САПР

Компьютерные сети

Компьютерная сеть (англ. Computer NetWork, от net — сеть, и work — работа) — это система обмена информацией между компьютерами. Представляет собой совокупность трех компонентов:

1)сети передачи данных;

2)компьютеров, взаимосвязанных сетью передачи данных;

3)сетевого программного обеспечения.

Пользователи компьютерной сети получают возможность совместно использовать её программные, технические, информационные и организационные ресурсы.

Компьютерная сеть представляет собой совокупность узлов (компьютеров, рабочих станций и др.) и соединяющих их ветвей.

Ветвь сети — это путь, соединяющий два смежных узла.

Узлы сети бывают трёх типов:

1)оконечный узел — расположен в конце только одной ветви;

2)промежуточный узел — расположен на концах более чем одной ветви;

3)смежный узел — такие узлы соединены, по крайней мере, одним путём, не содержащим никаких других узлов.

Топология компьютерных сетей

Интернет состоит из многих тысяч корпоративных,

научных, правительственных и домашних компьютерных сетей.

Объединение сетей разной архитектуры и топологии стало возможно благодаря протоколу IP (англ. Internet Protocol) и

принципу маршрутизации пакетов данных.

Существует множество способов соединения компьютеров,

из них можно выделить пять базовых топологий: шина (E),

кольцо (D), звезда (C), ячеистая топология (A) и решётка (B).

Остальные способы являются комбинациями базовых. В общем случае такие топологии называются смешанными или гибридными, но некоторые из них имеют собственные названия,

например «Дерево» (F).

21

Принципы работы компьютерных сетей

При организации связи между двумя компьютерами за одним компьютером закрепляется роль поставщика ресурсов (программ, данных и т.д.), а за другим — роль пользователя этих ресурсов. В этом случае первый компьютер называется сервером, а второй

— клиентом или рабочей станцией. Работать можно только на компьютере-клиенте под

управлением специального программного обеспечения.

Сервер (англ. serve — обслуживать) — это высокопроизводительный компьютер с большим объёмом внешней памяти, который обеспечивает обслуживание других компьютеров путем управления и распределения ресурсов совместного пользования (программ, данных и

периферийного оборудования).

Клиент (рабочая станция) — любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера.

Например, сервером может быть мощный компьютер, на котором размещается

центральная база данных, а клиентом — обычный компьютер, программы которого по мере необходимости запрашивают данные с сервера. В некоторых случаях компьютер может быть

одновременно и клиентом, и сервером. Это значит, что он может предоставлять свои ресурсы и хранимые данные другим компьютерам и одновременно использовать их ресурсы и данные.

Для преодоления несовместимости интерфейсов (совокупность методов взаимодействия ОС с пользователем) отдельных компьютеров вырабатывают специальные стандарты,

называемые протоколами коммуникации.

Протокол коммуникации — это согласованный набор конкретных правил обмена информацией между разными устройствами передачи данных. Имеются протоколы для

скорости передачи, форматов данных, контроля ошибок и др.

Таблица 3 – Наиболее распространенные протоколы коммуникации

	Имя	Дефиниция	Назначение
	протокола
	ip	Internet Protocol	Передача пакетов данных
	tcp	Transmission Control Protocol	Управление потоками пакетов данных
	http	Hyper Text Transfer Protocol	Распространение Web-данных (гипертекста)
	ftp	File Transfer Protocol	Копирование файлов между компьютерами

Для работы с сетью необходимо наличие специального сетевого программного обеспечения, которое обеспечивает передачу данных в соответствии с заданным протоколом.

Протоколы коммуникации предписывают разбить весь объём передаваемых данных на

пакеты — отдельные блоки фиксированного размера. Пакеты нумеруются, чтобы их затем можно было собрать в правильной последовательности. Контрольная сумма данных пакета содержит информацию, необходимую для контроля ошибок. Первый раз она вычисляется передающим компьютером. После того, как пакет будет передан, контрольная сумма повторно вычисляется принимающим компьютером. Если значения не совпадают, это означает, что данные пакета были повреждены при передаче. Такой пакет отбрасывается, и автоматически направляется запрос повторно передать пакет.

