《计算机辅助设计技术基础》读书报告.doc

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1、 计算机辅助设计技术基础读书报告学院：机电工程学院班级：姓名学号：任课教师：日期：2011年6月17日成绩： 目录1. 试述CAD的发展历程、发展现状和发展趋势 2. 举例说明数据库的应用实例 3. 列出你所了解的CAD和CAE的应用软件，并说明各软件的基本功能极其特点 4. 说明矩形法、梯形法及辛普森数值积分的基本思想 5. 写出二分法方程求根的程序流程图 6. 写出三维空间平移、旋转（绕X轴）、镜像（以原点）比例变换矩阵，并证明其变换功能 7. 说明如何实现CAD/CAPP/CAM的集成 8. 参考文献1.1试述CAD的发展历程、发展现状和发展趋势 答：发展历程：计算机辅助设计（CAD C

2、omputer Aided Design）是计算机技术在应用方面的一大分支，其作用是帮助设计人员进行工程设计或产品设计。CAD技术从根本上改变了过去基于手工的技术管理方式。在CAD四十多年的发展过程中，CAD技术总共经历了五个阶段：一：20世纪50年代到60年代末。这一阶段的CAD软件基本上都是二维交互绘图系统，但这时的CAD的概念是指计算机辅助绘图Computer Aided Drawing（or Drafting）而非现在所指的计算机辅助设计Computer Aided Design。即使现在二维绘图仍占相当大的比重。二：70年代到70年代末。这一阶段的CAD主要研究三维造型技术，特别是曲

3、面造型技术。其标志是Braid在1978年开发出的第一代实体造型软件Romulusa，但是限于计算机硬件设备的昂贵，整个70年代CAD仍缺乏广泛的应用。三：80年代。真正意义上的CAD开始阶段，由于计算机技术的重大发展，生产成本的降低，使得具有高性能的微机和工作站的价格能为广大的企业和用户所接受，从而促进了CAD的深入发展和广泛应用。到80年代中期，出现了像ICAD的基于知识的CAD系统。这些系统基于AI技术，有效地将专家的设计制造知识用于实际设计过程，在相似产品设计方面，显示了较强的优势。80年代末，出现的以Pro/Engineer为代表的参数化特征造型系统则成了新一代CAD系统的象征，被认

4、为是CAD发展史上又一次质的飞跃。它以实体模型为基础，提供用户特征设计手段，以参数驱动模型，允许设计者自由修改这些参数，大大简化了产品的造型过程，并且极大地方便了系统产品的设计过程。四：90年代初期。随着网络技术和分布式技术的发展，这些技术也应用到CAD的领域，因此CAD在这个时期的特点是开放的、集成化、分布式。CAD软件通过产品数据管理（PDM）、统一的产品信息模型和数据交换规模STEP（Standard for the Exchange of Product Model Data）支持分布式工作环境下的协同设计。它的实现方法是基于数据库的网路集成，支持人机交互和机机交互。五：90年代中期到

5、现在。随着计算机网络技术，特别是WWW的迅猛发展，人们对传统的CAD技术提出了新的要求。用户希望能够通过应用现有的网路技术和协同架构来支持用户操作环境由单机用户到分布式网络结构的转变，实现用户对同步或异步协同设计的需求以及异构系统的无缝集成。这时CAD越来越要求强调人机交互和人人交互，转向于协同CAD的开发。CAD的发展趋势CAD技术涉及面广而复杂、技术变化快，新的理论、技术和方法的研究，从未停止过。到目前从总体上讲,CAD技术的发展趋势是参数化、智能化、集成化和标准化。参数化：传统的CAD绘图软件都是用固定的尺寸值定义几何元素，要进行图面修改只有删除原有的线条后重画，而新产品的打样设计不可避

6、免的要进行多次的修改，进行零件形状和尺寸的综合协调、优化，而且大多数设计工作都是在原有设计基础上的改进。智能化：现有的计算机辅助设计系统智能化程度越来越高,原来繁琐的操作逐渐由计算机智能化地进行处理。如图纸尺寸标注,原来每增加一个尺寸,都要作很多操作。现在用户只要指明要标注的对象,尺寸就能在图上适当的位置标注出来。甚至对整个设计对象自动标注尺寸。图形的修改更加方便了。用户只需要很少的操作就能把图形作合理的修改。在图形的绘制方面,很多系统增加了智能导引的机制。系统始终猜测用户的设计意图,并根据当时的设计环境提供不同的人机交互工具,使用户感觉非常顺手。集成化：它的内涵是借助计算机，把企业中与制造有

