[拼音]：jisuanji fuzhu sheji

[外文]：computer aided design

利用計算機(jī)幫助設(shè)計人員進(jìn)行設(shè)計工作，簡稱 CAD。在工程、產(chǎn)品等設(shè)計中，許多繁重工作如計算、畫圖、數(shù)據(jù)的存儲和處理等均可交給計算機(jī)完成。由計算機(jī)自動產(chǎn)生的設(shè)計結(jié)果，通過圖形設(shè)備告知設(shè)計人員，使設(shè)計人員及時對設(shè)計作出判斷和修改，以便更有效地完成設(shè)計工作。CAD能減輕設(shè)計人員勞動，縮短設(shè)計周期和提高設(shè)計質(zhì)量。計算機(jī)能幫助設(shè)計人員擔(dān)負(fù)計算、信息儲存和制圖等項工作。

（1）大量的計算：在設(shè)計中通常要計算不同方案，對結(jié)果分析比較，以決定最優(yōu)方案。

（2）大量的信息存儲：各種設(shè)計信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖形的，都能存在計算機(jī)的內(nèi)存或外存里，并能快速地檢索。

（3）制圖：設(shè)計人員通常用草圖開始設(shè)計，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可由計算機(jī)完成。還可在顯示設(shè)備上快速作出圖形，并由拷貝設(shè)備或繪圖機(jī)輸出。圖形數(shù)據(jù)存入計算機(jī)后可以隨時使用、修改、增刪，或者進(jìn)行編輯、放大、縮小、平移或旋轉(zhuǎn)。

CAD 硬件

除了計算機(jī)本身和通常的外圍設(shè)備外，計算機(jī)輔助設(shè)計主要使用圖形輸入輸出設(shè)備。交互圖形系統(tǒng)對CAD尤為重要。

圖形顯示是最重要的圖形輸出設(shè)備，也是人機(jī)交互所必不可少的。常用的圖形顯示有三種:有向束顯示、存儲管顯示和光柵掃描顯示。有向束顯示應(yīng)用最早，為了使圖像清晰，電子束必須不斷重畫圖形，故又稱刷新顯示。它易于擦除和修改圖形，適于作交互圖形的手段。存儲管顯示保存圖像而不必刷新，故能顯示大量數(shù)據(jù)，并且價格較低。光柵掃描顯示能提供彩色圖像，圖像信息可存放在存儲器里，圖像的分辨率較高。

CAD經(jīng)常使用的輸入設(shè)備有鍵盤、光筆、追蹤球、操縱桿、數(shù)字化儀、圖形輸入板等。鍵盤用以輸入命令、符號和正文等信息給計算機(jī)。有的鍵盤還裝有各種專門鍵，具有規(guī)定的功能。光筆用于在屏幕上定位或指點圖形。在屏幕上輸入或修改圖形時，須把光標(biāo)移至指定位置，光標(biāo)的移動可用追蹤球或操縱桿實現(xiàn)。數(shù)字化儀用于圖形數(shù)據(jù)的輸入。圖形輸入板與感應(yīng)筆配合，特別適用于交互式的設(shè)計。

硬拷貝設(shè)備常用作圖形顯示的附屬設(shè)備。它能將屏幕上的圖像復(fù)印出來，以便保存。計算機(jī)輔助設(shè)計還經(jīng)常使用繪圖儀、靜電繪圖機(jī)、縮微膠片計算機(jī)輸出裝置(COM)等作為輸出設(shè)備。繪圖儀產(chǎn)生圖形的速度比圖形顯示慢，但精度高。

CAD軟件和CAD系統(tǒng)

計算機(jī)輔助設(shè)計除使用一定的硬件外，還要有各種各樣的軟件支持。計算機(jī)本身的系統(tǒng)軟件如操作系統(tǒng)、各種程序設(shè)計語言的編譯程序等是必不可少的。為了圖形顯示的開窗、剪輯、觀看，圖形的變換、修改和為使繪圖儀制圖，需要有圖形軟件。為了進(jìn)行人機(jī)交互，需要有能建立各種項目單和進(jìn)行交互設(shè)計的軟件。大量數(shù)據(jù)的存儲、檢索和處理需要數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。為了滿足各種設(shè)計的需要，還要有專門的計算機(jī)輔助設(shè)計程序和必要的應(yīng)用程序。由一定的硬件和軟件組成的供輔助設(shè)計使用的系統(tǒng)稱為CAD系統(tǒng)。

在航空、航天和汽車等工業(yè)部門，CAD系統(tǒng)常由大型的主計算機(jī)構(gòu)成。大型主機(jī)能連接多個局部的和遠(yuǎn)程的終端或工作站，連接各種圖形設(shè)備，擁有強(qiáng)大的計算能力和計算機(jī)資源，供大批的設(shè)計人員使用。以小型機(jī)或微型機(jī)為基礎(chǔ)的獨立 CAD系統(tǒng)一般只有幾個工作站或終端，需要的投資不多，已得到廣泛應(yīng)用。數(shù)據(jù)通信和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以將大型機(jī)和小型機(jī)連接起來，組成分布系統(tǒng)，使CAD的各種功能分別由主機(jī)和小型機(jī)完成。例如主機(jī)完成大量計算、幾何模型化、向量產(chǎn)生等功能，而小型機(jī)完成圖形的剪輯、比例、開窗、視看等功能。

計算機(jī)輔助設(shè)計需要存儲和檢索大量信息（包括幾何圖形和字符數(shù)字的信息），所以CAD系統(tǒng)廣泛使用數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)的各個部分通過共同的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行通信。CAD和計算機(jī)輔助制造(CAM)結(jié)合構(gòu)成CAD/CAM系統(tǒng)，能發(fā)揮更大的效用。在這種系統(tǒng)中，用于設(shè)計和制造的相同的幾何數(shù)據(jù)來自共同的數(shù)據(jù)庫，因而生產(chǎn)的零件更精確并能滿足要求。

CAD已應(yīng)用于工業(yè)部門和各個設(shè)計領(lǐng)域。彩色圖形顯示使設(shè)計人員更易于識別計算機(jī)的分析結(jié)果和觀察復(fù)雜的三維空間關(guān)系。在使用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)后，CAD系統(tǒng)之間可以實現(xiàn)互相兼容并能互相“通話”。人工智能的概念和方法將逐漸用于計算機(jī)輔助設(shè)計，提高CAD系統(tǒng)在人機(jī)交互和解決問題方面的能力。

參考文章

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文章名稱：《計算機(jī)輔助設(shè)計》

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