22

При установлении связи устройства обмениваются сигналами для согласования коммуникационных каналов и протоколов. Этот процесс называется подтверждением установления связи (англ. HandShake — рукопожатие).

Классификация компьютерных сетей

По степени географического распространения сети делятся на локальные, городские,

корпоративные, глобальные и др.

Локальная сеть (ЛВС или LAN — Local Area NetWork) — сеть, связывающая ряд компьютеров в зоне, ограниченной пределами одной комнаты, здания или предприятия.

Городская сеть (MAN — Metropolitan Area NetWork) — сеть, которая обслуживает информационные потребности большого города

Глобальная сеть (ГВС или WAN — World Area NetWork) — сеть, соединяющая компьютеры, удалённые географически на большие расстояния друг от друга. Отличается от локальной сети более протяженными коммуникациями. Глобальная сеть объединяет локальные сети.

Интернет – объединяет все компьютерные сети.

Физическая среда передачи данных

В зависимости от среды передачи данных линии связи разделяются на следующие:

Кабельные линии представляют собой достаточно сложную конструкцию. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции. Кроме того, кабель может быть оснащен разъемами, позволяющими быстро выполнять присоединение к нему различного оборудования. В компьютерных сетях применяются три основных типа кабеля: кабели на основе скрученных пар медных проводов, коаксиальные кабели с медной жилой, а также волоконно-оптические кабели, которые состоят из тонких (5-60 микрон) волокон,

распространяющие световые сигналы (лазер или светодиод). Это наиболее качественный тип кабеля — он обеспечивает передачу данных с очень высокой скоростью (до 100 Гбит/с) на различные расстояния (в зависимости от типа кабеля – от 50 км до 5000 км).

Радиоканалы наземной и спутниковой связи образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн. Существует большое количество различных типов радиоканалов,

отличающихся как используемым частотным диапазоном, так и дальностью канала. Диапазоны коротких, средних и длинных волн (KB, CB и ДВ), называемые также диапазонами амплитудной модуляции (AM) по типу используемого в них метода модуляции сигнала,

обеспечивают дальнюю связь, но при невысокой скорости передачи данных. Более скоростными являются каналы, работающие на диапазонах ультракоротких волн (УКВ) - Wi-Fi, Bluetooth, для которых характерна частотная модуляция (FM).

23

Персональные световые каналы IrDA – обеспечивают передачу данных на короткое расстояние в инфракрасном диапазоне.

Иерархия Интернет. Служба DNS

DNS (Domain Name System) – это распределенная база данных, поддерживающая иерархическую систему имен для идентификации узлов в сети Internet. Служба DNS

предназначена для автоматического поиска IP-адреса по известному символьному имени узла.

Для идентификации подключенных к Internet компьютеров каждый их них имеет свое собственное имя, представленным определенным соединением символов. Отдельные части символов называются доменами. Имя может иметь несколько доменов, которые отделяются друг от друга точками. Если имя рассматривать слева направо, каждый последующий домен на один уровень выше, чем предыдущий. Крайняя правая часть имени называется доменом верхнего уровня.

Домены верхнего уровня назначаются для каждой страны, а также на организационной основе. Имена этих доменов должны следовать международному стандарту ISO 3166. Для обозначения стран используются трехбуквенные и двухбуквенные аббревиатуры.

Каждый домен DNS администрируется отдельной организацией, которая обычно разбивает свой домен на поддомены и передает функции администрирования этих поддоменов другим организациям. Каждый домен имеет уникальное имя, а каждый из поддоменов имеет уникальное имя внутри своего домена. Имя домена может содержать до 63 символов.

Некоторые домены верхнего уровня

Канада

Франция

Россия

США

Украина

ca

fr

ru

us

ua

Некоторые домены второго уровня

Коммерческие

Учебные

Государственные

Военные

Другие

Ресурсы

организации

заведения

учреждения

учреждения

организации

сети

com

edu

gov

mil

org

net

Например, адрес Госкомстата Украины http://www.ukrstat.gov.ua. Крайняя правая часть имени (ua) сообщает, что этот сервер (компьютер) находиться в Украине. Следующая часть

(gov) показывает, что он принадлежит государственному учреждению, а третий домен (ukrstat)

показывает название организации, которая им владеет – Госкомстат Украины. Символ (www)

указывает на то, что данный компьютер выполняет функции сервера, а символ (http)

показывает вид протокола передачи информации, в данном случае на основе гипертекста (Web).

