САПР

Периферийные устройства – устройства, обеспечивающие обмен информации между компьютером и человеком (устройства ввода, вывода и ввода-вывода информации). Основные виды:

1. Монитор (от англ. следить) или дисплей – устройство для зрительного восприятия информации на экране. Различают – цветные (RGB-дисплей) и монохромные мониторы; по конструкции бывают с электронно-лучевыми трубками (CRT, cathode ray tube),

жидкокристаллические (LCD, liquid crystal display, они же TFT) и плазменные. Существуют сенсорные покрытия экрана для управления компьютером касанием руки через экран. Вид экрана бывает стандартным 3:4 и широкоформатным. Разрешение от 600х800 до 1600х1200 пк

(табл. 2). Устройство вывода.

Рис. 13 – LCD-монитор персонального компьютера

При выполнении чертежей важно знать, что разрешение мониторов 72 или 96

пикселей/дюйм, а разрешение печати принтера от 150 пикселей/дюйм. Типографическое качество печати 300 пикселей/дюйм. Поэтому, если фотографическое изображение (например,

план дома или фасад) распечатать с разрешением 72 пикселей/дюйм, то получим низкое качество распечатки. Поэтому необходимо изменить разрешение изображения.

Таблица 2 – Характеристики мониторов

Разрешение мониторов, пиксели		Коэффициент соотношения	Разрешение,
		сторон монитора	пиксели/дюйм
По высоте	По ширине
600	800	1,33	72
768	1024	1,33	96
960	1280	1,33	96
1028	1280	1,25 (искажает)	96
1200	1600	1,33	96

Недостаток жидкокристаллических мониторов – искажение цветов и наложение градиента на однотонные цвета. Достоинства – высокая четкость изображения, низкое энергопотребление,

безопасность, малые габариты.

11

Недостатки электронно-лучевых мониторов – электромагнитное излучение, большие размеры, большое энергопотребление. Достоинства – хорошая передача цветов, отличная надежность работы пикселей.

2. Клавиатура (QWERTY-тип, т.е. как в печатных машинках). Состоит из символьных

(литерные клавиши), функциональных (от F1 до А12), управляющих (направления курсора, Page Up, Page Down), цифровых (0-9) и специальных клавиш (Shift, Ctrl, Alt и др.). Устройствj

вывода информации.

3. Манипулятор «мышь» – подвижный ручной манипулятор экранного курсора. Бывает шариковый, оптический и лазерный. Устройство ввода.

Рис. 14 – Манипулятор «мышь», шариковый

4. Сканер – устройство для ввода графической и визуальной информации в компьютер.

Бывают ручные и планшетные. Устройство ввода. Основная характеристика – разрешение,

пикселей/дюйм.

Рис. 15 – Сканер планшетный, формат А4

12

7. Принтеры – устройства печати информации на бумагу или пленку.

Литерные принтеры (практически не встречаются) – обеспечивают достаточно высокое качество печати, но набор печатаемых символов у них ограничен. Кроме того, такие принтеры не могут выводить графическую информацию. Используются весьма редко для специальных целей.

Матричные принтеры (выпускаются) – печатают с помощью головки, которая содержит вертикальный ряд тонких металлических стержней (иголок). Головка движется вдоль строки, а

стержни в нужный момент ударяют по бумаге через красящую ленту. Это и обеспечивает формирование на бумаге символов и изображений. Бывают 9-ти, 24-х и 48-ми игольчатые принтеры. Чем больше иголок содержит печатающая головка, тем выше качество печати.

Недостаток – низкая скорость печати, от 60 до 10 секунд на страницу, низкое качество графической печати, высокая стоимость. Достоинство – самые экономичные в эксплуатации,

долговечные.

Струйные принтеры – изображение формируется микрокаплями специальных чернил,

выдуваемых на бумагу с помощью сопел термической или пьезоэлектрической экструзией.

Этот способ печати обеспечивает более высокое качество получаемых документов по сравнению с матричными принтерами, очень удобен для цветной печати. Скорость печати высокая, до 2-10 сек на 1 страницу. Достоинства – хорошее качество печати, высокая скорость печати, экологичность. Недостатки – избирательность в бумаге и виде чернил, возможно засорение сопел.

Лазерные принтеры – обеспечивают наилучшее качество печати (близкое к типографскому). В этих принтерах для печати используется принцип ксерографии. Являются наиболее удобными устройствами для получения качественных печатных документов или чертежей. Существуют и цветные лазерные принтеры. Скорость вывода - от 1 до 3 секунд на страницу при выводе текстов.

