempo pase disparando, más preciso será el resultado. En los receptores de navegación, las coordenadas se determinan con bastante rapidez (segundos), pero la precisión es de metros e incluso decenas de metros. En los receptores geodésicos, el tiempo para establecer coordenadas puede ser de 5 minutos a una hora. Además, el tiempo y la precisión del disparo dependen significativamente de la cantidad de satélites disponibles en el cielo.

Una de las aplicaciones de los receptores de navegación es el levantamiento de los ejes de las carreteras para su trazado en mapas de pequeña escala. Una de las desventajas de usar receptores GPS en movimiento es la disminución en la precisión de la medición y la posible pérdida temporal de visibilidad de algunos satélites, por ejemplo, cuando un automóvil con un receptor GPS pasa por un bosque denso, en una tierra baja o en un túnel.

Los receptores GPS son:

1) frecuencia única (precisión de hasta 1 cm/km);

2) bifrecuencia (precisión de hasta 1 mm/km).

Los receptores GPS están equipados con controladores: computadoras de mano resistentes (unidades de datos) para el trabajo de campo. Para ellos, se está desarrollando un software especial que se ejecuta en el sistema operativo Windows.

Los receptores GPS Trimble son los más comunes, pero también existen dispositivos domésticos.

imágenes de satélite

Las imágenes de satélite se pueden utilizar para resolver problemas de diseño. Pueden estar en diferentes versiones: blanco y negro, color, etc.

Tipos de imagen:

1) básico - para realizar procesos fotogramétricos: ortocorrección y modelado tridimensional;

2) estándar: para análisis visual, clasificación de objetos, base para GIS y aplicaciones cartográficas;

3) ortocorregido - preparado para GIS y aplicaciones cartográficas, con un alto grado de precisión geométrica.

Solicitud: mapeo, uso de la tierra, agricultura y silvicultura, monitoreo ambiental/desastres naturales.

2.6. Instrumentos utilizados en ingeniería y estudios geológicos.

Los estudios de ingeniería geológica deben llevarse a cabo utilizando métodos de trabajo progresivos, instrumentos y equipos modernos que aumenten la productividad laboral, mejoren la calidad y reduzcan la duración de los estudios.

El volumen principal del trabajo de prospección para construir secciones geológicas y litológicas, tomar muestras de suelo, estudiar sus propiedades, estudiar las condiciones hidrogeológicas se lleva a cabo mediante la perforación de pozos.

Además de las operaciones de perforación y excavación, se utilizan métodos geofísicos y tecnologías de radar de penetración terrestre para estudiar las condiciones geológicas y de ingeniería para tender la carretera proyectada.

georradar- un instrumento geofísico digital, portátil, diseñado para resolver una amplia gama de tareas geotécnicas, geológicas, ambientales, de ingeniería y otras donde existe la necesidad de un monitoreo operativo del medio ambiente, obteniendo secciones de suelo que no requieren perforación o excavación.

El trabajo del georadar se basa en la penetración de una onda electromagnética de corta duración en un medio multicapa, recibiendo y convirtiendo la señal reflejada.

Con base en los resultados del escaneo del georadar, se obtiene una imagen de onda continua (radarograma), que es procesada e interpretada por un programa especial en el contexto del medio.

Ventaja: método de corte continuo, no destructivo y respetuoso con el medio ambiente.

Área de aplicación:

1) Ingeniería y estudios geológicos.

2) Exploración y evaluación de stocks de materiales de construcción en canteras.

3) Inspección de carreteras:

Espesor de las capas de pavimento;

Espesor y tipos de suelos de subrasante y base subyacente;

Homogeneidad de los materiales del pavimento y del suelo de la subrasante;

Debilitamiento local;

Áreas de infiltración de aguas superficiales y subterráneas;

Esquema geométrico espacial de acuicludos;

La posición de los servicios públicos subterráneos;

Profundidad de congelación y descongelación de suelos;

Ubicación de la curva de deslizamiento en áreas de deslizamientos;

La posición del nivel del agua subterránea.

4) Control de calidad del trabajo realizado en la carretera: el estado de la subrasante, el espesor de las capas de pavimento.

5) Inspección de presas y obras hidráulicas.

6) Inspección de pistas y plataformas de aeródromos.

7) Inspección de edificios.

Los GPR funcionan a temperaturas de -40˚С a +40˚С. Los dispositivos son compactos (con un peso de 1,5 a 15 kg).

