《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)》讀書(shū)報(bào)告

1、 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)讀書(shū)報(bào)告學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院班級(jí)：姓名學(xué)號(hào)：任課教師：日期：2011年6月17日成績(jī)： 目錄1. 試述CAD的發(fā)展歷程、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 2. 舉例說(shuō)明數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用實(shí)例 3. 列出你所了解的CAD和CAE的應(yīng)用軟件，并說(shuō)明各軟件的基本功能極其特點(diǎn) 4. 說(shuō)明矩形法、梯形法及辛普森數(shù)值積分的基本思想 5. 寫(xiě)出二分法方程求根的程序流程圖 6. 寫(xiě)出三維空間平移、旋轉(zhuǎn)（繞X軸）、鏡像（以原點(diǎn)）比例變換矩陣，并證明其變換功能 7. 說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)CAD/CAPP/CAM的集成 8. 參考文獻(xiàn)1.1試述CAD的發(fā)展歷程、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 答：發(fā)展歷程：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD C

2、omputer Aided Design）是計(jì)算機(jī)技術(shù)在應(yīng)用方面的一大分支，其作用是幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行工程設(shè)計(jì)或產(chǎn)品設(shè)計(jì)。CAD技術(shù)從根本上改變了過(guò)去基于手工的技術(shù)管理方式。在CAD四十多年的發(fā)展過(guò)程中，CAD技術(shù)總共經(jīng)歷了五個(gè)階段：一：20世紀(jì)50年代到60年代末。這一階段的CAD軟件基本上都是二維交互繪圖系統(tǒng)，但這時(shí)的CAD的概念是指計(jì)算機(jī)輔助繪圖Computer Aided Drawing（or Drafting）而非現(xiàn)在所指的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)Computer Aided Design。即使現(xiàn)在二維繪圖仍占相當(dāng)大的比重。二：70年代到70年代末。這一階段的CAD主要研究三維造型技術(shù)，特別是曲

3、面造型技術(shù)。其標(biāo)志是Braid在1978年開(kāi)發(fā)出的第一代實(shí)體造型軟件Romulusa，但是限于計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的昂貴，整個(gè)70年代CAD仍缺乏廣泛的應(yīng)用。三：80年代。真正意義上的CAD開(kāi)始階段，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的重大發(fā)展，生產(chǎn)成本的降低，使得具有高性能的微機(jī)和工作站的價(jià)格能為廣大的企業(yè)和用戶所接受，從而促進(jìn)了CAD的深入發(fā)展和廣泛應(yīng)用。到80年代中期，出現(xiàn)了像ICAD的基于知識(shí)的CAD系統(tǒng)。這些系統(tǒng)基于AI技術(shù)，有效地將專(zhuān)家的設(shè)計(jì)制造知識(shí)用于實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程，在相似產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，顯示了較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。80年代末，出現(xiàn)的以Pro/Engineer為代表的參數(shù)化特征造型系統(tǒng)則成了新一代CAD系統(tǒng)的象征，被認(rèn)

4、為是CAD發(fā)展史上又一次質(zhì)的飛躍。它以實(shí)體模型為基礎(chǔ)，提供用戶特征設(shè)計(jì)手段，以參數(shù)驅(qū)動(dòng)模型，允許設(shè)計(jì)者自由修改這些參數(shù)，大大簡(jiǎn)化了產(chǎn)品的造型過(guò)程，并且極大地方便了系統(tǒng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程。四：90年代初期。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和分布式技術(shù)的發(fā)展，這些技術(shù)也應(yīng)用到CAD的領(lǐng)域，因此CAD在這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是開(kāi)放的、集成化、分布式。CAD軟件通過(guò)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）、統(tǒng)一的產(chǎn)品信息模型和數(shù)據(jù)交換規(guī)模STEP（Standard for the Exchange of Product Model Data）支持分布式工作環(huán)境下的協(xié)同設(shè)計(jì)。它的實(shí)現(xiàn)方法是基于數(shù)據(jù)庫(kù)的網(wǎng)路集成，支持人機(jī)交互和機(jī)機(jī)交互。五：90年代中期到

