Архитектура системы

3. TDS Printing, Copying, Scanning Solution - многофункциональная система для печати, сканирования и тиражирования широкоформатных документов. Состоит из плоттера, сканера, контроллера, ПО Print Exec LT и Scan Logic.

К достоинствам инженерных машин можно отнести:

0. - высокую производительность;

1. - небольшие эксплуатационные расходы;

2. - возможность использования бумаги вторичной переработки;

3. - высокую точность при отсутствии ограничений по длине выводимых изображений.

Технология печати, применяемая в системах - электрографическая с использованием селенового барабана с органическим фоточувствительным покрытием. В основе электрографической изображений печати лежат процессы формирования изображений, отличные от струйной технологии. Для создания на бумаге копии цифрового изображения документа используется следующая последовательность действий:

1) Зарядка барабана. Селеновый барабан представляет собой устройство со светочувствительным покрытием. Для того, чтобы притягивать тонер, он получает отрицательный электрический заряд;

2) Экспозиция. Поверхность барабана выборочно засвечивается посредством направленного сигнала, поступающего из массива точечных полупроводниковых светодиодов (Light-Emitted Diod array);

3) Проявка. При вращении барабана на него равномерно поступает мелкий магнитный порошок - тонер, который удерживается на разряженных участках барабана. Изображение становится видимым как распределенный слой тонера на нейтральных участках барабана;

4) Перенос. Для переноса изображения на бумагу применяется положительный заряд, который устанавливается под носителем в месте его соприкосновения с барабаном. Таким образом, тонер оказывается на бумаге;

5) Нагрев и фиксация. Бумага с нанесенным тонером проходит через печь, в которой тонер нагревается и фиксируется;

6) Очистка и восстановление барабана. Перед следующим циклом печати барабан подвергается очистке. С него удаляются остатки тонера, а затем на барабане вновь формируется отрицательный заряд.

Для обеспечения САПР методической базой служат специализированные базы данных.

Вопросы для самоподготовки:

1. Перечислите основные компоненты современных ЭВМ?

2. Что входит в состав программного обеспечения современных ЭВМ?

3. Перечислите и охарактеризуйте основные типы устройств для получения твердых копий конструкторской документации?

Лекция №3 Организация и управление данными в сапр

Теоретические вопросы:

3.1. Информационный фонд САПР

3.2. Внутримашинное представление объектов проектирования

3.3. Организация обмена данными. Компьютерные сети

3.1. Информационный фонд сапр

Совокупность данных, используемых всеми компонентами САПР при выполнении вышеперечисленных операций, составляет информационный фонд САПР. Проблему организации и ведения информационного фонда САПР рассматривают как в содержательном, так и в организационном аспектах.

Содержательный аспект информации полностью определяется методикой проектирования того или иного технического объекта. Методика процесса проектирования и подготовки производства машиностроительного изделия обычно включает в себя: компоновку, кинематические и прочностные расчеты, разработку технологических процессов изготовления деталей, производство деталей и т.д. Часто перечисленные виды расчетов, реализующие типовые инженерные методики, выполняют в виде машинных процедур, под которыми понимают функционально законченные программы, выполняемые ЭВМ без вмешательства конструктора.

С организационной точки зрения важно сформулировать принципы и определить средства ведения информационного фонда, структурирования данных, выбрать способы управления массивами данных. При этом различают следующие способы ведения информационного фонда САПР:

1) использование файловой системы;

2) построение библиотек;

3) использование банков данных;

4) создание информационных программ адаптеров.

Хранение и обработка данных является важнейшей задачей компьютерных систем. Для эффективного функционирования программного обеспечения САПР необходима соответствующая организация данных, которая основана на модели объекта проектирования и может быть реализована средствами банка данных.

Проблематика моделирования данных предполагает такое представление данных, которое наиболее адекватно отражает реальный мир, причем отображаются только те характерные признаки и состояние объекта, которые существенны для процесса проектирования. Это позволяет выбрать формальные объекты, характеризующие организацию данных и их обработку. Под моделью данных понимают логическую связь собственно данных, структур данных и алгоритмов их обработки.

Под организацией данных в САПР в широком смысле понимают управление данными в процессе проектирования, а в узком смысле - моделирование структур данных и организацию их хранения. Традиционно выделяют следующие уровни организации данных: бит, знак, поле, сегмент, запись, файл, база данных.

Поле - это упорядоченная последовательность знаков. Поле имеет имя и значение определенной длины, причем имя может косвенно указывать на тип содержащегося в поле значения.

Сегмент состоит из нескольких полей, связанных логической зависимостью и имеет уникальное имя.

Запись состоит из нескольких полей или сегментов, число которых определяет размер записи, а состав - тип записи.

Файл или совокупность данных есть множество записей, упорядоченных по определенному признаку. Признак упорядочивания служит для идентификации и структуризации записей массива. Каждый массив имеет уникальное имя.

