Norenkov.Osnovy.Avtomatizirovannogo.Proektirovania.2002 (Норенков - Основы Автоматизированного проектирования (2002))

И. П. НоренковОсновыавтоматизированногопроектированияИздание второе,переработанное и дополненноеДопущено Министерством образованияРоссийской Федерациив качестве учебника для студентоввысших учебных заведений,обучающихся по направлению подготовкидипломированных специалистов«Информатика и вычислительная техника»МоскваИздательство МГТУ имени Н.Э.Баумана2002УДК 681.31(075.8)ББК 32.97Н82Рецензенты:кафедра «Прикладная математика» Московского энергетическогоинститута(зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. В.П. Кутепов);кафедра САПР Воронежского государственного университета(зав.

кафедрой д-р техн. наук, проф. Я.Е. Львович)Н82Норенков И.П.Основы автоматизированного проектирования: Учеб. для вузов. 2-еизд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 336 с.:ил. - (Сер. Информатика в техническом университете).ISBN 5-7038-2090-1Во втором (1-е изд. в 2000 г.) издании учебника даны сведения по различным аспектами видам обеспечения систем автоматизированного проектирования, необходимыеквалифицированным пользователям САПР в различных областях техники. Значительноевнимание уделено математическому обеспечению процедур анализа и синтеза проектныхрешений, построению локальных и корпоративных вычислительных сетей САПР, составуи функциям системных сред САПР. Освещены также активно развиваемые в последнеевремя методики концептуального проектирования сложных систем, положенные в основуCALS-технологий, а также вопросы интеграции САПР с автоматизированными системамиуправления и делопроизводства.Содержание учебника соответствует курсу лекций, который автор читает в МГТУим.

Н.Э. Баумана.Для студентов высших технических учебных заведений. Может быть полезен аспирантами работникам промышленности, использующим методы и средства САПР в своей работе.The textbook is devoted to basic problems and aspects of CAE/CAD/CAM systems. Mainapproaches to design procedures including methods and algorithms for modeling, simulation andsynthesis are considered.

The information about workstations, networks, design frameworksand CALS components are given too.The book is intended to students of technological universities, it may be recommended topostgraduates and industry specialists using CAE/CAD/CAM in their activity.УДК 681.31(075.8)ББК 32.97© И.П. Норенков, 2002ISBN 5-7038-2090-1© Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002ОГЛАВЛЕНИЕПредисловие91. Введение в автоматизированное проектирование121.1.

Системный подход к проектированию12Понятие инженерного проектирования (12). Принципы системного подхода (13). Основные понятия системотехники (15).1.2. Структура процесса проектирования17Иерархическая структура проектных спецификаций и иерархические уровни проектирования (17). Стадии проектирования (19). Содержание технических заданий на проектирование (20). Классификация моделей и параметров, используемых при автоматизированном проектировании (20). Типовые проектные процедуры (22).1.3. Системы автоматизированного проектирования и их место средидругих автоматизированных систем25Этапы жизненного цикла промышленных изделий (25).

Структура САПР (27). Разновидности САПР (28). Понятие о CALS-технологиях (30).1.4. Особенности проектирования автоматизированных систем31Этапы проектирования (31). Открытые системы (34).Упражнения и вопросы для самоконтроля362. Техническое обеспечение системтированияавтоматизированного проек372.1. Структура технического обеспечения37Требования, предъявляемые к техническому обеспечению (37).

Типы сетей (38).Эталонная модель взаимосвязи открытых систем (41).2.2. Аппаратура рабочих мест в автоматизированных системах проектирования и управления43Вычислительные системы в САПР (43). Периферийные устройства (45). Особенноститехнических средств в АСУТП (46).2.3. Методы доступа в локальных вычислительных сетях47Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов (47).Маркерные методы доступа (48).2.4. Локальные вычислительные сети Ethernet48Состав аппаратуры (48). Структура кадра (49). Разновидности сетей Ethernet (50).2.5.