Месторасположение конкретного информационного ресурса описывается следующим выражением: Протокол:// адрес_сервера/путь_к_файлу/имя файла.

24

Примеры доменов некоторых сайтов:

http://www.mon.gov.ua	Сайт министерства образования и науки
	Украины
http://www.dgasa.dn.ua	Сайт Донбасской национальной академии
	строительства и архитектуры
http://www.yandex.ua	Сайт Яндекс
http://www.google.ru/	Сайт Google

Одним из самых длинных доменов владеет ткачиха-христианка, шьющая скромную

одежду: http://www.modestapparelchristianclothinglydiaofpurpledressescustomsewing.com

Принципы работы в Web-среде (http)

Информация в Internet организована в виде компьютерных файлов, которые отображаются Web-страницами (англ. web — «паутина»). Совокупность Web-страниц образуют

Web-сайт. Последние могут содержать различные типы информации: тексты, изображения,

программы, гиперссылки, аудио и видеофайлы. Всемирная паутина – World Wide Web (сокращенно www) – основывается на гипертекстовой логике просмотра документов, по которой Web-страница содержит ссылки на другие источники или слова.

Для доступа к Web используется специальная программа – браузер. Каждый раз, когда осуществляется запрос Web-страницы, браузер устанавливает связь с соответствующим сервером, запрашивает копию этой Web-страницы и отображает на экране. Практически все популярные браузеры распространяются бесплатно или «в комплекте» с другими приложениями: Internet Explorer (совместно с Microsoft Windows), Mozilla Firefox (бесплатно,

свободное ПО), Safari (совместно с Mac OS или бесплатно для Windows), Opera (бесплатно,

начиная с версии 8.50), Google Chrome (бесплатно, свободное ПО).

Таблица 4 – Распространенность популярных браузеров

	Название браузера	Страна-производитель		Распространенность среди
				пользователей, %
	Internet Explorer	С 1995 г, Microsoft, США		62
		С 2002	г., Mozilla Corporation
	Mozilla Firefox	(некоммерческая		24
		организация), США
	Safari	С 2003	г., Apple, США	4,5
	Opera	С 1995	г., Opera, Норвегия	2,4
	Google Chrome	С 2008	г., Google, США	5,2

25

Начало работы в Internet происходит с домашней страницы – это Web-страница сайта вашего сервера, к которому подключен ваш компьютер. Для поиска информации можно использовать два метода:

1)введение в адресную строку браузера непосредственного имени домена или пути к информационному ресурсу;

2)воспользоваться любой поисковой системой (например, www.meta-ukraine.com, www.yandex.ru, www.google.ru и др.); для этого необходимо ввести необходимое ключевое слово или несколько слов и после нажатия кнопки «НАЙТИ» поисковая система найдет все ссылки на сайты, где встречается это ключевое слово или слова.

Самые популярные сайты Мира (2009 г):

«Google» (google.com) — поисковая система и мультисервисный портал. «Yahoo!» (yahoo.com) — поисковая система и мультисервисный портал. «Facebook» (facebook.com) — социальная сеть.

«YouTube» (youtube.com) — видеохостинг. «Windows Live» (live.com) — поисковая система.

«Wikipedia» (wikipedia.org) — свободная мультиязычная универсальная энциклопедия.

На территории СНГ (2009 г.):

«Яндекс» (yandex.ru) — поисковая система и мультисервисный портал. «В Контакте» (vkontakte.ru) — социальная сеть.

«Mail.ru» (mail.ru) — почтовый сервис и мультисервисный портал. «Google Россия» (google.ru) — поисковая система и мультисервисный портал (российское представительство).

«Одноклассники.ru» (odnoklassniki.ru) — социальная сеть.

Вопросы для самостоятельного изучения

1.Принципы коллективной работы в САПР.

2.Сетевое использование документов.

3.Сетевое использование оргтехники.

26

Тема 4

AutoCAD. Развитие и основные принципы проектирования

Общая характеристика AutoCAD

AutoCAD — программный пакет для автоматизированного проектирования и черчения в

2-х и 3-мерной системе координат. Разработана компанией Autodesk (США, Калифорния).

