книги / Основы автоматизации проектирования в строительстве

позволяют получить справку по любому вопросу в глобальной сети Internet.

Стандартный интерфейс Windows позволяет свести освоение любой незнакомой программы к двум достаточно простым приемам:

1)найти инструменты программы (обычно они сосредоточены

впанелях инструментов на самом видном месте) и определить их назначение и приемы использования;

2)посмотреть элементы управления программы (меню, команд­ ные кнопки и т.п.), выделить среди них знакомые и незнакомые. Проверить действие знакомых элементов и установить назначение незнакомых. В большинстве случаев информация о незнакомых эле­ ментах бывает встроена в программу, и разыскать ее несложно. Речь идет о справочной системе, которая входит в состав большинства приложений. Вызов ее обычно производится с помощью пункта Справка (Help) или? строки меню панели инструментов.

Перечислим основные технологические принципы Windows, не имеющие аналогов в MS DOS:

♦принцип «Select» - выделение фрагмента в приложении для дальнейшей работы с ним (копирования, перемещения, удаления изменения и т.п.);

♦принцип «Drag-and-drop» - перемещение и оставление выде­ ленного фрагмента, пиктограммы, окна панели инструментов;

♦принцип «Clipboard» - передача информации через буфер обмена;

♦«Wizards» от англ. «Волшебник» - использование мастеров

вприложениях для создания специальных документов, форм, запро­ сов, отчетов, диаграмм и др;

♦технология OLE - связь и внедрение объектов (<сервер OLEприложение, в котором создается объект, клиент OLE-приложение, принимающее объект OLE);

♦«мультимедиа» (много сред) - спец, технология, позволяю­ щая с помощью программного обеспечения и технических стредств объединить на ПК текст и графику со звуком и анимацией.

§4. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПЕРАЦИОННОЙ

СИСТЕМЫ UNIX

Операционная система UNIX разработана в 70-х годах Кеном Томпсоном и Деннисом Ритчи в Bell Laboratory и первоначально предназначалась для проведения исследовательских работ. Однако концептуальная целостность системы и целый ряд новых нетрадици­ онных и прогрессивных решений, заложенных в нее при создании, показали преимущества UNIX по сравнению с другими операцион­ ными системами этого класса. Система UNIX быстро распростра­ нилась и сейчас активно используется на многих вычислительных установках.

Вскоре после создания первых версий, написанных на алго­ ритмическом языке Ассемблер, Томпсон начал работать над ком­ пилятором для языка Fortran, а в результате, разработал язык В. Это был интерпретатор со всеми свойственными интерпретатору ограничениями, и Ритчи переработал его в другой язык, названный С, позволявший генерировать машинный код. В 1973 году ядро операционной системы было переписано на языке высокого уров­ ня С - неслыханный до этого шаг, оказавший громадное влияние на популярность UNIX. Это означало, что теперь система UNIX может быть перенесена на другие аппаратные платформы за счи­ танные месяцы, кроме того, значительная модернизация системы и внесение изменений не представляли особых трудностей.

UNIX - 64-разрядная ОС, имеет алфавитно-цифровой ин­ терфейс. Может работать на многопроцессорных машинах, есть возможность подключения множества терминалов, при этом каж­ дому пользователю выделяется до 1Мб ОП. ОС UNIX работает в ре­ жиме реального времени, имеет высокую степень защищенности (самовосстанавливающаяся система). Для того чтобы пользова­ тели, умеющие работать в ОС Windows, не испытывали трудно­ стей при переходе на UNIX, для данной ОС создана программаоболочка XWindows.

Система Linux возникла как вариант операционной системы UNIX, предназначенный для персональных компьютеров с IBMсовместимой архитектурой. Первоначальная версия была напи­ сана Линусом Торвальдсом (Linus Torvalds), финским студен­ том, изучающим теорию вычислительных машин. В 1991 году Торвальдс представил в Internet первую версию системы Linux. С тех пор множество людей, сотрудничая посредством Internet, развивают Linux под руковдством ее создателя. Благодаря тому, что система Linux является бесплатной и можно беспрепятст­ венно получить ее исходный код, она стала первой альтернати­ вой рабочим станциям UNIX.

