Понятие инженерного проектирования

1.

ТЕХНОЛОГИИ КОМПЬЮТЕРНОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ
1. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: Учеб. для вузов. − М.: Изд-во
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. − 360с. ил. (Сер. Информатика в техническом университете).
2. Скобцов Ю.А., Скобцов В.Ю., Логическое моделирование и тестирование цифровых устройств. −
Донецк: ИПММ НАН Украины, ДонНТУ, 2005. − 436 с. ISBN 966-02-3925-4.
3. Ли К. Основы САПР (CAD/CAM/CAE). − Спб.: Питер, 2004. − 560 с.
4. Курейчик В. М. Математическое обеспечение конструкторского и технологического
проектирования с применением САПР. − М.: Радио и связь, 1990. − 335с.
5. Барашко А.С., Скобцов Ю.А., Сперанский Д.В. Моделирование и тестирование дискретных
устройств. − Киев: Наукова думка, 1992. − 288с.
6. Панфилов Д.И., Иванов В.С., Чепурин И.Н. Электротехника и электроника в экспериментах и
упражнениях: Практикум на Electronics Workbench : В 2 т./Под общей ред. Д.И. Панфилова − Т.1:
Электротехника. − М.: ДОДЭКА, 1999. — 304 с.
7. Карлащук В. А. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее
применение. Москва: Солон-Р, 2003. − 736с.

2.

Понятие инженерного проектирования
Проектирование
технического
объекта
−
создание,
преобразование и представление в принятой форме образа этого
еще не существующего объекта.
Проектирование включает в себя разработку технического
предложения и (или) технического задания (Т3), отражающих эти
потребности, и реализацию Т3 в виде проектной документации.
Проектирование, при котором все проектные решения или их
часть получают путем взаимодействия человека и ЭВМ,
называют
автоматизированным,
ручным
называется
проектирование без использования ЭВМ, автоматическим −
без участия человека на промежуточных этапах.

3.

Понятие инженерного проектирования
Система, реализующая автоматизированное проектирование,
представляет
собой
систему
автоматизированного
проектирования (в англоязычном написании САD System −
Computer Aided Design System).
Системы автоматизированного проектирования и управления
относятся
к
числу
наиболее
сложных
современных
искусственных систем. Их проектирование и сопровождение
невозможны без системного подхода.

4.

Принципы системного подхода
При структурном подходе требуется синтезировать варианты
системы из компонентов (блоков) и оценивать варианты при их
частичном переборе с предварительным прогнозированием
характеристик компонентов.
Блочно-иерархический подход к проектированию использует
идеи
декомпозиции
сложных
описаний
объектов
и
соответственно средств их создания на иерархические уровни и
аспекты, устанавливает связь между параметрами соседних
иерархических уровней.
Ряд важных структурных принципов, используемых при
разработке информационных систем и прежде всего их
программного обеспечения (ПО), выражен в объектноориентированном подходе (ООП) к проектированию.

5.

Принципы системного подхода
1. Структуризация процесса проектирования, выраженная
декомпозицией
выделением
проектных
стадий,
Структуризация
задач
этапов,
является
и
документации,
проектных
процедур.
сущностью
блочно-
иерархического подхода к проектированию.
2. Итерационный характер проектирования.
3. Типизация и унификация проектных решений и средств
проектирования.

6.

Основные понятия системотехники
Система − множество элементов, находящихся в отношениях
и связях между собой.
Элемент − такая часть системы, представление о которой
нецелесообразно
подвергать
дальнейшему
членению
при
проектировании.
Сложная система − система, характеризуемая большим
числом элементов и, что наиболее важно, большим числом
взаимосвязей элементов.

7.

Основные понятия системотехники
Подсистема − часть системы (подмножество элементов и их
взаимосвязей), которая имеет свойства системы.
Надсистема
−
система,
по
отношению
к
которой
рассматриваемая система является подсистемой.
Структура − отображение совокупности элементов системы и
их взаимосвязей; понятие структуры отличается от понятия
самой системы также тем, что при описании структуры
принимают во внимание лишь типы элементов и связей без
конкретизации значений их параметров.

8.

Основные понятия системотехники
Параметр − величина, выражающая свойство или системы,
или ее части, или влияющей на систему среды.
Параметры
подразделяют
на
внешние,
внутренние
и
выходные, выражающие свойства элементов системы, самой
системы, внешней среды соответственно. Векторы внутренних,
выходных и внешних параметров далее обозначены Х = (х1, х2, ...,
хn), Y = (у1, y2, ..., ym), Q = (q1,q2, ..., qk) соответственно.
Фазовая
переменная
−
величина,
характеризующая
энергетическое или информационное наполнение элемента или
подсистемы.

9.

Основные понятия системотехники
Состояние − совокупность значений фазовых переменных,
зафиксированных
в
одной
временной
точке
процесса
функционирования.
Поведение (динамика) системы − изменение состояния
системы в процессе функционирования.
Система без после действия − ее поведение при t > t0
определяется заданием состояния в момент t0 и вектором
внешних воздействий Q(t).
В системах с последействием нужно знать предысторию
поведения, т. е. состояния системы в моменты, предшествующие
t.

10.

Основные понятия системотехники
Вектор переменных V, характеризующих состояние (вектор
переменных состояния), − неизбыточное множество фазовых
переменных, задание значений которых в некоторый момент
времени
полностью
определяет
поведение
системы
в
дальнейшем.
Пространство состояний − множество возможных значений
вектора переменных состояния.
Фазовая траектория − представление процесса (зависимости
V(t)) в виде последовательности точек в пространстве состояний.

11.

Характеристики сложных систем
Целенаправленность − свойство искусственной системы,
выражающее назначение системы.
Целостность
−
свойство
системы,
характеризующее
взаимосвязанность элементов и наличие зависимости выходных
параметров от параметров элементов.
Иерархичность − свойство сложной системы, выражающее
возможность и целесообразность ее иерархического описания, т. е.
представления в виде нескольких уровней, между компонентами
которых имеются отношения целое-часть.

12.

Составными частями системотехники
являются основные разделы:
− иерархическая структура систем, организация их проектирования;
− анализ и моделирование систем;
− синтез и оптимизация систем.
Моделирование имеет две четко различимые задачи:
− создание моделей сложных систем (в англоязычном написании —
modeling);
− анализ свойств систем на основе исследования их моделей (simulation).
Синтез также подразделяют на две задачи:
− синтез структуры проектируемых систем (структурный синтез);
− выбор
численных
значений
(параметрический синтез).
параметров
элементов
систем