Компания Autodesk занимается разработкой систем автоматизированного проектирования

AutoCAD c 1982 года.

Ранние версии AutoCAD оперировали элементарными объектами, такими как круги,

линии, дуги и др., из которых составлялись более сложные объекты. Однако на современном этапе программа включает в себя полный набор средств, обеспечивающих комплексное трёхмерное моделирование, в том числе работу с произвольными формами, создание и редактирование 3D-моделей тел и поверхностей, улучшенную 3D-навигацию и эффективные средства выпуска рабочей документации. Начиная с версии 2010, в AutoCAD реализована поддержка параметрического черчения, то есть возможность привязывать к объекту геометрические или размерные зависимости. Это гарантирует, что при внесении любых изменений в проект, определённые параметры и ранее установленные между объектами связи сохраняются.

Некоторые функциональные возможности современной версии:

1.Инструменты для работы с произвольными формами позволяют создавать и анализировать сложные трехмерные объекты. Их формирование и изменение осуществляются простым перетаскиванием поверхностей, граней и вершин.

2.Возможность трехмерной печати. Можно создавать физические макеты проектов через специализированные службы 3D-печати или персональный 3D-принтер.

3.Использование динамических блоков позволяет создавать повторяющиеся элементы с изменяемыми параметрами без необходимости перечерчивать их заново или работать с библиотекой элементов.

4.Запись операций позволяет формировать последовательности команд даже без опыта программирования. Записываемые операции, команды и значения ввода регистрируются и отображаются в отдельном окне в дереве операций. После остановки записи можно сохранить команды и значения в файле макроса операций с целью последующего воспроизведения. При коллективной работе макросы могут быть доступны всем.

5.Диспетчер подшивок организует листы чертежей, упрощает публикацию,

автоматически создает виды, передает данные из подшивок в основные надписи и штемпели и выполняет задания таким образом, чтобы вся нужная информация была в одном месте.

6.Инструменты упрощенной трехмерной навигации: «видовой куб» позволяет переключаться между стандартными и изометрическими видами — как

27

предварительно заданными, так и из выбранной пользователем точки; «штурвал» объединяет в одном интерфейсе несколько различных инструментов навигации и предоставляет быстрый доступ к командам вращения по орбите, панорамирования,

центрирования и зумирования.

7.Инструмент «аниматор движения» предоставляет доступ к именованным видам,

сохраненным в текущем чертеже и организованным в категории анимированных

последовательностей. Его можно применять как при создании презентации проекта

(анимированные ролики), так и для навигации.

Интерфейс пользователя поддерживает возможность настройки под потребности конкретной отрасли.

Существует также, так называемая, «Студенческая версия AutoCAD», предназначенная исключительно для использования студентами и преподавателями в образовательных целях,

доступна для бесплатной загрузки с сайта Образовательного сообщества Autodesk (students.autodesk.com). Функционально студенческая версия AutoCAD ничем не отличается от полной, за одним исключением: DWG-файлы, созданные или отредактированные в ней, имеют специальную пометку (так называемый educational flag), которая будет размещена на всех видах, при печати файла (вне зависимости от того из какой версии – студенческой или профессиональной – выполняется печать).

Особенности аппаратного обеспечения для AutoCAD

В программных пакетах AutoCAD имеется возможность подключения двух мониторов:

один графический, для отображения создаваемых графических объектов, второй – алфавитно-

цифровой для вывода текстовых сообщений, эхо-контроля вводимых команд, данных и т.д. В

этом случае под рабочее поле графического редактора отводится больше пространства на графическом мониторе.

Использование устройств ввода графической информации значительно повышает эффективность использования системы (быстрота выполнения различных команд, прорисовка примитивов, использование меню и т.д.). В качестве таких устройств могут быть использованы:

- манипулятор "мышь", причем все кнопки имеют свое функциональное назначение в

AutoCAD;

-цифровой планшет. Принцип работы ЦП аналогичен принципу работы "мыши" с тем отличием, что указатель планшета можно передвигать только по рабочему полю планшета. В

качестве указателя для планшета используют специальный "цифровой карандаш" или кольцо с визиром;

-световое перо. Ввод координат или выбор директивы из меню с помощью этого устройства выполняется следующим образом: световое перо подводится к требуемой точке на экране и на нем нажимается специальная кнопка. В современных системах световое перо используется очень редко.