Рис. 16 – Принтер лазерный, формат печати А4

13

Недостатки лазерных принтеров – выделение газов в процессе печати, которые при длительном воздействии на человека могут вызывать ухудшения здоровья.

Сублимационные принтеры – используются для печати фотографического изображения высокой точности. Как правило, малых размеров – А4, А5.

8. Плоттер или графопостроитель – устройство для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге размером до A0 или кальке.

Рис. 17 – Струйный плоттер, формат печати А0

Типы плоттеров:

а) по типу конструкции – рулонные и планшетные;

б) по типу печати – перьевые, струйные и электростатические;

На рынке инженерных плоттеров доминируют устройства фирмы Hewlett-Packard и их программное обеспечение.

9. Модем (аббревиатура, составленная из слов модулятор-демодулятор), устройство связи,

предназначенное для преобразования (шифрования – модуляции, и разшифрования -

демодуляции) сигналов телефонной сети в сигналы компьютера. Обеспечивает доступ компьютера к Интернету.

Типы модемов для компьютеров:

а) По исполнению:

внешние — подключаются через COM, USB порт или стандартный разъем в сетевой карте RJ-45 обычно имеют внешний блок питания (существуют USB-

модемы, питающиеся от USB и LPT-модемы).

внутренние — устанавливаются внутрь компьютера в слот.

встроенные — являются внутренней частью устройства, например ноутбука.

б) По виду соединения:

Модемы для коммутируемых телефонных линий (наиболее распространённый тип модемов);

14

ISDN — модемы для цифровых коммутируемых телефонных линий;

DSL — используются для организации выделенных (некоммутируемых) линий используя обычную телефонную сеть. Отличаются от коммутируемых модемов тем, что используют другой частотный диапазон, а также тем, что по телефонным линиям сигнал передается только до АТС. Обычно позволяют одновременно с обменом данными осуществлять использование телефонной линии в обычном порядке;

Кабельные — используются для обмена данными по специализированным кабелям

– к примеру, через кабель коллективного телевидения по протоколу DOCSIS.

Радио;

Сотовые – работают по протоколам сотовой связи - GPRS, EDGE, 3G, 4G и т. п.

Часто имеют исполнения в виде USB-брелока. В качестве таких модемов также часто используют терминалы мобильной связи.

Спутниковые;

PLC — используют технологию передачи данных по проводам бытовой электрической сети.

Вопросы для самостоятельного изучения

1.Виды портов персонального компьютера.

2.Проекторы.

3.Типы компьютеров.

4.USB Flash.

15

Тема 2

Программное обеспечение компьютера

Программное обеспечение (ПО) – совокупность программ системы обработки информации и программных документов, необходимых для эксплуатации этих программ

(ГОСТ 19781-90).

В сленге часто используется слово софт (от англ. software), которое в этом смысле впервые применил в статье в American Mathematical Monthly математик из Принстонского университета Джон Тьюки в 1958 году.

Программное обеспечение принято по назначению подразделять на системное,

прикладное и инструментальное.

Системное ПО

Системное ПО – это комплекс программ, которые обеспечивают эффективное управление компонентами вычислительной системы, такими как процессор, оперативная память, каналы ввода-вывода, сетевое оборудование, выступая как «межслойный интерфейс» с одной стороны которого аппаратура, а с другой приложения пользователя. В отличие от прикладного программного обеспечения, системное не решает конкретные прикладные задачи, а лишь обеспечивает работу других программ, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы и т.д.

К системному ПО относят:

а) операционные системы (ОС) – базовый набор функций, обеспечивающий управление аппаратными средствами компьютера. Осуществляет диалог с пользователем, управление компьютером, его ресурсами (оперативной памятью, дисководами и т.д.), запускает другие программы на выполнение. Наиболее распространены следующие ОС – Mac OS (Apple), OS/2

(IBM), Windows и MS-DOS (Microsoft), Linux и другие.

Семейство ОС на основе Linux – третье по популярности (0,87 %)

в мире на рынке персональных компьютеров, на рынке веб-серверов доля Linux порядка 50 %, а также используется в качестве операционной системы на 80 % самых мощных суперкомпьютеров планеты.

В настоящее время Windows установлена примерно на 93 % (падает)

персональных компьютеров и рабочих станций. Среди различных версий

Microsoft Windows на ноябрь 2009 наиболее популярна Windows XP (Windows NT 5.1).

Распространенность Mac OS – 4,9% (растет) среди персональных

компьютеров.