5、現(xiàn)在。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是WWW的迅猛發(fā)展，人們對(duì)傳統(tǒng)的CAD技術(shù)提出了新的要求。用戶希望能夠通過(guò)應(yīng)用現(xiàn)有的網(wǎng)路技術(shù)和協(xié)同架構(gòu)來(lái)支持用戶操作環(huán)境由單機(jī)用戶到分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)同步或異步協(xié)同設(shè)計(jì)的需求以及異構(gòu)系統(tǒng)的無(wú)縫集成。這時(shí)CAD越來(lái)越要求強(qiáng)調(diào)人機(jī)交互和人人交互，轉(zhuǎn)向于協(xié)同CAD的開(kāi)發(fā)。CAD的發(fā)展趨勢(shì)CAD技術(shù)涉及面廣而復(fù)雜、技術(shù)變化快，新的理論、技術(shù)和方法的研究，從未停止過(guò)。到目前從總體上講,CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是參數(shù)化、智能化、集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。參數(shù)化：傳統(tǒng)的CAD繪圖軟件都是用固定的尺寸值定義幾何元素，要進(jìn)行圖面修改只有刪除原有的線條后重畫(huà)，而新產(chǎn)品的打樣設(shè)計(jì)不可避

6、免的要進(jìn)行多次的修改，進(jìn)行零件形狀和尺寸的綜合協(xié)調(diào)、優(yōu)化，而且大多數(shù)設(shè)計(jì)工作都是在原有設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的改進(jìn)。智能化：現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)智能化程度越來(lái)越高,原來(lái)繁瑣的操作逐漸由計(jì)算機(jī)智能化地進(jìn)行處理。如圖紙尺寸標(biāo)注,原來(lái)每增加一個(gè)尺寸,都要作很多操作?，F(xiàn)在用戶只要指明要標(biāo)注的對(duì)象,尺寸就能在圖上適當(dāng)?shù)奈恢脴?biāo)注出來(lái)。甚至對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)象自動(dòng)標(biāo)注尺寸。圖形的修改更加方便了。用戶只需要很少的操作就能把圖形作合理的修改。在圖形的繪制方面,很多系統(tǒng)增加了智能導(dǎo)引的機(jī)制。系統(tǒng)始終猜測(cè)用戶的設(shè)計(jì)意圖,并根據(jù)當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)環(huán)境提供不同的人機(jī)交互工具,使用戶感覺(jué)非常順手。集成化：它的內(nèi)涵是借助計(jì)算機(jī)，把企業(yè)中與制造有

7、關(guān)的各種技術(shù)系統(tǒng)地集成起來(lái)，進(jìn)而提高企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的能力。這個(gè)概念強(qiáng)調(diào)了兩個(gè)方面:一方面是企業(yè)的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)不可分割，需要統(tǒng)一安排組織；另一方面是產(chǎn)品制造過(guò)程實(shí)質(zhì)上是信息采集、傳遞、加工處理的過(guò)程。標(biāo)準(zhǔn)化：隨著CAD技術(shù)的不斷發(fā)展和日益成熟以及各行業(yè)CAD應(yīng)用的不斷深入，CAD標(biāo)準(zhǔn)化工作越來(lái)越顯示出了它的重要性。2舉例說(shuō)明數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用實(shí)例實(shí)例一：SQLJ 開(kāi)發(fā)JAVA數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用實(shí)例實(shí)例二：某學(xué)生的記錄由學(xué)號(hào)、8門(mén)課程成績(jī)和平均分組成，學(xué)號(hào)和8門(mén)課程的成績(jī)已在主函數(shù)中給出，請(qǐng)編寫(xiě)函數(shù)fun，其功能是：求出該學(xué)生的平均分，并放入記錄的ave成員中。例如，學(xué)生的成績(jī)是：85.5,76,69.5,8

