Можно выделить следующие виды инженерной деятельности при проектировании, каждому из которых соответствует определенный круг решаемых задач и свои возможности использования компьютерной техники. 1) Формообразование и анализ требований к зданию (прочности, функциональности и др.). К этому относится выбор типа конструкций, основных размеров в осях, решений узлов и сопряжений. Автоматизация может осуществляться на основе использования экспертных систем. В настоящее время этот аспект программного обеспечения разработан недостаточно. 2) Расчеты напряженно-деформированного состояния конструкций. Существует два основных вида расчетов: a) расчет усилий и перемещений в конструкциях. Эти расчеты совершаются на основе математических методов. Наиболее широко сейчас используется метод конечных элементов. Эта область хорошо автоматизирована. Существует множество программных комплексов для решения этой задачи. В линейной постановке их решения должны совпадать.

b) Подбор сечения и проверки напряжений. Эти расчеты выполняются по национальным нормам проектирования (у нас ? СНиПам) и для каждой страны должны разрабатываться отдельно. Автоматизация этой деятельности может быть осуществлена лишь частично. Два основных способа автоматизации: (1) интеграция с пакетами расчета усилий или (2) в виде электронных калькуляторов, приспособленных для решения узкого круга задач. 3) Табличные расчеты смет, графиков, потребностей ресурсов. Этот вид деятельности включает большое количество однотипных утомительных расчетов, но легко может быть автоматизирован на основе использования баз данных и электронных таблиц. Для этого необходимо всего лишь стандартное программное обеспечение. 4) Принятие решений технических, организационных и экономических. Эта деятельность трудно поддается автоматизации и является отличительной чертой деятельности инженера вообще. Существует так называемое аналитическое программное обеспечение, которое оказывает некоторую помощь в принятии решений. Оно включает: анализ риска, построение дерева решений, моделирование процессов и другие.

5) Конструирование и оформление чертежей – хорошо автоматизированная область деятельности. Существует много CAD/CAM-комплексов, позволяющих выполнить двухмерное и трехмерное моделирование строительных объектов. Они очень трудоемки в работе и оправдывают себя при большом объеме повторяющихся чертежей. 6) Оформление проектной, договорной, исполнительной и других видов документации. Это – ежедневно необходимый вид деятельности, без которого немыслима работа инженера на всех стадиях создания строительного объекта. Для этого используется стандартное программное обеспечение – текстовые редакторы. 7) Обмен и согласование данных. Это является необходимым при проектировании, изготовлении и строительстве. Очень часто успех строительства зависит от своевременного и точного обмена данными. Наиболее удобный способ обмена данными – использование компьютерных сетей.

Аппаратные средства САПР. Основные понятия в области аппаратных средств
Компьютер состоит из аппаратного и программного обеспечения. Аппаратное обеспечение – это то, из чего физически состоит компьютер – системный блок, дисплей, клавиатура, мышь и др. Программное обеспечение – набор программ, позволяющих управлять работой ПК, производить необходимые вычисления, построения и др. Существует два основных вида компьютеров, которые принципиально отличаются по своему аппаратному обеспечению: • IBM-совместимые компьютеры Они характеризуются блочностью, т. е. их можно собирать из различных частей, как из «кубиков». Существует огромное количество компаний, создающих различные комплектующие части для таких компьютеров. Предназначены для решения широкого круга задач. • МАС – Apple Macintosh. Эти компьютеры отличаются своей специализированностью. До недавнего времени они выпускались одной корпорацией и в них нельзя было заменить ни одной части. Они обладают большой мощностью и предназначены для решения задач издательской деятельности и проектирования.

В настоящее время наблюдается сближение этих видов компьютеров по их возможностям, кроме того, выпускается все больше программного обеспечения, которое может работать и на IBM компьютерах и на МАС. По степени нарастания мощности компьютеры разделяются на следующие виды: • ПК – персональные компьютеры, которые используются для обычных офисных и проектных задач – оформления, работы с электронными таблицами, расчетов средней сложности и т. д.; • рабочие станции, серверы – используются для решения сложных задач, связанных с графическими построениями в области издательства и трехмерного моделирования объектов. Они на один-два порядка мощнее ПК. Наиболее простые серверы работают на двух процессорах; • суперкомпьютеры – используются для решения уникальных задач моделирования очень сложных объектов, поэтому их мощность на несколько порядков мощнее ПК. Такие компьютеры установлены в очень крупных банковских системах и исследовательских организациях.