7、关的各种技术系统地集成起来，进而提高企业适应市场竞争的能力。这个概念强调了两个方面:一方面是企业的各个生产环节不可分割，需要统一安排组织；另一方面是产品制造过程实质上是信息采集、传递、加工处理的过程。标准化：随着CAD技术的不断发展和日益成熟以及各行业CAD应用的不断深入，CAD标准化工作越来越显示出了它的重要性。2举例说明数据库的应用实例实例一：SQLJ 开发JAVA数据库应用实例实例二：某学生的记录由学号、8门课程成绩和平均分组成，学号和8门课程的成绩已在主函数中给出，请编写函数fun，其功能是：求出该学生的平均分，并放入记录的ave成员中。例如，学生的成绩是：85.5,76,69.5,8

8、5,91,72,64.5，87.5，则他的平均分应为78.875。注意：部分源程序在文件PROG1.C中。请勿改动主函数main和其它函数中的任何内容，仅在函数fun部位中填入你编写的若干语句。#include #define N 8typedef struct char num10; double sN; double ave; STREC;void fun(STREC *a)oid fun(STREC *a) double ave=0.0; int i; for(i=0;iave=a-ave+a-si; /*求各门成绩的总和*/ a-ave/=N; /*求平均分*/main() STREC

9、 s=GA005,85.5,76,69.5,85,91,72,64.5,87.5; int i; void NONO ( ); fun( &s ); printf(The %ss student data:n, s.num); for(i=0;iN; i+) printf(%4.1fn,s.si); printf(nave=%7.3fn,s.ave); NONO();void NONO()/* 本函数用于打开文件，输入数据，调用函数，输出数据，关闭文件。 */ FILE *out ; int i,j ; STREC s10 = GA005,85.5,76,69.5,85,91,72,64.5,

10、87.5, GA001,82.5,66,76.5,76,89,76,46.5,78.5, GA002,72.5,56,66.5,66,79,68,46.5,58.5, GA003,92.5,76,86.5,86,99,86,56.5,88.5, GA004,82,66.5,46.5,56,76,75,76.5,63.5, GA006,75.5,74,71.5,85,81,79,64.5,71.5, GA007,92.5,61,72.5,84,79,75,66.5,72.5, GA008,72.5,86,73.5,80,69,63,76.5,53.5, GA009,66.5,71,74.5,70

11、,61,82,86.5,58.5, GA010,76,66.5,75.5,60,76,71,96.5,93.5,; out = fopen(out.dat,w) ; for(i = 0 ; i i=i1/2i=i（二）.下面我用一个例子来说明梯形法及辛普森数值积分的基本思想：一，通过求定积分的程序设计，使学生理解和掌握C+语言的函数、函数指针等设计方法，培养学生综合利用C+语言解决数学计算问题，使学生将所学知识转化为分析和设计简单实际问题的能力，并学会查资料和工具书,进行创新设计。提高学生建立程序文档、归纳总结的能力。进一步巩固和灵活运用先修课程计算机文化基础有关文字处理、图表分析、数据归整、

12、应用软件之间图表、数据共享等信息技术处理的综合能力。二，要求用模块化设计和C+的思想来完成程序的设计；要求用函数分别编写梯形法和辛普生法求定积分的程序，分别存到不同的.CPP文件中；在VC+6.0环境中，学会调试程序的方法，及时查究错误，独立调试完成。程序调试通过后，完成程序文档的整理,加必要的注释。三，设计方法和基本原理。课题功能描述本题目的功能是对梯形法和辛普森法，在不同区间数下计算所得的定积分的值，进行精度比较。问题详细描述。数值积分求一个函数f(x)在a,b上的定积分baf(x)dx,其几何意义是求f(x)曲线和直线x=a,y=0,x=b所围成的曲边梯形面积。为了近似求出此面积，可将a