16

б) драйвер устройства – это компьютерная программа, с помощью которой другая программа (обычно операционная система) получает доступ к аппаратному обеспечению некоторого устройства. С помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся устройств. Как правило драйверы не имеют торговых названий.

в) утилита – компьютерная программа, расширяющая стандартные возможности оборудования и операционных систем, выполняющая узкий круг специфических задач.

Утилиты предоставляют доступ к возможностям (параметрам, настройкам, установкам),

недоступным без их применения, либо упрощают процесс. Например, утилиты для дефрагментации, очистки дисков, разметки и т.д.

г) архиваторы – это системное ПО, предназначенное для объединения файлов и их сжатия. Наиболее известными программами-архиваторами являются: WinZIP, WinRAR и

некоторые другие.

д) программные средства защиты – комплекс программ, обеспечивающих защиту ПО от вирусов, нелегального считывания информации и другим вредоносным действиям. К средствам защиты можно отнести межсетевые экраны («Брандмауэр» или устар. «файервол»), системы криптографической защиты и шифрования, а также антивирусные программы.

Антивирусные программы предназначены для поиска и устранения вредоносного ПО – вирусов, троянов, червей, программ-шпионов, спам, руткитов. В мире насчитывается более

2 млн. видов вредоносного ПО. Источники заражения - дискеты, флеш-накопители,

электронная почта, Веб-страницы, локальные сети. Заражение через оптические накопители как правило не происходит (только в случае намеренной записи вируса). Вредоносное ПО может причинять ущерб различного характера – от перемешивания клавиш, вывода из строя жестких дисков и до копирования личной информации.

Наиболее популярные антивирусные программы и страны-производители:

Аvast — Чехия (бесплатная и платная версии)

Avira — Германия (есть бесплатная версия Classic)

Comodo Group — США

Dr.Web, Антивирус Касперского — Россия

Eset NOD32 — Словакия

Frisk Software — Исландия

G-DATA — Германия

Microsoft Security Essentials — бесплатный антивирус от Microsoft

MicroWorld Technologies — Индия

MKS — Польша

Panda Software — Испания

Rising — Китай

Simple Antivirus, Украинский Национальный Антивирус — Украина

Trend Micro — Япония (номинально Тайвань/США)

Universal Anti Virus и Zillya! — Украина (бесплатные)

17

Прикладное ПО

Прикладное ПО предназначено для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанное на непосредственное взаимодействие с пользователем. В большинстве операционных систем прикладные программы не могут обращаться к ресурсам компьютера напрямую, а взаимодействуют с оборудованием и проч. посредством операционной системы.

К прикладному ПО относят:

а) программы для работы с текстом:

-текстовые редакторы – предназначены для создания и изменения текстовых файлов, а

также их просмотра на экране, вывода на печать, поиска фрагментов текста и т. п. Наиболее распространенные редакторы – Bred, Notepad++, SoloPad, WordPad и Блокнот. А также украинского производства - Лексикон, Твір 1, Твір 2.

-текстовые процессоры – вид прикладной компьютерной программы, предназначенной для производства (включая набор, редактирование, форматирование, иногда печать) любого вида печатной информации. Текстовые процессоры, в отличие от текстовых редакторов, имеют больше возможностей для форматирования текста, внедрения в него графики, формул, таблиц и других объектов. Поэтому они могут быть использованы не только для набора текстов, но и для создания различного рода документов, в том числе официальных. Наиболее распространенные текстовые процессоры – Microsoft Word, LaTeX.

б) электронные таблицы - это прикладные программы, предназначенные для проведения табличных расчетов. Первая программа для работы с электронными таблицами – табличный процессор, была создана в 1979 году, предназначалась для компьютеров типа Apple II и

называлась VisiCalc. В 1982 году появляется знаменитый табличный процессор Lotus 1-2-3,

предназначенный для IBM PC. Одним из самых популярных табличных процессоров сегодня является MS Excel, входящий в состав пакета Microsoft Office.

Основные типы данных: числа, как в обычном, так и экспоненциальном формате, текст – последовательность символов, состоящая из букв, цифр и пробелов, формулы. Формулы должны начинаться со знака равенства, и могут включать в себя числа, имена ячеек, функции

(математические, статистические, финансовые, текстовые, дата и время и т.д.) и знаки математических операций. В электронных таблицах предусмотрен также графический режим работы, который дает возможность графического представления (в виде графиков, диаграмм)

числовой информации, содержащейся в таблице.

Электронные таблицы просты в обращении, быстро осваиваются непрофессиональными пользователями компьютера и во много раз упрощают и ускоряют работу бухгалтеров,

инженеров, ученых.

