Основу лингвистического обеспечения САПР составляют специальные языковые средства (языки проектирования, включая термины и определения, правила формализации естественного языка и методы сжатия и развертывания информации), предназначенные для описания процедур автоматизированного проектирования и проектных решений.
С позиции универсальности и эффективности наилучшими являются языки низкого уровня, близкие к машинным (ассемблер). Однако они неудобны для человека по сравнению с языками высокого уровня.
К наиболее распространенным языкам программирования высокого уровня относятся Fortran, PL, С (Си), Delphi, VisualFortran, VisualBasic, Visual С, Java, Lisp и др.
Basic, Pascal - языки относящиеся к языкам высокого уровня, предназначены для использования в режиме диалога, преимущественно не специалистами в области компьютерных технологий, Особо следует отметить роль языка Basic, долгое время являвшегося основным компьютерным «инструментом» инженера. В настоящее время эту роль играют электронные таблицы, преимущественно Excel.
До середины 1960-х годов компьютеры были слишком дорогими машинами, использовавшимися в основном для научно-технических задач и выполнявшими задачи в пакетном, а не интерактивном режиме, общение с машиной осуществлялось через оператора. Языки программирования той поры, как и компьютеры, на которых они использовались, были разработаны для работы с ними обученных технических специалистов и программистов.
Бейсик был придуман в 1963 году преподавателями Дартмутского колледжа Д. Кемени и Т. Курцем. Бейсик был спроектирован на основе Фортран и Алгол так, чтобы студенты могли без затруднений писать программы.
При проектировании языка использовались следующие принципы. Язык должен:
1. Быть простым в использовании для начинающих:
2. Быть языком программирования общего назначения;
3. Предоставлять возможность расширения функциональности,
быть интерактивным
4. Предоставлять ясные сообщения об ошибках
5. Быстро работать на небольших программах
6. Не требовать понимания работы аппаратного обеспечения и ОС
Настоящее распространение Basic началось с его появления на микрокомпьютере Альтаир 8800. Многие языки программирования были слишком большими, чтобы поместиться в небольшую память, то такой небольшой язык как Бейсик был отличной находкой.
В 1975 году Microsoft (тогда это были лишь двое — Билл Гейтс и Пол Аллен, при участии М. Давидова), выпустила Altair BASIC. Затем его версии появились на другой платформе под лицензией и скоро в использовании были уже миллионы копий и вариантов. Вторую жизнь Бейсик получил с появлением Visual Basic от Microsoft.
Бейсик создавался не в качестве инструмента профессиональной разработки сложных программ, а средства, с помощью которого непрограммисты могут писать простейшие программы. Если же говорить о современных диалектах и реализациях Бейсика, то они далеко ушли от первоначальной формы языка, являются более структурированными и сопоставимы по возможностям с такими языками, как Си, Паскаль и т. п.
Существует несколько разновидностей языка BASIC — Quick Basic, Turbo Basic, GW Basic. Наиболее прост язык GW Basic.
Признаком входа в среду GW Basic после запуска программы (файл gwbasic.exe) является высвечивание символов ОК.
Выход из GW Basic производится командой SYSTEM. Прерывание выполнения программы производится одновременным нажатием клавиш CTRL+C. Работу с GW Basic облегчает меню (табл.5.)
Переменные должны иметь длину не больше 6 знаков, первой должна быть буква (латинская, заглавная). Можно создать одномерные и дву-мерные массивы DIM A(5), DIM A(5,5); А - переменная обычной точности A % — целая переменная; A $ — текстовая переменная.
Структура строки: N _оператор _(например 55_ PRINT_"A=",A)
Для функций EXP, LOG, SQR, ABS, INT аргумент должен быть заключен в скобки. Для функций ATN, TAN, SIN, COS - аргумент в радиа-нах; INT(A) - округление до целого, не превосходящего А; RND – генера-тор случайных чисел от 0 до 1.
В одной строке можно использовать несколько операторов, разделенных двоеточием. Списокнаиболееупотребительныхоператоров: DATA, READ, DIM, END, FOR-NEXT, GOSUB, GOTO, IF, INPUT, LET, PRINT, LIST, LLIST, REM, RESTORE, RETURN, STOP, RUN, TAB идр.
Таблица 5
Меню и команды GWBASIC
| Клавиша | Команда |
| F1 | LIST – текст программы |
| F2 | RUN – запуск выполнения программы |
| F3 | LOAD – загрузка программы |
| F4 | SAVE _"имя, А" – сохранение программы; SAVE _"имя", Р обеспечит защиту программы от внесения изменений |
| F5 | CONT (вызывает выполнение остановленной программы) |
| COLOR А,В,С - изменение цветовой палитры где: А- код цвета символа; В- код цвета фона; С- код цвета рамки (1-черный,2-зеленый, 4-голубой, 8-красный, 15-белый). Загрузочныйрежим работы - черный фон экрана, символы белого цвета. | |
| AUTO — автоматическая нумерация строк | |
| DELET —удаление строк, DELET 30-120 удаляет строки с 30 по 120 | |
| NEW — очистка оперативной памяти от предыдущей программы |
Ниже приведен фрагмент Бейсик программы расчета температуры нагрева присадочной проволоки (на участке вылета) для механизированной сварки плавящимся электродом (MIG/MAG). По аналогичной прог-рамме может быть рассчитан термический цикл нагрева зоны термомеханического влияния при стыковой сварке сопротивлением. Методика и алгоритм расчета представлены в разделе 9.