Сети кольцевой топологии52Сеть Token Ring (52). Сеть FDDI(55).Оглавление2.6. Каналы передачи данных в корпоративных сетях,.... 56Характеристики и типы каналов передачи данных (56). Радиоканалы (58). Аналоговыеканалы (60). Цифровые каналы (61). Организация дуплексной связи (64).2.7. Стеки протоколов и типы сетей в автоматизированных системах64Протокол TCP (64). Протокол IP (67). Адресация в TCP/IP (68).

Другие протоколыСтека ТСРЛР (71). Протоколы SPX/IPX (73). Сети Х.25 и Frame Relay (74). Сети ATM(75). Промышленные сети (78). Сетевое коммутационное оборудование (80).Упражнения и вопросы для самоконтроля833. Математическое обеспечение анализа проектных решений853.1. Компоненты математического обеспечения85Математический аппарат в моделях разных иерархических уровней (85). Требованияк математическим моделям и численным методам в САПР (86). Место процедурформирования моделей в маршрутах проектирования (87).3.2. Математические модели в процедурах анализа на макроуровне88Исходные уравнения моделей (88).

Примеры компонентных и топологических уравнений (89). Представление топологических уравнений (93). Особенности эквивалентных схем механических объектов (95). Характеристика методов формирования ММС(96). Узловой метод (97).3.3. Методы и алгоритмы анализа на макроуровне100Выбор методов анализа во временной области (100). Алгоритм численного интегрирования СОДУ (104).

Методы решения систем нелинейных алгебраических уравнений (105). Методы решения систем линейных алгебраических уравнений (106). Анализ в частотной области (108). Многовариантный анализ (108). Организациявычислительного процесса в универсальных программах анализа на макроуровне (111).3.4. Математическое обеспечение анализа на микроуровне114Математические модели на микроуровне (114). Методы анализа на микроуровне(114). МКЭ в программах анализа механической прочности (117).3.5. Математическое обеспечение анализа на функционально-логическом уровне118Моделирование и анализ аналоговых устройств (118). Математические модели дискретных устройств (120). Методы логического моделирования (124).3.6. Математическое обеспечение анализа на системном уровне125Основные сведения из теории массового обслуживания (125).

Аналитические модели СМО (128). Пример аналитической модели (130). Имитационное моделированиеСМО (131). Событийныйметодмоделирования(133). Краткое описание языка GPSS (134).Сети Петри (140). Анализ сетей Петри (143).3.7. Математическое обеспечение подсистем машинной графики игеометрического моделирования144Компоненты математического обеспечения (144). Геометрические модели (146). Методы и алгоритмы машинной графики (подготовки к визуализации) (149).Упражнения и вопросы для самоконтроля151Оглавление4. Математическое обеспечение синтеза проектных решений1534.1. Постановка задач параметрического синтеза153Место процедур синтеза в проектировании (153).

Критерии оптимальности (154). Задачи оптимизации с учетом допусков (157).4.2. Обзор методов оптимизации157Классификация методов математического программирования (157). Методыодномерной оптимизации (159). Методы безусловной оптимизации (160).Необходимые условия экстремума (165). Методы поиска условных экстремумов (166).4.3. Постановка задач структурного синтеза171Процедуры синтеза проектных решений (171). Задача принятия решений (172).Представление множества альтернатив (174).

Морфологические таблицы (175).Альтернативные графы (176). Исчисления (177). Планирование процессов ираспределение ресурсов (178).4.4. Методы структурного синтеза в системах автоматизированногопроектирования179Метод ветвей и границ (179). Элементы теории сложности (180). Методы локальнойоптимизации и поиска с запретами (182). Системы искусственного интеллекта (182).Методы распространения ограничений (183). Эволюционные методы (184). Постановка задачи поиска оптимальных решений с помощью генетических алгоритмов(185). Простой генетический алгоритм (186). Разновидности генетических операторов (188).

Генетический метод комбинирования эвристик (190). Примеры применения метода комбинирования эвристик (190).Упражнения и вопросы для самоконтроля1985. Методическое и программное обеспечение автоматизированныхсистем2005.1. Функции сетевого программного обеспечения200Функции и характеристики сетевых операционных систем (200). Системы распределенных вычислений (202).