13、,b区间分成若各个小区间，每个区间的宽度为(b-a)/n,n为区间个数。近似求出每个小的曲边梯形面积，然后将n个小面积加起来，就近似的到总的面积。既定积分的近似值，当n愈大（即区间分的愈小），近似程度愈高。数值积分常用的算法有：1）梯形法用小梯形代替小曲边梯形，几何意义如图所示。第一个小梯形的面积为：第i个小梯形的面积为：其中：2）辛普生（Sinpson）法在小区间范围内，用一条抛物线代替该区间的f(x)。将(a,b)区间分成2n个小区间，则辛普生法求定积分的公式为：其中：（2）要求分别采用梯形法和辛普生法分别计算f1(x)和f2(x)的定积分。2、问题的解决方案：(1)编写一个梯形法求定积分

14、的通用函数integralt(),其函数原型为：doubleintegralt(doublea,doubleb,double(*f)(double);函数的形参a,b,f分别为定积分的下限、上限和函数名,其中f为函数指针。(2)编写一个辛普生法求定积分的通用函数integrals(),其函数原型为：doubleintegrals(doublea,doubleb,double(*f)(double);函数的形参a,b,f分别为定积分的下限、上限和函数名,其中f为函数指针。(3)对所求的被积分表达式分别编写函数f1和f2：f1(x)=1+x2f2(x)=1+x+x2+x3(4)在主函数中输入a,b

15、（0，1）的值，先调用梯形法求积分的integralt()函数,分别计算f1和f2的定积分，并输出计算结果。再输入a,b(0,1)的值，调用辛普生法求积分的integrals()函数，分别计算f1和f2的定积分，并输出计算结果。再次输入a,b（0，2）的值，再分别调用梯形法和辛普生法分别计算f1和f2的定积分，并输出计算结果。(5)要求在n相同的情况下，对同一个被积函数同区间采用梯形法和辛普生法的积分结果的精度进行分析，主要观察随着n值的增加，积分结果的有效数字位数有何变化，两种方法与精确值的误差。要求n值，分别取2，10，100，1000，5000，20000，50000进行观察。四、主要技

16、术问题的描述：1、函数指针一个函数在编译时被分配一个入口地址，可以将该地址赋给一个指针变量，这样，这个指针变量持有函数的入口地址，它就指向了该函数，称这种指针为指向函数的指针，简称函数指针。2、函数指针定义的一般形式：数据类型（*指针变量）（形式参数）；例：int(*pf)(inta,intb);3、调用的形式举例：doubleintegral(doublea,doubleb,intn,double(*f)(double)ff1=(*f)(a);5、写出二分法方程求根的程序流程图。答：6.写出三维空间平移、旋转（绕X轴）、镜像（以原点）比例变换矩阵，并证明其变换功能 。答：绕y轴旋转绕x轴旋转

17、7说明如何实现CAD/CAPP/CAM的集成答：CAD集成的问题就显得日益迫切。目前，CAD/CAPP集成方法主要有以下几种：(1)基于标准中间文件的系统集成。基于中间文件的集成方式优点在于能用性好，非常灵活。但是中间文件的数据交换标准非常的复杂，使得系统开发的工作量大，研制周期长，开发成本较高。(2)基于PDM的CAD/CAPP集成方式。PDM(Product Data Management)技术是以软件技术为核心，通过计算机网络和数据库技术，将所有产品信息和过程储存在同一数据平台上，进行统一的管理。但是PDM仅仅实现了子系统间信息传递的管理和控制、信息的载体仍然是文本，因此并不是真正意义上

18、的集成。(3)直接集成。这种集成方式把CAD和CAPP作为一个整体来规划和开发。CAPP的功能直接在CAD平台上进行开发实现，整个系统高度集成。其最大特点在于CAD和CAPP是一个高度集成的整体，有效地实现了CAD/CAPP系统的信息集成和功能集成。8.参考文献1迟毅林，杨建明，刘康.计算机辅助设计技术基础.重庆：重庆大学出版社，2000.82刘子建等.计算机图形处理原理与CAD应用技术.湖南科技出版社3许卓群.数据结构.北京：机械工业出版社4.孙江宏.计算机辅助设计-AutoCAD 2009 实用教程. 水利水电出版社,2009.105.王小娟.组合查询技术在电器元件数据库中的应用实例.西北水电.2009(01)6.贾志强.李涛.SQLJ开发Java数据库应用实例.计算机时代.2003(03)本文来自网络，版权归原作者所有，请下载后，尽快删除。