Alta productividad en el campo (de 5 a 30 km por turno), sin embargo, en condiciones de oficina - m corte.

Cuando se usa el georadar, es necesario controlar la perforación o las picaduras. Desde 2003, los GPR se utilizan en la empresa estatal RosdorNII.

El programa RadExplorer está especialmente diseñado para procesar e interpretar datos GPR. Un conjunto de características optimizadas para GPR, una interfaz en idioma ruso conveniente y comprensible que permite procesar datos GPR de manera rápida, simple y eficiente.

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Material de PIE.Wiki

Diseño asistido por computadora (CAD)- este es un sistema organizativo y técnico que consiste en un conjunto de herramientas de automatización de diseño y un equipo de especialistas de unidades de organización de diseño que realiza el diseño automatizado de un objeto, que es el resultado de las actividades de la organización de diseño.

Introducción a CAD

La automatización del diseño ocupa un lugar especial entre las tecnologías de la información. En primer lugar, la automatización del diseño es una disciplina sintética; muchas otras tecnologías de la información modernas son sus partes constituyentes. Así, el soporte técnico de los sistemas de diseño asistido por computadora (CAD) se basa en el uso de redes informáticas y tecnologías de telecomunicaciones, CAD utiliza computadoras personales y estaciones de trabajo.

El soporte matemático de CAD se distingue por la riqueza y variedad de métodos utilizados en matemáticas computacionales, estadísticas, programación matemática, matemáticas discretas e inteligencia artificial. Complejos de software Los sistemas CAD se encuentran entre los sistemas de software modernos más complejos basados ​​en sistemas operativos Unix, Windows 95/NT, lenguajes de programación. С, С++, Java y otras tecnologías CASE modernas, sistemas de gestión de bases de datos relacionales y orientadas a objetos (DBMS), estándares de sistemas abiertos e intercambio de datos en entornos informáticos.

En segundo lugar, casi cualquier ingeniero de desarrollo requiere el conocimiento de los conceptos básicos de la automatización del diseño y la capacidad de trabajar con herramientas CAD. Los departamentos de diseño, las oficinas de diseño y las oficinas están saturados de computadoras. El trabajo de un diseñador detrás de un tablero de dibujo común, los cálculos con una regla de cálculo o la elaboración de un informe en una máquina de escribir se han convertido en un anacronismo. Las empresas que desarrollan sin CAD o con solo un pequeño grado de su uso resultan poco competitivas tanto por los grandes costos de material y tiempo para el diseño como por la baja calidad de los proyectos. La aparición de los primeros programas para la automatización del diseño en el extranjero y en la URSS se remonta a principios de los años 60. Luego se crearon programas para resolver problemas de mecánica estructural, analizar circuitos electrónicos y diseñar placas de circuito impreso.

El desarrollo posterior de CAD siguió el camino de la creación de hardware y software para gráficos por computadora, aumentando eficiencia computacional programas de modelado y análisis, ampliando el alcance de CAD, simplificando la interfaz de usuario, introduciendo elementos de inteligencia artificial en CAD.

Hasta la fecha, se han creado una gran cantidad de software y complejos metodológicos para CAD con diversos grados de especialización y orientación a la aplicación. Como resultado, la automatización del diseño se ha convertido en una parte necesaria de la formación de ingenieros de diversas especialidades; un ingeniero que no tiene conocimientos y no sabe trabajar en CAD no puede ser considerado un especialista de pleno derecho.

La formación de ingenieros de diversas especialidades en el campo del CAD incluye componentes básicos y especiales. Más provisiones generales, modelos y métodos de diseño asistido por ordenador se incluyen en el programa de la asignatura dedicada a los conceptos básicos de CAD, en disciplinas especializadas se prevé un estudio más detallado de aquellos métodos y programas propios de especialidades concretas.

Principios básicos de la construcción CAD

El desarrollo de CAD es un problema científico y técnico importante, y su implementación requiere una inversión importante. La experiencia acumulada nos permite identificar los siguientes principios básicos de la construcción CAD.

1. CAD - sistema hombre-máquina. Todos los sistemas de diseño creados y creados con la ayuda de una computadora están automatizados, una persona desempeña un papel importante en ellos: un ingeniero que desarrolla un proyecto de una herramienta técnica.