Linux - это UNIX для свободного распространения и исполь­ зования. Любая ее копия является легальной, даже с пиратского диска.

На сегодняшний день Linux является полнофункциональной системой семейства UNIX, способной работать на различных платформах.

Основные характеристики Linux:

♦64-разрядная ОС,

♦алфавитно-цифровой интерфейс,

♦есть программа управления файлами Midnight Commander (как NC, но по возможностям ближе к FAR),

♦есть такой же Office (если не лучше), как MS Office - «Open Office», но бесплатный,

♦имеется язык Лого и другие языки, и системы программиро­ вания, в том числе визуального;

♦большое достоинство - отсутствие вирусов (в настоящее время).

Linux используется не только многими отдельными про­ граммистами, она проникла и в корпоративную среду. В основ­ ном это произошло благодаря высокому качеству ядра операци­ онной системы Linux, а не из-за того, что эта система является бесплатной.

В 2006 году фирма «Майкрософт» представила первую бе­ та-версию операционной системы Windows Vista и объявила о начале ее широкомасштабного тестирования. По мнению соз­ дателей Windows Vista, ее название достаточно точно отражает те преимущества, которые новая операционная система даст пользователям. Слово «vista» можно перевести как «новые воз­ можности», «открывающиеся перспективы». Windows Vista явля­ ется продуктом, который будет использоваться по всему миру мил­ лионами людей с разными знаниями, жизненным опытом и миро­ ощущением.

С изменением названия системы фирма «Майкрософт» не изме­ нила ее требований к аппаратным компонентам. Для работы потре­ буется современный компьютер на базе процессора Intel Pentium или AMD Athlon с 512 МБ оперативной памяти и видеокартой, под­ держивающей DirectX 9.0.

Минимальные требования для установки Windows Vista Premium: 32-разрядный (х86) или 64-разрядный (х64) процессор с тактовой частотой 1 ГГц, 1 ГБ оперативной памяти, не менее 128 МБ ви­ деопамяти, функция Pixel Shader 2.0 и цветность 32 бит/пиксел; жесткий диск емкостью 40 Гб с 15 Гб свободного дискового про­ странства, дисковод для DVD-дисков, возможность вывода аудио­ сигнала, доступ в Internet.

По заявлению представителей «Майкрософт», новая система будет более стабильной и безопасной, гарантируя пользователю пол­ ную сохранность его файлов. ОС поддерживает как 32-разрядные, так и 64-разрядные компьютеры, имеет усовершенствованные меха­ низмы для работы с мобильными устройствами, а также возможно­ сти по управлению и обслуживанию большого количества компью­ теров в огромных компаниях. Большой плюс этой системы в том, что 32- и 64-разрядные версии разрабатываются одновременно.

Максимум внимания уделено конфиденциальности информа­ ции пользователей. Изменен подход к драйверам устройств, кото­ рые будут работать более стабильно. При этом разработчики фирмы

«Майкрософт» обещают сохранить совместимость со всеми устрой­ ствами, работающими с Windows ХР.

Самыми важными свойствами операционной системы явля­ ются надежность и безопасность. «Майкрософт» обещает, что Vista будет самой защищенной и надежной системой. Если про­ изойдет сбой какого-то системного сервиса, он будет автоматиче­ ски перезагружен без необходимости перезагрузки всей системы. Vista будет контролировать использование всех ресурсов и пы­ таться самостоятельно исправлять обнаруженные проблемы. Сре­ ди новых функций, относящихся к области безопасности, будет возможность быстрой смены пользователя, необходимая в боль­ ших организациях.

Пользователям сразу будут заметны визуальные нововведе­ ния. Система получила панель поиска, доступную из любого при­ ложения и позволяющую находить необходимую информацию по множеству параметров: автор, дата, ключевые слова, тип файлов и т.п. Некоторые инновации, такие как «виртуальные папки» (virtual folders), призваны изменить обычное понимание о способах орга­ низации информации. Виртуальная папка - это новый объект, позво­ ляющий объединять файлы из разных папок и дисков, основываясь на указанных пользователем критериях. Ко всем файлам можно будет добавлять комментарии, ключевые слова и рейтинги, а также любые другие данные. Дополнительная информация называется метаданными. Они хранятся вместе с файлами. По метаданным воз­ можен поиск информации.