8、5,91,72,64.5，87.5，則他的平均分應(yīng)為78.875。注意：部分源程序在文件PROG1.C中。請(qǐng)勿改動(dòng)主函數(shù)main和其它函數(shù)中的任何內(nèi)容，僅在函數(shù)fun部位中填入你編寫(xiě)的若干語(yǔ)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; /*求各門(mén)成績(jī)的總和*/ 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()/* 本函數(shù)用于打開(kāi)文件，輸入數(shù)據(jù)，調(diào)用函數(shù)，輸出數(shù)據(jù)，關(guān)閉文件。 */ 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）.下面我用一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明梯形法及辛普森數(shù)值積分的基本思想：一，通過(guò)求定積分的程序設(shè)計(jì)，使學(xué)生理解和掌握C+語(yǔ)言的函數(shù)、函數(shù)指針等設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)學(xué)生綜合利用C+語(yǔ)言解決數(shù)學(xué)計(jì)算問(wèn)題，使學(xué)生將所學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為分析和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題的能力，并學(xué)會(huì)查資料和工具書(shū),進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。提高學(xué)生建立程序文檔、歸納總結(jié)的能力。進(jìn)一步鞏固和靈活運(yùn)用先修課程計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)有關(guān)文字處理、圖表分析、數(shù)據(jù)歸整、

12、應(yīng)用軟件之間圖表、數(shù)據(jù)共享等信息技術(shù)處理的綜合能力。二，要求用模塊化設(shè)計(jì)和C+的思想來(lái)完成程序的設(shè)計(jì)；要求用函數(shù)分別編寫(xiě)梯形法和辛普生法求定積分的程序，分別存到不同的.CPP文件中；在VC+6.0環(huán)境中，學(xué)會(huì)調(diào)試程序的方法，及時(shí)查究錯(cuò)誤，獨(dú)立調(diào)試完成。程序調(diào)試通過(guò)后，完成程序文檔的整理,加必要的注釋。三，設(shè)計(jì)方法和基本原理。課題功能描述本題目的功能是對(duì)梯形法和辛普森法，在不同區(qū)間數(shù)下計(jì)算所得的定積分的值，進(jìn)行精度比較。問(wèn)題詳細(xì)描述。數(shù)值積分求一個(gè)函數(shù)f(x)在a,b上的定積分baf(x)dx,其幾何意義是求f(x)曲線和直線x=a,y=0,x=b所圍成的曲邊梯形面積。為了近似求出此面積，可將a

13、,b區(qū)間分成若各個(gè)小區(qū)間，每個(gè)區(qū)間的寬度為(b-a)/n,n為區(qū)間個(gè)數(shù)。近似求出每個(gè)小的曲邊梯形面積，然后將n個(gè)小面積加起來(lái)，就近似的到總的面積。既定積分的近似值，當(dāng)n愈大（即區(qū)間分的愈?。瞥潭扔?。數(shù)值積分常用的算法有：1）梯形法用小梯形代替小曲邊梯形，幾何意義如圖所示。第一個(gè)小梯形的面積為：第i個(gè)小梯形的面積為：其中：2）辛普生（Sinpson）法在小區(qū)間范圍內(nèi)，用一條拋物線代替該區(qū)間的f(x)。將(a,b)區(qū)間分成2n個(gè)小區(qū)間，則辛普生法求定積分的公式為：其中：（2）要求分別采用梯形法和辛普生法分別計(jì)算f1(x)和f2(x)的定積分。2、問(wèn)題的解決方案：(1)編寫(xiě)一個(gè)梯形法求定積分