En la actualidad, y al menos en los próximos años, no se espera la creación de sistemas automáticos de diseño, y nada amenaza el monopolio de una persona en la toma de decisiones clave en el proceso de diseño. Una persona en CAD debe resolver, en primer lugar, todas las tareas que no están formalizadas y, en segundo lugar, las tareas que una persona realiza sobre la base de sus habilidades heurísticas de manera más eficiente que una computadora moderna basada en sus capacidades informáticas. La estrecha interacción entre una persona y una computadora en el proceso de diseño es uno de los principios de la construcción y operación de CAD.

2. CAD es un sistema jerárquico que implementa un enfoque integrado para automatizar todos los niveles de diseño. La jerarquía de los niveles de diseño se refleja en la estructura del software CAD especial como una jerarquía de subsistemas.

Debe enfatizarse la conveniencia de garantizar la naturaleza integrada de CAD, ya que la automatización del diseño en solo uno de los niveles es mucho menos efectiva que la automatización completa de todos los niveles. La construcción jerárquica se refiere no solo al software especial, sino también al hardware CAD, dividido en un complejo informático central y estaciones de trabajo automatizadas de diseñadores.

3. CAD: un conjunto de subsistemas coordinados por información. Este principio muy importante debería aplicarse no solo a las conexiones entre grandes subsistemas, sino también a las conexiones entre partes más pequeñas de subsistemas. La coherencia informativa significa que todas o la mayoría de las secuencias posibles de tareas de diseño son atendidas por programas coherentes desde el punto de vista informativo. Dos programas son informacionalmente consistentes si todos los datos que son objeto de procesamiento en ambos programas están incluidos en matrices numéricas que no requieren cambios al pasar de un programa a otro. Entonces, las conexiones de información pueden manifestarse en el hecho de que los resultados de resolver un problema serán los datos iniciales para otro problema. Si la coordinación de programas requiere una reelaboración significativa de la matriz general con la participación de una persona que agrega los parámetros que faltan, recompone manualmente la matriz o cambia los valores numéricos de los parámetros individuales, entonces los programas no están coordinados informativamente. La reorganización manual de la matriz provoca retrasos de tiempo significativos, un aumento en la cantidad de errores y, por lo tanto, reduce la demanda de servicios CAD. La inconsistencia de la información convierte al CAD en un conjunto de programas autónomos, mientras que al no tener en cuenta en los subsistemas muchos factores evaluados en otros subsistemas, la calidad de las decisiones de diseño disminuye.

4. CAD es un sistema abierto y en evolución. Hay al menos dos buenas razones por las que CAD debería ser un sistema variable en el tiempo. En primer lugar, el desarrollo de un objeto tan complejo como CAD lleva mucho tiempo y es económicamente rentable poner en funcionamiento partes del sistema cuando están listas. La versión básica del sistema puesto en funcionamiento se amplía aún más. En segundo lugar, el progreso constante de la tecnología, los objetos diseñados, la tecnología informática y las matemáticas computacionales conduce a la aparición de nuevos modelos y programas matemáticos más avanzados que deberían reemplazar a los análogos antiguos y menos exitosos. Por lo tanto, CAD debe ser sistema abierto, es decir, tienen la propiedad de facilitar el uso de nuevos métodos y medios.

5. CAD es un sistema especializado con el máximo uso de módulos unificados. Los requisitos de alta eficiencia y versatilidad tienden a ser contradictorios. Con respecto al CAD, esta disposición sigue siendo válida. La alta eficiencia de CAD, expresada principalmente por los bajos costos de tiempo y materiales para resolver problemas de diseño, se logra a través de la especialización de los sistemas. Es obvio que el número de diferentes sistemas CAD está creciendo al mismo tiempo. Para reducir los costos de desarrollo de muchos sistemas CAD especializados, es recomendable construirlos sobre la base del máximo uso de componentes unificados. Una condición necesaria para la unificación es la búsqueda de características y disposiciones comunes en el modelado, análisis y síntesis de objetos técnicos heterogéneos. Por supuesto, se pueden formular una serie de otros principios, lo que enfatiza la versatilidad y complejidad del problema CAD.

Enfoque de sistema para el diseño.

Las ideas y principios principales del diseño de sistemas complejos se expresan en un enfoque sistemático. Para un especialista en el campo de la ingeniería de sistemas, son obvios y naturales, sin embargo, su cumplimiento e implementación a menudo se asocian con ciertas dificultades debido a las características del diseño. Como la mayoría de los adultos educados que usan su idioma nativo correctamente sin recurrir a reglas gramaticales, los ingenieros utilizan un enfoque de sistemas sin recurrir a manuales de análisis de sistemas. Sin embargo, un enfoque intuitivo sin aplicar las reglas del análisis de sistemas puede no ser suficiente para resolver los problemas cada vez más complejos de la actividad de ingeniería.