«Майкрософт» обещает, что новый браузер Internet Explorer 7 в Vista будет более защищен.

Переход на новую версию системы для больших компаний является достаточно серьезным и дорогим шагом. «Майкрософт» уверяет, что компании сильно сэкономят на обслуживании Windows Vista. Компания делает ставку на то, что большинство сложных функций по настройке и установке системы значительно упростится.

Контрольные вопросы

1.Основные функции операционных систем.

2.Каковы общие принципы организации структуры и функцио­ нирования операционных систем?

3.Раскройте сущность файловой системы.

4.Операционная система MS DOS, ее особенности и возможности.

5.Особенности ОС Windows, ее эволюционные изменения, стан­ дартный графический интерфейс.

6.Стандартный интерфейс Windows и общие технологические принципы работы в этой ОС.

7.Основные характеристики операционной системы UNIX.

8.Операционная система Linux.

9.Новые возможности операционной системы Windows Vista.

ЛЕКЦИЯ 7

ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САПР

Информационное обеспечение (ИО) САПР включает в себя со­ вокупность сведений, необходимых для поддержания процесса авто­ матизированного проектирования, а также традиционные средства формирования и обновления информационных массивов, алгоритмы оптимального размещения и поиска информации.

Назначение ИО: организация хранения информации; поиск ин­ формации; обеспечение защиты информации от несанкционирован­ ного доступа; удобство и своевременность представления необходи­ мых сведений непосредственному исполнителю для проектирования.

Основная задача ИО САПР - удовлетворение информационных потребностей проектировщика и отдельных компонентов САПР.

Как отмечалось ранее, основу ИО САПР составляет банк данных (БНД) - сложная информационно-программная система, состоящая из одной или нескольких баз данных (БД), системы управления базами данных (СУБД), баз знаний (БЗ) и экспертных систем (ЭС).

§1. Б а з ы д а н н ы х

В общем случае базой данных (БД) называют совокупность данных из какой-либо предметной области, организованных опре­ деленным образом. БД играют особую роль в современном мире. Все, с чем мы ежедневно сталкиваемся в жизни, скорее всего, заре­ гистрировано в той или иной базе.

Данные, которыми пользуются проектировщики в процессе своей работы, можно подразделить.

2. Входные данные - исходная информация, необходимая для проектирования: содержание технического задания (параметры про­ ектируемого объекта, технические нормативы, специальные условия); материалы инженерных изысканий (геодезических, инженерно-геоло­ гических, экологических и др.); нормативно-справочная информация

(содержание стандартов и норм проектирования, сведения справочно­ го характера о материалах, строительных конструкциях, типовых про­ ектных решениях); сведения, отражающие инженерный опыт, вопросы теории и описания методов расчета;

2.Промежуточные данные, которые накапливаются в ходе работы САПР и могут быть исходными для другого процесса.

3.Выходные данные - это результаты проектирования, а имен­ но: принятые проектные решения, проектные документы.

Конечно, вся эта информация может храниться и на бумаге, но современным средством хранения и обработки БД является компь­ ютер, и в дальнейшем речь будет идти о компьютерных БД.

Компьютерная Б Д - это файл (или файлы) специального формата, содержащий информацию, структурированную заданным образом, предназначенную для длительного хранения во внешней памяти ЭВМ и постоянного применения. Доступ к компьютерной БД возможен, как со стороны пользователей, так и со стороны при­ кладных программ.

База банных может полностью храниться на одном компьютере {локальная БД) или различные части одной базы данных хранятся на нескольких компьютерах, объединенных сетью {распределенная БД).

