CAD系统的类型

出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册上》第742页（3112字）

根据CAD系统的功能，可分为交互式设计系统和检索型设计系统两种基本类型，其设计流程如图3．4－2；根据所用计算机及其外围设备的配置，可分为独立系统和网络系统两大类。

图3．4－2 交互式设计系统与检索型设计系统的设计流程图

a)－交互式设计系统设计流程图；

b)－检索型设计系统设计流程图。

(1)交互式设计系统

交互式设计系统用于改进老产品及对新产品的设计。交互式软件的主程序大致包括以下内容：

①输入原始设计要求。

②调用各种计算子程序，进行工程计算，得出数据存入动态数据文件中。

③运用菜单技术调用各个子图形，逐步在屏幕上绘制或修改图形。

④对图形进行分析和判断。把符合设计要求的图形或图形数据存入磁盘，形成图形文件。不符合要求的则返回修改或重新设计。

⑤绘图或打印图形。对于正式设计，应绘制零件及装配等各种图形；如果是制订方案，则可打印图形。

⑥打印各种明细表。如零件、标准件和外购件等明细表。

⑦判断设计是否结束。一切有用数据存入动态数据文件中。

(2)检索型设计系统

检索型设计系统主要用于定型产品设计。如冷冲模具的标准部分(如上下模板、导柱等零件)，它们的图形是标准化的，只是尺寸不同；在冷冲模具的装配图中，除了工作部分与工件形状有关外，其余的图形也是标准的。因此，对这类机械设备工艺装备的设计，均以采用检索型设计系统为宜。检索型设计系统的主程序，大致包括以下的主要过程：

①输入原始设计条件，说明需查找的产品型号和规格。

②通过关键值，在数据文件中查找产品的各种数据。

③调用有关的计算子程序，进行工程计算。

④取出图形数据和图形子程序结合，显示出产品图，并进行必要的修改。通过绘图机绘制零件图和装配图。

⑤打印各种明细表，如零件、标准件和外购件等明细表。

⑥判断设计是否结束。

(3)独立系统

独立系统是CAD设备中最基本的单元。它可分为有主机的CAD系统、工程工作站与PC机的CAD系统三类。有主机的CAD系统设有一中央处理机CPU，以及多个与其连接的图形终端。多数早期的CAD系统都属于这一类。其主要优点是：1．它是有公用数据库的多用户CAD系统，可以全面的综合方式来管理维护；2．对于大量的用户来说，因不需要另外的主机，故可使每台设备的成本较低。其主要缺点是：1．如果CPU失效，将影响全部用户；2．由于计算机数据库处于中央位置，故数据容易被破坏；3．对于远程的直接连接终端，只有在与主机有限距离时才能实现；4．随着计算负荷的增加，系统的响应将更缓慢。

工程工作站是只有单一用户的CAD系统。其图形终端本身有一32位处理机和一台磁盘存贮器，一般为50～200兆字节。

PC机CAD系统与工程工作站相似，也是单一用户CAD系统；与工程工作站不同的是，其运算能力较低，且没有强有力的软件包。但随着PC机CAD系统硬件和软件的逐步提高，它与工程工作站的差别将逐渐消失。

(4)网络系统

网络系统是由上述的基本单元，如有主机的CAD系统、工程工作站与基本PC机的CAD系统，联网构成的多处理机系统。多处理机系统又可分为非常松散连结系统(如计算机网络)与松散连结系统(计算机群系统)。计算机网络系统中，各处理机逐点网络或环形网络在物理关系上互相连接在一起。处理机之间的通讯由网络软件完成。每一处理机都有其自己的操作系统。图3．4－3所示是一种计算机网络示意图。对于工程工作站或PC机的单用户CAD系统来说，网络是唯一可供多用户环境的办法。与有主机的独立系统比较，这种多用户系统的优点是：1．每一用户有其自己的系统，其性能不受其它用户工作负荷的影响；2．引入时的价格与系统的风险都较低：3．增多入网的工作站，即可扩展系统；4．通过增加新的磁盘，可扩展网络系统的存贮量；5．增加计算机输出设备，可供网络的所有用户共享；6．对有远距离分部的用户，通过通信，局部网络可将其连结在一起。它的缺点是：数据库的存贮碎片(将虚拟存贮器地址对应到实际存贮空间产生的剩余部分)，使集成数据库的维护与在中央的计算机辅助设计与制造数据的管理都很困难。

图3．4－3 一种计算机网络示意图

计算机群系统是由两台或更多的处理机和海量存贮器组成的，由高速的计算机互连器按总线松散连结起来的方式工作。它兼有有主机的独立系统与计算机网络系统两者的优点，既能让每台计算机系统独立启动，又能把各台计算机系统统一在同一的操作环境之下，达到真正的共享资源、共享设备、共享整体的数据文件，而且任一计算机或设备发生故障，都不会影响整体系统的连续运行。这种系统还具有灵活的扩展能力，且经济、有效，可随用户的需要增加中央处理机、存贮器、磁盘控制器或者磁盘与磁带，而且不需中断正常操作就可加到运行的机群中。图3．4－4所示为典型的机群系统(VAX计算机群系统)组成简图。

图3．4－4 典型的机群系统(VAX计算机群系统)组成简图

按照CAD系统的开发情况，CAD系统可分为四种类型：1．配套系统，即带有CAD系统软件、支撑软件和应用软件的计算机系统；2．非配套系统，即仅带有CAD支撑、应用软件与图形终端；3．仅提供支撑、应用软件；4．计算机系统，即计算机硬件与系统软件。一般来说，选择CAD系统有如下主要原则：

①选用使用功能强、有扩充余地的标准化的计算机硬件；

②软件的性能和功能应适合交互式设计工作并应是开放式的，以便与其他软件连接；

③工作站上的硬件和软件应便于使用；

④对各种程序语言适应能力强的系统；

⑤妥善考虑系统硬件、软件、工作站和外围设备的维修情况。