Básico principio general El enfoque sistémico consiste en considerar las partes de un fenómeno o de un sistema complejo, teniendo en cuenta su interacción. El enfoque del sistema revela la estructura del sistema, sus conexiones internas y externas.

Los sistemas de diseño y control asistidos por computadora se encuentran entre los sistemas artificiales modernos más complejos. Su diseño y mantenimiento es imposible sin un enfoque sistemático. Por lo tanto, las ideas y disposiciones de la ingeniería de sistemas son parte integral de las disciplinas dedicadas al estudio de los modernos sistemas y tecnologías automatizados para su aplicación.

estructura CAD

Como cualquier sistema complejo, CAD consta de subsistemas. Se hace una distinción entre subsistemas de diseño y mantenimiento.

subsistemas de diseño llevar a cabo directamente los procedimientos de diseño. Ejemplos de subsistemas de diseño son subsistemas de modelado tridimensional geométrico de objetos mecánicos, producción de documentación de diseño, análisis de circuitos, rastreo de conexiones en placas de circuito impreso.

subsistemas de servicio proporcionan el funcionamiento de los subsistemas de diseño, su totalidad a menudo se denomina entorno del sistema (o caparazón) de CAD. Los subsistemas de servicio típicos son los subsistemas de gestión de datos de proyectos, los subsistemas de mantenimiento y desarrollo de software CASE (ingeniería de software asistida por computadora), los subsistemas de capacitación para que los usuarios dominen las tecnologías implementadas en CAD.

Tipos de software CAD

La estructuración de CAD en varios aspectos conduce a la aparición de tipos de software CAD. Es costumbre distinguir siete tipos de software CAD:

• técnico (TO), incluido hardware diverso (computadoras, dispositivos periféricos, equipos de conmutación de red, líneas de comunicación, herramientas de medición);
• matemático (MO), que combina métodos matemáticos, modelos y algoritmos para realizar el diseño;
• programa (software), representada por programas informáticos CAD;
• informativo (IO), que consta de una base de datos, un DBMS y también incluye otros datos que se utilizan en el diseño; notamos que todo el conjunto de datos utilizados en el diseño se denomina fondo de información CAD, la base de datos junto con el DBMS se denomina banco de datos;
• lingüístico (LO), expresado por los lenguajes de comunicación entre diseñadores y computadoras, lenguajes de programación y lenguajes de intercambio de datos entre medios técnicos de CAD;
• metódico (MetO), incluidas diversas técnicas de diseño; a veces también incluye software matemático;
• organizativo (OO), representado por cuadros de personal, descripciones de puestos y otros documentos que regulan el trabajo de la empresa de diseño.

Variedades de CAD

La clasificación de CAD se lleva a cabo de acuerdo con una serie de criterios, por ejemplo, por aplicación, propósito, escala (complejidad de las tareas a resolver), la naturaleza del subsistema básico: el núcleo de CAD.

Aplicaciones Los más representativos y ampliamente utilizados son los siguientes grupos CAD:

• CAD para uso en industrias de ingeniería en general. A menudo se los denomina sistemas CAD mecánicos o sistemas MCAD (CAD mecánico);
• CAD para radioelectrónica: sistemas ECAD (Electronic CAD) o EDA (Electronic Design Automation);
• CAD en el campo de la arquitectura y la construcción.

Además, se conocen un gran número de sistemas CAD especializados, ya sea ubicados en los grupos indicados, o representando una rama independiente de la clasificación. Ejemplos de tales sistemas son CAD para grandes circuitos integrados (LSI); avión CAD; CAD para máquinas eléctricas, etc.

Para el propósito previsto distinguir entre CAD o subsistemas de CAD que proporcionan diferentes aspectos (estratos) de diseño. Por lo tanto, los sistemas CAE/CAD/CAM discutidos anteriormente aparecen como parte de MCAD.

Por escala distinguir entre software separado y complejos metodológicos (PMC) de CAD, por ejemplo: un complejo para analizar la resistencia de productos mecánicos de acuerdo con el método de elementos finitos (FEM) o un complejo para analizar circuitos electrónicos; sistemas PMC; sistemas con arquitecturas únicas no solo de software (software), sino también soporte técnico (hardware).