Применение баз данных в САПР позволяет решать следующие проблемы организации и ведения больших массивов информации:

1)сокращение избыточности, т.е. сокращение дублирования ин­ формации, в идеале - один экземпляр; 2) обеспечение целостности, т.е. наличие в БД лишь достоверных данных; 3) разграничение дос­ тупа пользователей к данным и обеспечение секретности; 4) обеспе­ чение независимости представления данных в прикладных про­ граммах от типов запоминающих устройств и способов их физиче­ ской организации; 5) возможность расширения БД.

1. Основные структуры данных

При построении компьютерной БД используется структури­ рованная совокупность данных. Структуры данных, обрабатывае­ мых ПО САПР, чрезвычайно разнообразны. Поэтому эффективная реализация методов и алгоритмов автоматизированного проектиро­ вания требует глубокого знания основных способов представления

данных в ЭВМ. Рассмотрим основные способы структурирования данных.

Элементарными структурами данных являются константа и пе­ ременная. Константа характеризуется фиксированными именем, типом и значением. Переменная имеет фиксированное имя и тип, но переменное значение.

Массив- конечное множество переменных единого фиксиро­ ванного типа, объединенных единым фиксированным именем. Ссыл­ ка на отдельные переменные массива осуществляется посредством имени массива и одного или нескольких индексов. Эта структура на­ ходит широкое применение в ПО подсистем машинной графики и диалогового взаимодействия человека и ЭВМ, а также при реали­ зации численных методов в прикладных программных комплексах.

Запись — структура данных, позволяющая группировать дан­ ные различных типов. Запись состоит из ряда поименованных по­ лей, каждое поле определяется как переменная, массив или запись более низкого уровня иерархии, обладающая своими полями с раз­ ными типами данных. Доступ к информации, содержащейся в запи­ си, осуществляется с помощью составных имен.

Таблица - объединение структур данных типа «запись». Таблица аналогична двухмерному массиву, но ее столбцы (поля) могут иметь разные типы. Примеры некоторых типов полей приведены в табл. 7.1.

		Таблица 7.1
	Типы полей в компьютерной БД
Тип поля	Что используется	Размер
Текстовый или	Текст или комбинация текста	До 255 символов
символьный
Числовой	Числовые данные	1,2,4 или 8 байт
Поле MEMO	Длинный текст или числа	До 64000 символов
Дата/ время	Дата и время	8 байт
Денежный-	Значения валют	8 байт
Логический		1 или 0 (да или нет)
Объекты OLE		До 1 Гб
Гиперссылки		До 64000 символов

Фрейм- структура данных для преставления знаний в кон­ кретных предметных областях. Подобно записи, фрейм состоит из отдельных полей (ячеек), заполненных содержательными понятия­ ми предметной области. Поля фрейма связаны между собой отно­ шениями, реализованными обычно в виде отдельных процедур.

Пример фрейма. Для представления знаний о сборной ж/б плите пе­ рекрытия может использоваться фрейм ПЛИТА. Поля этого фрейма - тип (пустотная, ребристая, плоская), высота, нагрузка, класс бетона, класс арматуры, назначение (гражданское или промышленное здание) и дру­ гие. Отношениями в этом фрейме будут уравнения, составляющие мате­ матическую модель плиты. Фреймы ПЛИТА, КОЛОННА и другие, объе­ диненные в сеть, составляют модель предметной области САПР «Строи­ тельные конструкции».

Существуют и другие структуры данных: стек, очередь, список, дерево, а комбинация рассмотренных структур позволяет организо­ вывать новые структуры.

При построении компьютерной БД следует отметить два уров­ ня представления данных: физический и логический.

Физический уровень отражает способ хранения и структуру дан­ ных с учетом их расположения на носителях информации в запоми­ нающих устройствах ЭВМ.

На логическом уровне данные представляются в виде, удобном для использования в прикладных программах или непосредственно проектировщиками при отборе нужной информации.

2. Модели представления данных

Модель данных - формализованное описание, отражающее со­ став и типы данных, а также взаимосвязи между ними.

По способам установления связей между данными (на логиче­ ском уровне) различают модели:

♦иерархическую,

♦реляционную,

♦сетевую и др.