10 INPUT "Температуропроводность в см*см/с А="; A
20 INPUT" Диаметр проволоки в мм D=";D
30 INPUT" Сварочный ток в А J=";J
40 INPUT "Коэффициент B=";B
50 INPUT" Отношение R/CG";RCG
60 INPUT" Вылет электрода в мм L=";L
70 INPUT" Введите размер слоя в мм H=";H
75 rem расчет интервала времени Δt
80 T=H*H/(200*A)
90 PRINT " T=";T
10 0 PRINT "Введите значение T1<T"
11 0 INPUT"T1=";T1
120 N=INT(L/H)
130 S=3.14*D*D/400
140 PRINT "N="N
150 I=J/S
160 PRINT "S="S;"кв.см","I="I;" А/кв.см"
170 DIM TEMP(N+1), DT(N)
175 rem температура слоя дуги контактирующего с проволокой
180 TEMP(0) =2000
185 rem температура слоя в зоне токоподвода
190 TEMP(N+1)=TEMP(N)
200 FOR I=1 TO N
205 rem начальные условия
210 TEMP(I)=20
220 NEXT I
230 INPUT "Введите время нагрева в секундах"; W
240 T2=T1
242 rem граничные условия
245 TEMP (0)=2000
246 TEMP(N+1)=TEMP(N)
247 rem расчет приращения температуры за интервал времени Δt
250 FOR I=1 TO N
260 DT(I)=(TEMP(I-1)+TEMP(I+1)-2*TEMP(I))*A*T1/(H*H)+
I*I*T1*RCG*(1+B*TEMP(I))
265 PRINT "DT("I")="DT(I)
270 NEXTI
275 rem расчет температуры слоя
280 FOR I=1 TO N
290 TEMP(I)=TEMP(I)+DT(I)
310 NEXT I
320 T2=T2+T1
330 IFT2<=WGOTO 245
340 FOR I=1 TO N
350 PRINT "TEMP("I")="TEMP(I)
360 NEXTI
Языки для диалогового проектирования технологических процессов крайне разнообразны. САПР ТП «ТехноПро» (АО «Вектор», распространяется АО «Топ системы») построена на основе СУБД Microsoft Access, и поэтому многие сценарии работы естественным образом повторяют действия по работе с данной средой.
Техническое обеспечение
Под техническим обеспечением (hardware) понимается физическая среда функционирования САПР.
Техническое обеспечение САПР включает в себя вычислительный комплекс (ВК) на базе высокопроизводительной вычислительной техники с большим объемом оперативной и внешней памяти, широким набором периферийных устройств для обеспечения диалогового режима работы, выпуска текстовой и чертежной документации, создания полноценных баз данных.
Целесообразно создавать комплексные САПР на основе двухуровневой иерархической структуры с компьютером средней и большой производительности на верхнем уровне и сетью терминальных станций на нижнем уровне.
Для САПР рекомендуют параметры компьютера не хуже:
– процессор – Pentium -IV 2,4 ГГц;
– RAM (оперативная память) – 2 ГБайт;
– жёсткий диск – 320 ГБайт;
– видеокарта SVGA – 4 MБайт;
– монитор – TFT 21;
– сетевая карта PCI – 100 Мбит.
RS -232 называют последовательным интерфейсом, поскольку пакет данных передается по одному проводу бит за битом. Стандарт интерфейса RS -232 определяет максимальную длину кабеля 15 м при скорости 9600 бит/сек. Скорость передачи имеет максимальное значение 115 200 бит/сек (бод).
Все сигналы потенциальные, с уровнями +12 В (логический ноль) и -12 В (логическая единица). В отсутствии передачи линия находится в состоянии логической единицы (-12 В). Передача данных производится фреймами, которые включают в себя биты данных и служебные биты (стартовый, стоповый бит и др.) Для стыковки RS -232 с современными компьютерами, где нет указанного интерфейса, используют переходники USB- RS -232.
Более совершенным является стандарт интерфейса RS -485 (EIA), длина кабеля до 1,2 км, скорость обмена на длине кабеля 10 метров 10 Мбит/сек (Мбод).
Стандарт USB 2.0 обеспечивает питание периферийных устройств напряжением 5 В (ток до 500 мА), при скоростиобмена не менее 1,5 Мбит/сек.
LPT (англ. Line Print Terminal; также параллельный порт, порт принтера) — международный стандарт параллельного интерфейса для подклю-чения периферийных устройств персонального компьютера.
В основном используется для подключения к компьютеру принтера, сканера и других внешних устройств, однако может применяться и для других целей (организация связи между двумя компьютерами, подключение каких-либо механизмов телесигнализации и телеуправлении. В основе данного стандарта лежит интерфейс Centronics и его расширенные версии (ECP, EPP).Скорость передачи данных может варьироваться и достигать 1,2 Мбит/с.
При помощи LPT порта можно также принимать сигналы, но с ограниченной периодичностью опроса и скоростью реакции – до 1 мс. Напряжение логической «1» - 3.35... 4.88 В. логического нуля - 0.065 В.