Как правило, организация данных может быть сведена к какой-либо структуре хранения данных. Однако на организацию данных большое влияние оказывают процессы их обработки, реализованные в виде прикладных программах. Такая тесная взаимосвязь между данными и прикладными программами приводит к большим изменениям прикладных программ при попытке реструктуризации данных. Этот недостаток может быть преодолен путем организации банка данных, который позволяет реализовывать независимость прикладных программ от данных.

Историческим шагом в развитии принципов хранения информации явился переход к использованию централизованных систем управления файлами. С точки зрения прикладной программы файл - это именованная область внешней памяти, в которую можно записывать и из которой можно считывать данные. Правила именования файлов, способ доступа к данным, хранящимся в файле, и структура этих данных зависят от конкретной системы управления файлами и, возможно, от типа файла. Система управления файлами берет на себя распределение внешней памяти, отображение имен файлов в соответствующие адреса во внешней памяти и обеспечение доступа к данным. Все современные файловые системы поддерживают многоуровневое именование файлов за счет поддержания во внешней памяти дополнительных файлов со специальной структурой - каталогов. Каждый каталог содержит имена каталогов и/или файлов, содержащихся в данном каталоге. Таким образом, полное имя файла состоит из списка имен каталогов плюс имя файла в каталоге, непосредственно содержащем данный файл. Разница между способами именования файлов в разных файловых системах состоит в том, с чего начинается эта цепочка имен.

Поскольку файловые системы являются общим хранилищем файлов, принадлежащих, вообще говоря, разным пользователям, системы управления файлами должны обеспечивать авторизацию доступа к файлам. В общем виде подход состоит в том, что по отношению к каждому зарегистрированному пользователю данной вычислительной системы для каждого существующего файла указываются действия, которые разрешены или запрещены данному пользователю.

Последнее, на чем мы остановимся в связи с файлами, - это способы их использования в многопользовательской среде. Если операционная система поддерживает многопользовательский режим, вполне реальна ситуация, когда два или более пользователей одновременно пытаются работать с одним и тем же файлом. Если все эти пользователи собираются только читать файл, ничего страшного не произойдет. Но если хотя бы один из них будет изменять файл, для корректной работы этой группы требуется взаимная синхронизация.

Основная часть информационного обеспечения САПР представляется в виде банка данных (БНД), который представляет собой совокупность средств для централизованного накопления и коллективного использования данных в САПР.

База данных (БД) - сами данные, находящиеся на запоминающих устройствах ЭВМ и структурированные в соответствии с принятым в данном БНД правилами, под которыми с программной точки зрения, понимают совокупность баз данных и систем управления базами данных (СУБД).

Система управления базой данных (СУБД) - совокупность программных средств, обеспечивающих функционирование БНД.

Существенной предпосылкой для использования банка данных как компонента САПР является разработка обобщенных информационных моделей для различных технических объектов. СУБД образует единство методов управления базами данных и описания ее логической структуры. Эти методы реализуются с помощью алгоритмов доступа, обработки и управления. Отображение логической структуры данных на физическую среду хранения достигается сопоставлением имен записей и полей данных, используемых в схеме базы данных с именами, описывающими физическую базу данных. Как правило, описание логической и физической баз данных выполняет администратор базы данных.

Сердцевиной, центральным компонентом любой СУБД является сервер базы данных. Его техническое качество в решающей степени определяет главные характеристики системы, такие как производительность, надежность, безопасность и т.д. Сервер БД является неотъемлемым компонентом модели взаимодействия “клиент-сервер”, которая стала физическим стандартом архитектуры современных СУБД.

К числу функций СУБД принято относить следующее:

1. Непосредственное управление данными во внешней памяти. Эта функция включает обеспечение необходимых структур внешней памяти как для хранения непосредственных данных, входящих в БД, так и для служебных целей, например для ускорения доступа к данным в некоторых случаях;

2. Управление буферами оперативной памяти. СУБД обычно работают с БД значительного размера; по крайней мере этот размер обычно существенно превышает доступный объем оперативной памяти. Единственным же способом реального увеличения скорости обращения к любому элементу данных является буферизация данных в оперативной памяти. Поэтому в развитых СУБД поддерживается собственный набор буферов оперативной памяти с собственной дисциплиной замены буферов;

3. Управление транзакциями. Транзакция - это последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое целое. Либо транзакция успешно выполняется, либо ни одно из этих изменений никак не отражается в состоянии БД. Понятие транзакции необходимо для поддержания логической целостности БД.

4. Журнализация. Одно из основных требований к СУБД - надежное хранение данных во внешней памяти. Под надежностью хранения понимается то, что СУБД должна быть в состоянии восстановить последнее согласованное состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя. Обычно рассматриваются два возможных вида аппаратных сбоев: так называемые мягкие сбои, которые можно трактовать как внезапную остановку работы компьютера, и жестские сбои, характеризуемые потерей информации на носителях внешней памяти.