Por la naturaleza del subsistema básico, se distinguen los siguientes tipos de CAD:

1. CAD basado en el subsistema de infografía y modelado geométrico. Estos sistemas CAD están enfocados a aplicaciones donde el principal procedimiento de diseño es el diseño, es decir, la definición de formas espaciales y la posición relativa de los objetos. Este grupo de sistemas incluye la mayor parte de los CAD en el campo de la ingeniería mecánica, construidos sobre la base de núcleos gráficos.

Actualmente se utilizan mucho los núcleos de gráficos unificados, que se utilizan en más de un sistema CAD (núcleos Parasolid de EDS Urographies y ACIS de Intergraph).

2. CAD basado en DBMS. Están enfocados a aplicaciones en las que se procesa una gran cantidad de datos con cálculos matemáticos relativamente sencillos. Dichos sistemas CAD se encuentran predominantemente en aplicaciones técnicas y económicas, por ejemplo, en el diseño de planes de negocios, pero también se encuentran en el diseño de objetos como paneles de control en sistemas de automatización.

3. CAD basado en un paquete de aplicación específico. De hecho, estos son PMC de uso autónomo, por ejemplo, modelado de simulación de procesos de producción, cálculo de resistencia por FEM, síntesis y análisis de sistemas de control automático, etc. A menudo, estos sistemas CAD se denominan sistemas StrAU. Los ejemplos son programas de diseño lógico basados ​​en el lenguaje VHDL, paquetes matemáticos como MathCAD.

4. CAD complejo (integrado), formado por un conjunto de subsistemas de los tipos anteriores. Ejemplos típicos de sistemas CAD complejos son los sistemas CAE/CAD/CAM en ingeniería mecánica o CAD BIS. Así, CAD LSI incluye un DBMS y subsistemas para el diseño de componentes, circuitos, circuitos lógicos y funcionales, topología de cristales, pruebas para verificar la idoneidad de los productos. Para gestionar sistemas tan complejos, se utilizan entornos de sistemas especializados.

equipo de CAD

Desde el punto de vista del modelo del sistema CAD, el soporte técnico es el nivel más bajo en el que el software operativo y otros tipos de soporte CAD están “sumergidos” e implementados.

La tarea de diseño de soporte técnico, por lo tanto, puede formularse como el problema de elección óptima de la composición del hardware CAD. En este caso, la información inicial son los resultados del análisis de las tareas de diseño interno y los requisitos de recursos para los medios técnicos en forma de criterios y restricciones.

Los requisitos principales para el hardware CAD son los siguientes:

• eficiencia;
• universalidad;
• compatibilidad;
• fiabilidad.

Los medios técnicos (TS) en CAD resuelven las siguientes tareas:

• entrada de datos iniciales de la descripción del objeto de diseño;
• mostrar la información ingresada para efectos de su control y edición;
• transformaciones de información (cambios en la forma y estructura de presentación de datos, recodificación, etc.);
• almacenamiento de informacion;
• visualización de los resultados finales e intermedios de la solución;
• comunicación operativa del diseñador con el sistema en el proceso de resolución de problemas.

Para solucionar estos problemas, el TS debe contener:

• procesadores,
• memoria de trabajo,
• dispositivos de almacenamiento externo
• dispositivos de entrada-salida de información,
• medios técnicos de infografía,
• dispositivos para la comunicación operativa entre una persona y una computadora,
• Dispositivos que proporcionan comunicación entre una computadora y terminales remotos y otras máquinas.

Si es necesario crear una conexión directa entre CAD y el equipo de producción, el TS debe incluir dispositivos que conviertan los resultados del diseño en señales de control de la máquina.

CAD TS puede ser de uno o varios niveles.

Los TS, que incluyen una computadora, equipada con una amplia gama de equipos periféricos, se denominan de un solo nivel. Son ampliamente utilizados en el diseño de productos para uso industrial general con un diseño establecido, con modelos matemáticos altamente especializados y una secuencia fija de etapas de diseño y trabajo tecnológico.

El desarrollo de CAD implica ampliar el conjunto de dispositivos terminales, brindando a cada diseñador la oportunidad de interactuar con una computadora, procesando información técnica directamente en el lugar de trabajo. Para este propósito, los dispositivos terminales están equipados con mini y microcomputadoras con software especial: terminales inteligentes. Están conectados a computadoras de alto rendimiento mediante canales telefónicos especiales o convencionales.