в) редакторы презентаций – программы, предназначенные для создания и просмотра презентаций. Наиболее распространенными являются - Microsoft PowerPoint, OpenOffice.org Impress.

г) системы управления базами данных – это совокупность программ, предназначенных для организации хранения, обработки и поиска информации в базе данных. Наиболее используемыми из них являются: dBase, FoxBase, FoxPro, WS Access, Paradox, Oraracle.

18

д) программы векторной графики, CAx – совокупность программ для создания чертежей, конструкторской или технологической документации и 3D моделей. Графические примитивы таких программ представляют собой линии или векторы. Наиболее распространенные семейства программ векторной графики:

CAD (Computer-Aided Design) — конструкторское проектирование. Например,

AutoCAD, ArchiCAD и Компас.

CAE (Computer-aided engineering) — анализ, расчёт и моделирование физических процессов. Например, программный пакет ANSYS, NX Nastran, OpenFOAM

(моделирование механики сплошных сред), ФРУНД (моделирование динамики твердых и упругих тел), Femlab.

CAM (Computer-aided manufacturing) — подготовка технологического процесса производства изделий.

е) программы растровой графики – совокупность программ для обработки фотографических изображений (генпланов, карт, фотографических снимков фасадов и др.).

Графическим примитивом является пиксель. Наиболее распространенными примерами являются Adobe Photoshop, 3D Max Studio, True Space.

ж) программные средства специального назначения: системы автоматизации бухгалтерского учёта (1С:Предприятие), программа для выпуска ресурсной стоимостной документации АВК-5, геоинформационные системы (ArcGIS, GeoniCS, ГИС Карта),

справочные системы (Зодчий, энциклопедии, словари).

Инструментальное ПО

Инструментальное программное обеспечение – программное обеспечение,

предназначенное для использования в ходе проектирования, разработки и сопровождения программ. К ним можно отнести следующие основные виды: компиляторы, интерпретаторы,

компоновщики и отладчики.

Вопросы для самостоятельного изучения

1.Программы для инженерных расчетов.

2.Принципы работы программ растровой графики.

3.Интерфейс программы.

19

Тема 3

Сетевые технологии и Интернет

Днем рождения Интернета можно считать 29 октября 1969 года, когда в 21:00 между двумя первыми узлами сети компьютеров, находящимися на расстоянии в 640 км – в

Калифорнийском университете Лос-Анджелеса (UCLA) и в Стэнфордском исследовательском институте (SRI) – провели сеанс связи. В первый раз удалось отправить всего три символа

«LOG», после чего сеть перестала функционировать. LOG должно было быть словом LOGON (команда входа в систему). В рабочее состояние систему вернули уже к 22:30 и следующая попытка оказалась успешной.

В 1989 году в Европе, в стенах Европейского совета по ядерным исследованиям (фр. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, CERN) родилась концепция Всемирной паутины.

Её предложил знаменитый британский учёный Тим Бернерс-Ли, он же в течение двух лет разработал протокол HTTP и язык HTML.

В 1990-е годы Интернет объединил в себе большинство существовавших тогда сетей.

Объединение выглядело привлекательным благодаря отсутствию единого руководства, а также благодаря открытости технических стандартов Интернета, что делало сети независимыми от бизнеса и конкретных компаний. К 1997 году в Интернете насчитывалось уже около 10 млн.

компьютеров, было зарегистрировано более 1 млн. доменных имён. Интернет стал очень популярным средством для обмена информацией.

В январе 2010 года количество пользователей Интернет составляло около 1 млрд. чел, из них Китай – 300 млн. чел, США – 227 млн. чел, Япония – 94 млн. чел, Индия – 81 млн. чел,

Бразилия – 68 млн. чел, Германия – 55 млн. чел, Россия – 38 млн. чел. Украина по количеству пользователей занимает 15 место с количеством – 18 млн. чел. Количество пользователей постоянно растет.

В настоящее время подключиться к Интернету можно через спутники связи, радио-

каналы, кабельное телевидение, телефон, сотовую связь, специальные оптико-волоконные линии или электропровода.

Используя компьютерные сети и Интернет, инженеры и проектировщики в своей работе могут обмениваться информацией за короткое время и на любом расстоянии друг от друга. Так,

многие проектные фирмы и институты используют сетевые технологии для ускорения работы САПР. Организация компьютерной сети в офисе позволит: совместно использовать несколько компьютеров или одну программу, централизовано хранить файлы проектов, вести учет рабочего времени, обеспечить коммуникационные каналы для консультирования и многое другое.

20