28

Формат файлов AutoCAD

Чертеж в AutoCAD представляет собой специальным образом устроенный файл,

содержащий информацию о составе и строении рисунка. В системе AutoCAD все файлы рисунков имеют типовое расширение ".dwg" (от англ. drawing – рисунок). Это уникальный закрытый и основной формат файлов для обмена информацией между вертикальными приложениями Autodesk.

Системы координат

Для задания положения отдельных точек на рисунке в системе AutoCAD используется система декартовых координат, называемая Мировой системой координат (МСК).

Горизонтальная ось - oX, вертикальная - oY. Координаты точки определяются относительно начала координат, которое на рисунке обычно находится в левом нижнем углу. Для представления трехмерных объектов вводится ось oZ (в совокупности с осями oX и oY при этом образуется система координат согласно правилу правой руки).

МСК определена в системе AutoCAD и не может быть изменена пользователем. Однако пользователь имеет возможность создать собственную «Пользовательскую систему координат»

(ПСК). Начальная точка такой системы координат может располагаться в любой точке МСК, а

ее оси могут быть повернуты в соответствии с требованиями пользователя. Причем таких систем можно задать несколько.

Лимиты рисунка

В начале сеанса выполнения нового рисунка AutoCAD строит условный ограничительный прямоугольник с определенными координатами углов. Стороны этого прямоугольника представляют собой лимиты рисунка. AutoCAD пресекает попытки расположения каких бы то ни было элементов за пределами этих границ.

Лимиты рисунка можно изменять в процессе черчения. Можно также отключить автоматический контроль соблюдения лимитов.

Границы рисунка

Прямоугольник, охватывающий фактически занятую рисунком часть пространства,

определяет границы (extents) рисунка.

Графическое поле

Графическое поле – это фактически границы рабочего поля на экране. Элементы рисунка можно посмотреть в увеличенном масштабе.

Основные графические примитивы

Графические примитивы AutoCAD:

- Отрезок - задается координатами концов отрезка: двумерный (x, y) либо трехмерный (x, y, z). Можно рисовать любым типом линий.

29

-Круг, дуга - можно рисовать различными способами и различными типами линий.

-Точка - положение задается двухили трехмерными координатами. Изображаются на экране различными символами.

-Текст - можно писать разными шрифтами любого размера и ориентации и т.д.

-Полоса - плоская закрашенная линия любой заданной ширины, одинаковой по всей

длине.

-Фигура - закрашенные треугольники или четырехугольники на плоскости.

-Блок - составной примитив, сформированный из других примитивов.

-Размеры - составные примитивы (отрезки, дуги, стрелки, текст) для простановки размеров объектов.

-Полилиния - линия, состоящая из прямолинейных и дуговых сегментов с заданным типом линии, шириной и конусностью.

-3М Полилиния - пространственный объект, который может состоять только из прямолинейных сегментов.

-3М Грань - треугольные или четырехугольные участки трехмерных поверхностей.

-3М Сеть - поверхности, состоящие из трехмерных участков плоскостей. С их помощью можно строить поверхности вращения, криволинейные цилиндры и т.д.

Цвета и типы линий

Каждый графический примитив характеризуется цветом и типом линии.

Цвета кодируются целыми числами от 1 до 255 (вывод на экран - в зависимости от возможностей монитора и видеоадаптера). Тип линии определяется последовательностью чередующихся линейных сегментов и пробелов, которой изображается данная линия.

Способы ввода команд

-набрав команду на клавиатуре;

-используя экранное меню;

-используя падающие меню;

-используя различные кнопки на устройстве указания;

Повтор последней выполненной команды - клавиши "Enter" или "пробел".

Прозрачные команды - "апостроф"+имя команды.

Ввод точек

-вводя абсолютные координаты с клавиатуры;

-вводя относительные координаты с клавиатуры;

-указывая точку на экране ручным манипулятором;

-указывая точку на экране, пользуясь курсорными клавишами;

-пользуясь объектной привязкой к характерным точкам;

-комбинируя эти способы с помощью координатных фильтров.

30