logo search
Новий конспект САПР

Графічні пристрої

Графічні пристрої складаються з диспейного процесора, пристрою відображення або дисплейного при­строю (монітор) і одного або декількох пристроїв введення. Дисплей (монітор) є екраном, на який виводиться графічне зображення проте виведення конкретного зображення на екран виконується ди­сплейним процесором. Іншими словами, дисплейний процесор оде­ржує сигнали, якими кодує графічні команди і генерує електронні пучки направляючи їх у потрібне місце монітора утворюючи необ­хідне зображення.

До складу графічних пристроїв зазвичай входить один або декілька пристроїв введення. Крім клавіатури до них відносяться миша, спейсбол, цифровий планшет, 3D-маніпулятори та інші пристрої (рис. 14.2). Вони покликані забезпечувати інтерактивному маніпулю­ванню формами, даючи користувачеві можливість вводити графічні дані в комп’ютер безпосередньо.

Векторні оптичні пристрої явилися у середині 60-х рр. XX ст., складаються з дисплейного процесора, дисплейного буфера пам’яті і електронно-променевої трубки. Основні принципи їх функціону­вання коротко можна описати таким чином.

Дисплейний процесор зчитує дисплейний файл (display list), який є послідовністю кодів, що відповідають графічним командам. Дисп‑

Растрові оптичні пристрої з’явилися у середині 70-х рр. XX ст. у результаті широкого розповсюдження телевізійних технологій. З тих пір вони стали основним видом графічних пристроїв завдяки високому співвідношенню «якість - ціна». Основні принципи їх фу­нкціонування коротко можна описати таким чином.

Дисплейний процесор приймає графічні команди від додатку, перетворює їх у точкове зображення, або растр, після чого зберігає растр в розділі пам’яті, який називається буфером кадру (frame buffer). Зрозуміти принцип утворення растрового зображення мож­на якщо подивитись на зображення з телевізійного екрану зблизька. Розміри точок визначається встановленою роздільною здатністю. Растрові графічні пристрої повинні зберігати в своїй пам’яті зображення у вигляді растру, на відміну від векторних, які зберігають лише дисплейні файли. Тому вимоги до пам’яті у цих двох видів пристроїв відрізняються, як і методи оновлення зображення на ек­рані.

Рис. 14.2. Пристрої введення графічної інформації: цифровий планшет (диджитайзер) з маніпулятором миша; спейсбол; 3D-маніпулятор; маніпулятор типу CadMan

Графічні пристрої описані вище найчастіше об’єднуються в кла­стер, розрахований на обслуговування багатьох користувачів. Існує три основні варіанти конфігурації такого кластера.

Перша конфігурація складається з мейнфрейма (mainframe) і ба­гатьох графічних пристроїв (рис. 14.3). Графічні пристрої підключа­ються до мейн-фрейма так, як і алфавітно-цифрові термінали в зви­чайних обчислювальних центрах. До нього ж підключаються і при­строї виводу, такі як принтери і плотери. Оскільки така конфігура­ція може розглядатися як природне розширення існуючого обчис­лювального середовища вона найширше застосовується у крупних компаніях в яких вже були мейнфрейми. Цей підхід використову­ється виробниками автомобілів, крупногабаритних машин, залізни­чного, авіаційного і морського транспорту та ін., які мають великі бази дані, що обробляються централізовано. До недоліків цієї кон­фігурації слід віднести: потребу у великих початкових капіталовк­ладеннях у апаратне і програмне забезпечення та обслуговування експлуатованої системи.

Рис. 14.3. Мейнфрейм з графічними пристроями

Обслуговування мейнфрейма завжди включає розширення сис­темної пам’яті і жорсткого диска, що для мейнфрейма коштує наба­гато дорожче ніж для невеликих комп’ютерів. Більш того, оновлен­ня операційної системи теж потребує значних затрат. Програми CAD/CAM/CAE вимагають досить частої заміни у зв’язку з вихо­дом нових набагато потужніших версій і альтернатив, а також через

помилки при первинному виборі програмного забезпечення. Про­грами CAD/CAM/CAE для мейнфреймів коштують набагато дорож­че, ніж аналогічні програми для менших комп’ютерів. Ще одним серйозним недоліком централізованих обчислень є нестабільність часу відгуку системи. У конфігурації з мейнфреймом додатки кори­стувачів, що відносяться до різних графічних пристроїв, конкуру­ють один з одним за обчислювальні ресурси мейнфрейма. Тому час відгуку для будь-якого конкретного графічного пристрою залежить від того, які завдання були запущені з іншого пристрою. Іноді час відгуку може бути дуже великим для інтерактивної роботи з графі­кою, особливо коли інші користувачі вирішують складні обчислю­вальні задачі.

Друга конфігурація складається з автоматизованих робочих місць проектувальника (робочих станцій - workstations), об’єднаних у мережу (рис. 14.4). До тієї ж мережі підключаються пристрої виво­ду - плотери і принтери. Робоча станція - це графічний пристрій з власними обчислювальними ресурсами. Такий підхід в даний час використовується дуже широко, тому що у області технологій виго­товлення робочих станцій досягнуто значного прогресу, крім того, з’явилась тенденція до розподілу обчислень. Продуктивність робо­чих станції подвоюється щороку при збереженні їх ціни. Такий під­хід має і інші переваги, зокрема користувач може працювати з будь­якою станцією мережі вибираючи її відповідно до свого завдання, причому системні ресурси не залежатимуть від завдань інших кори­стувачів. Ще одна перевага - відсутність необхідності в крупних пе­рвинних капіталовкладеннях. Кількість робочих станцій і програм­них пакетів може збільшуватися поступово у міру зростання потре­би в ресурсах CAD/CAM/CAE. Це є вигідно, тому що вартість уста­ткування постійно падає.

Рис. 14.4. Робочі станції об’єднані у мережу

Третя конфігурація аналогічна до другої за виключенням, що за­мість робочих станцій використовуються персональні комп’ютери з операційними системами Windows. Конфігурації на базі персональ­них комп’ютерів популярні в невеликих компаніях особливо якщо продукція, що випускається ними складаються з невеликої кількості деталей обмеженої складності, а також в компаніях, що використо­вують системи CAD/CAM/CAE головним чином для розробки креслень. У міру того як відмінність між персональними комп’ютерами і робочими станціями згладжується стирається і відмінність між другим і третім типом конфігурації

Лекція 15 Організаційне та методичне забезпечення САПР

План лекції

  1. Організаційне забезпечення CАПР

  2. Методичне забезпечення САПР

  3. HIPO технологія САПР ПЗ