14、的通用函數(shù)integralt(),其函數(shù)原型為：doubleintegralt(doublea,doubleb,double(*f)(double);函數(shù)的形參a,b,f分別為定積分的下限、上限和函數(shù)名,其中f為函數(shù)指針。(2)編寫(xiě)一個(gè)辛普生法求定積分的通用函數(shù)integrals(),其函數(shù)原型為：doubleintegrals(doublea,doubleb,double(*f)(double);函數(shù)的形參a,b,f分別為定積分的下限、上限和函數(shù)名,其中f為函數(shù)指針。(3)對(duì)所求的被積分表達(dá)式分別編寫(xiě)函數(shù)f1和f2：f1(x)=1+x2f2(x)=1+x+x2+x3(4)在主函數(shù)中輸入a,b

15、（0，1）的值，先調(diào)用梯形法求積分的integralt()函數(shù),分別計(jì)算f1和f2的定積分，并輸出計(jì)算結(jié)果。再輸入a,b(0,1)的值，調(diào)用辛普生法求積分的integrals()函數(shù)，分別計(jì)算f1和f2的定積分，并輸出計(jì)算結(jié)果。再次輸入a,b（0，2）的值，再分別調(diào)用梯形法和辛普生法分別計(jì)算f1和f2的定積分，并輸出計(jì)算結(jié)果。(5)要求在n相同的情況下，對(duì)同一個(gè)被積函數(shù)同區(qū)間采用梯形法和辛普生法的積分結(jié)果的精度進(jìn)行分析，主要觀察隨著n值的增加，積分結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)有何變化，兩種方法與精確值的誤差。要求n值，分別取2，10，100，1000，5000，20000，50000進(jìn)行觀察。四、主要技

16、術(shù)問(wèn)題的描述：1、函數(shù)指針一個(gè)函數(shù)在編譯時(shí)被分配一個(gè)入口地址，可以將該地址賦給一個(gè)指針變量，這樣，這個(gè)指針變量持有函數(shù)的入口地址，它就指向了該函數(shù)，稱(chēng)這種指針為指向函數(shù)的指針，簡(jiǎn)稱(chēng)函數(shù)指針。2、函數(shù)指針定義的一般形式：數(shù)據(jù)類(lèi)型（*指針變量）（形式參數(shù)）；例：int(*pf)(inta,intb);3、調(diào)用的形式舉例：doubleintegral(doublea,doubleb,intn,double(*f)(double)ff1=(*f)(a);5、寫(xiě)出二分法方程求根的程序流程圖。答：6.寫(xiě)出三維空間平移、旋轉(zhuǎn)（繞X軸）、鏡像（以原點(diǎn)）比例變換矩陣，并證明其變換功能 。答：繞y軸旋轉(zhuǎn)繞x軸旋轉(zhuǎn)

17、7說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)CAD/CAPP/CAM的集成答：CAD集成的問(wèn)題就顯得日益迫切。目前，CAD/CAPP集成方法主要有以下幾種：(1)基于標(biāo)準(zhǔn)中間文件的系統(tǒng)集成?；谥虚g文件的集成方式優(yōu)點(diǎn)在于能用性好，非常靈活。但是中間文件的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)非常的復(fù)雜，使得系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的工作量大，研制周期長(zhǎng)，開(kāi)發(fā)成本較高。(2)基于PDM的CAD/CAPP集成方式。PDM(Product Data Management)技術(shù)是以軟件技術(shù)為核心，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，將所有產(chǎn)品信息和過(guò)程儲(chǔ)存在同一數(shù)據(jù)平臺(tái)上，進(jìn)行統(tǒng)一的管理。但是PDM僅僅實(shí)現(xiàn)了子系統(tǒng)間信息傳遞的管理和控制、信息的載體仍然是文本，因此并不是真正意義上的集成。(3)直接集成。這種集成方式把CAD和CAPP作為一個(gè)整體來(lái)規(guī)劃和開(kāi)發(fā)。CAPP的功能直接在CAD平臺(tái)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)，整個(gè)系統(tǒng)高度集成。其最大特點(diǎn)在于C