Аппаратные средства IBM-совместимых компьютеров. Состав компьютера с учетом назначения частей и их ролью при использовании различных видов программного обеспечения: 1. Материнская карта – служит связующим звеном для всех частей компьютера. Существует огромное разнообразие материнских карт, одними из самых надежных являются карты INTEL. Материнские карты отличаются тем, что поддерживают: • разные типы процессоров; • разные типы и конфигурации оперативной памяти; • различные шины данных. Шина – канал связи периферийных устройств с процессором. Типы внешних шин – AGP, PCI, ISA, EISA. Современные платы имеют драйверы, которые позволяют ускорить работу материнской карты. 2. Процессоры и вычислительная мощность. Основные характеристики, влияющие на скорость математических операций: • тип процессора и размер кэш-памяти; • тактовая частота материнской платы; • внутренняя частота процессора; • ширина шины данных процессора. Необходимая вычислительная мощность зависит от программного обеспечения.

3. Память – оказывает большое влияние на быстродействие компьютера. Существуют виды памяти: • постоянная память материнской карты BIOS. Здесь хранится важная информация о конфигурации системы. В последнее время появились перезаписываемые BIOS, что привело к большей уязвимости со стороны компьютерных вирусов, • кэш-память материнской карты и процессора. Она имеет небольшой размер (до 512 КВ, но близость к процессору играет важную роль в быстродействии компьютера, • оперативная память – находится на материнской карте. Стандарт сейчас 32 МВ, для графических систем – не менее 64 МВ, • постоянная память ? жесткие диски (винчестеры), устанавливаемые внутри компьютера. Сейчас стандарт винчестера 6 – 9 GB. Существуют также различные накопители большого объема, так называемая внешняя память: стриммеры, CD-ROM и т. д. Они являются необходимыми, поскольку документы в САПР обычно имеют большой объем.

4. Дисплейная система ПК включает: 1) видеокарту, видеоадаптер. Они характеризуется: • поддерживаемыми ускорителями графики. От этого зависит скорость прорисовки изображения на экране; • памятью. Необходимо не менее 8 МВ при работе со сложными изображениями и большим разрешением монитора; • шириной внутренней шины данных и др. 2) Мониторы, которые характеризуются следующими основными параметрами: • размер диагонали 14, 15, 17, 19, 21 и более дюймов, для графических задач необходимы мониторы не менее 17”; • частота горизонтальной развертки, не менее 72 Гц, желательно 85 и выше; • разрешение – количество точек – пикселов – на которые разбита область экрана. Стандарт 800х600, для графики необходимо разрешение 1024х768 и выше; • стандартом безопасности, которому соответствует монитор. Он очень важен для мониторов, которые используются профессионально в САПР-системах.

3) Драйверы видеокарты и монитора. От качества драйверов во многом зависит скорость и качество работы всей видеосистемы. 5. Устройства ввода-вывода информации: 1) Принтеры, предназначены для вывода информации с компьютера на твердый носитель, например, бумагу. Существует несколько основных типов принтеров, по возрастанию качества: • матричные. Изображение получается путем удара иголок по красящей ленте и бумаге. Иголок может быть 9 или 24. Заправка – картридж – самая дешевая. Эти принтеры имеют самую дешевую заправку – картридж – и обладают высокой надежностью в работе. Недостаток – низкое качество и малая производительность. • Струйные. Изображение получается путем нанесения жидких чернил на поверхность бумаги. Достоинством их является возможность печати больших форматов и печать в цвете, что не очень существенно увеличивает их стоимость. • Лазерные. В них изображение на бумаге формируется путем электростатического нанесения специального порошка (тонера). Обеспечивают разрешение 300, 600 (чаще всего), 1200 точек на дюйм. Используются обычно для формата А4, с увеличением формата резко возрастает стоимость, как и в случае цветной печати.

2) Плоттеры предназначены для вывода чертежей большого формата. Существует несколько типов плоттеров и разнообразие их быстро увеличивает. Принципиально существует две схемы плоттеров: • планшетные, в них лист бумаги лежит неподвижно, а по плоскости чертежа перемещается перо, • рулонные, в которых перо двигается только вдоль прямой линии, а продольное изображение создается путем прокрутки листа. Большая часть новых плоттеров выпускается рулонными, поскольку кроме перьев в них можно использовать струйную и другие типы печати, дающие высококачественное изображение. 3) Сканеры предназначены для считывания изображения с твердого носителя и перевод его в компьютерный формат. В обычных графических форматах – TIF и других – изображение занимает очень много места, поэтому его обрабатывают в специализированных графических редакторах фотоснимков. На сканерах можно также считывать текст и переводить его в символьный формат. 4) Дигитайзеры используются для ввода и редактирования чертежей. В их состав входит электронное перо и доска, которые позволяют вычерчивать объекты и пользоваться экранными меню в удобной для человека форме.