Системное программное обеспечение САПР должно прежде всего удовлетворять требованиям организации в таких системах режима диалоговой обработки информации. Под прикладным программным обеспечением САПР понимают обычно набор программ, реализующих решение на ЭВМ конкретных задач конструирования или разработки технологии обработки.
Технические и программные средства САПР являются основой организации связи «человек – машина».
Для решения конкретных задач в составе САПР имеются прикладные программы, обеспечивающие обработку алфавитно-цифровой, буквенной и графической информации. Графическая информация в САПР – это все виды черно-белых и цветных изображений, описываемых линиями и плоскостями.
Для обеспечения САПР необходимой алфавитно-цифровой и графической информацией служат специализированные базы данных.
На выбор того или иного варианта внутримашинного представления могут оказывать влияние факторы, зависящие от программных и технических средств, имеющихся в распоряжении разработчика, и факторы, зависящие от пользователя системы – заказчика.
Внутримашинное отображение геометрического объекта может быть представлено в виде формализованной модели или массива числовых значений параметров, описывающих структуру и размеры объекта. При машинной обработке геометрические элементы можно разбить на семь характерных классов.
Символьная обработка представляет собой особую форму преобразования информации.
Для трехмерных пространственных объектов характерна сложность описания, так же как и для геометрических объектов, элементы которых не могут быть описаны известными формулами аналитической геометрии.
Поверхности, которые не могут быть описаны аналитически, наиболее характерны и имеют большое значение при формообразовании в обувной промышленности, самолето-, автомобиле- и судостроении. Системы, работающие с объектами, описываемыми аналитически, имеют более широкое распространение. С точки зрения возможностей практической реализации в системах САПР предпочтительней работать с объектами, содержащими аналитически описываемые линии и поверхности.
Во многих трехкоординатных САПР объемное изделие получается в результате двухкоординатной обработки плоских поверхностей путем изменения глубины врезания и угла поворота оси вращения (инструмента или обрабатываемой детали). Объемное изделие может быть получено также в результате объединения базовых объемных элементов; при этом могут быть получены даже сложные пространственные поверхности.
Полнота ВПО при описании формы предполагает наличие исчерпывающей информации о геометрии и структуре объекта, что может оказаться необходимым при изготовлении чертежей и моделировании обработки для предупреждения столкновений инструмента с деталью и станком. Решение задач конструирования и технологической подготовки производства с применением ЭВМ предполагает переход от реального технического объекта к его кодированному описанию в памяти вычислительной машины. Такой переход осуществляется, как правило, в несколько этапов.
На первом этапе реальный пространственный объект подвергается абстракции, в результате которой определяется вербальная модель. Вербальная модель может полно или частично отражать реальный объект. Сложность вербальной модели, зависящая от сложности технического объекта и использования его описания в задачах проектирования, будет определять в дальнейшем концепцию САПР. Таким образом, вербальная модель является обобщением взглядов пользователей САПР на технический объект.
Методы, лежащие в основе концепций САПР, можно подразделить по степени сложности описания объектов на трех- и двумерные и по конструктивным элементам описания – на объемные, полигональные (поверхностные) и проволочные.
На втором этапе информационную модель получают путем формализации вербальной модели, выделяя уровни структуризации данных и их взаимосвязь. На этом этапе определяют также полноту информационной модели с учетом процессов обработки информации в задачах проектирования. Таким образом, информационная модель уточняет и структурирует эту информацию с логической точки зрения и, с одной стороны, является проблемно-ориентированной, а с другой стороны, обеспечивает эффективное управление информацией в САПР. Отображение информационной модели в память ЭВМ называется внутримашинной моделью или внутримашинным представлением технического объекта. Внутримашинное представление объекта (ВПО) в интегрированной САПР является ядром данных, на котором реализуется планирование и внедрение задач проектирования.
Существенным моментом в этом представлении является то, что оно должно отражать характеристики не одной детали, а целого класса деталей на различных стадиях проектирования, фиксируемых в технической документации. Поскольку под техническим объектом можно понимать и деталь, и изделие, и технологическое оборудование, то необходим дифференцированный подход к описанию этих объектов. Так, внутримашинное представление детали характеризуется данными, описывающими геометрию детали, в то время как технологическое оборудование может характеризоваться также данными по технологии обработки и др. На третьем этапе осуществляется процесс отображения информационной модели во внутримашинное представление с использованием операций над ВПО или средств манипулирования в банке данных. Под операциями понимают алгоритмы, реализующие процесс моделирования и обеспечивающие управление данными.
Стандартизация так называемого системного интерфейса с внутримашинным представлением обеспечивает эффективность взаимодействия между прикладными программами и предполагает определенные соглашения о способе обращения к ВПО, о структуре данных, об операциях обработки и реализуется на определенных уровнях.