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El hardware es un conjunto de dispositivos informáticos y de tecnología organizativa diseñados para realizar un diseño asistido por ordenador. Los medios técnicos resuelven las siguientes tareas principales: entrada de datos iniciales de la descripción del objeto de diseño, visualización de información para su control y edición, interacción operativa del diseñador con el sistema en el proceso de resolución de problemas, almacenamiento de información . El complejo de medios técnicos CAD incluye los siguientes dispositivos informáticos principales: hardware, dispositivos de almacenamiento externo, medios técnicos de teleacceso y redes informáticas, dispositivos de entrada y salida de información, dispositivos de documentación de información.

La computadora incluye los siguientes hardware : unidad central de procesamiento (procesadores), procesadores especializados, memoria de acceso aleatorio, procesadores de entrada-salida, dispositivos de interfaz de interfaz. UPC está diseñado para convertir información de acuerdo con el programa que se está ejecutando, así como controlar el proceso de cómputo y los dispositivos que trabajan junto con el procesador. Para aumentar el rendimiento de las computadoras, a veces se utilizan varios procesadores que trabajan en paralelo, o se conectan procesadores especializados para realizar tareas especializadas. RAM , cuyas funciones son realizadas por la memoria de acceso aleatorio, es una parte de la memoria de la computadora diseñada para el almacenamiento temporal de programas, datos, resultados intermedios y finales de la resolución de problemas activos. Para aumentar la velocidad de la computadora, se utiliza la llamada memoria super-RAM ( memoria caché ), que almacena copias de los comandos y datos más utilizados desde el dispositivo de almacenamiento principal. procesadores de E/S diseñado para gestionar el intercambio de información entre la memoria de acceso aleatorio y los dispositivos periféricos sin la participación del procesador central. Dispositivos de interfaz proporcionar coordinación de la operación de canales de entrada-salida con dispositivos de control de dispositivos periféricos. Dispositivos de almacenamiento externo diseñado para almacenar grandes cantidades de información utilizada en CAD. Actualmente, se utilizan principalmente los siguientes tipos de dispositivos de almacenamiento externo: unidades de disco magnético (NMD), unidades de cinta magnética (NML), unidades de disco óptico. Medios técnicos de teleacceso y redes informáticas están destinados a la implementación de la posibilidad de uso operativo por parte de varios usuarios de la información necesaria para diseñar en CAD. Existen 2 métodos principales para compartir: Uso compartido de dispositivos periféricos (los llamados sistema multiterminal ) Y Red de computadoras . En el primer caso, la computadora central (complejo de computadora de control) sirve simultáneamente a varias terminales (estaciones de trabajo de usuario). Actualmente, la más utilizada Red de computadoras , que puede combinar un número suficientemente grande de instalaciones informáticas independientes conectadas por un canal especial de transmisión de datos. estructura de red asegura el uso colectivo de todos los recursos de hardware, software y de información de la red. Las redes se suelen dividir en globales y locales. Redes informáticas globales unir computadoras dentro de grandes regiones geográficas (por ejemplo, Internet). Redes de área local generalmente se usan dentro de empresas individuales, con distancias entre sus computadoras (nodos de red) de hasta 2-3 km. Los dispositivos de entrada convertir la información de entrada especificada de una forma u otra (textos, gráficos, etc.) en señales eléctricas que ingresan a la computadora. Dispositivos de salida de información llevar a cabo la transformación de la salida de información de la computadora en una forma adecuada para la percepción humana. Actualmente se utilizan los siguientes dispositivos de entrada de información: teclado alfanumérico, manipuladores de ratón, codificación semiautomática de información gráfica (digitalizadores) y escáneres. digitalizador - Este es un dispositivo especial diseñado para convertir dibujos en papel en una representación digital (computadora). Tal imagen es vectorial y se puede editar con editores gráficos. Escáner también diseñado para convertir dibujos en una representación digital. Sin embargo, dicha representación es raster y no se puede editar con los editores gráficos que se usan en CAD. Para convertir un dibujo de una imagen rasterizada a una imagen vectorial, se utilizan programas especiales: reconocedores (los llamados vectorizadores). pantallas proporcionar la salida de información y la posibilidad de comunicación entre un diseñador humano y CAD. La documentación de la información recibida se realiza mediante impresoras Y conspiradores .