Процесс создания САПР. Концепции. Структура современной САПР

Стр 1 из 2Следующая ⇒

СОДЕРЖАНИЕ

1 Основные понятия САПР. 3

1.1 Терминология САПР. 3

1.2 Цель создания САПР. 4

1.3 Принципы создания САПР. 4

1.4 Состав САПР. 6

1.5 Классификация САПР. 8

1.6 Процесс создания САПР. Концепции. Структура современной САПР. 10

1.7 Интеграция САПР с другими автоматизированными системами. 13

2 Информационное обеспечение САПР. 16

2.1 Состав информационного обеспечения САПР. 16

2.2 Банк данных САПР. 16

2.3 Структура банка данных. 17

2.4 База данных в САПР. 19

3 Лингвистическое, организационное и методическое обеспечение САПР. 20

3.1 Языки САПР. 20

3.2 Организационное и методическое обеспечение САПР. 22

Основные понятия САПР

Терминология САПР

Проектирование — процесс создания технической документации, опытных образцов и моделей объекта для его изготовления на заводе.

Процесс автоматизированного проектирования РЭА и ЭВА делится на следующие этапы: системотехническое, схемотехническое, конструкторское и технологическое. При системотехническом проектировании разработка ведется до уровня структурных (функциональных) схем, элементами которых служат блоки, узлы.

Схемотехническое проектирование устройств предусматривает разработку блоков, узлов системы до уровня принципиальных схем.

Конструкторское проектирование устройств предусматривает разработку конструкции устройства.

Технологическое проектирование заключается в разработке технологической подготовки производства с изготовлением документации для изготовителя. Процесс проектирования делится на этапы, которые, в свою очередь, делятся на процедуры и операции.

Проектная процедура — совокупность проектных операций над исходными данными, выполнение которых заканчивается проектным решением.

Проектная операция — действие или совокупность действий проектировщика, составляющих часть проектной процедуры и заканчивающихся получением фрагмента проектного решения.

Проектное решение — промежуточное или конечное описание объекта проектирования, необходимое для завершения проектной процедуры.

Проект — совокупность проектных документов (техническо-конструкторской, технологической документации) в соответствий с ЕСКД, ЕСТД, ЕСПД, а также опытный образец, в которых представлен результат проектирования.

Средства проектирования — это инструменты, орудия труда проектировщика: карандаш, бумага, макеты, чертежные столы, ЭВМ и внедряемые в настоящее время средства САПР.

Под автоматизацией проектирования понимается процесс разработки проекта, когда проектные процедуры и операции осуществляются разработчиком изделия при тесном взаимодействии с СВТ, рациональном распределении функций между проектировщиком и СВТ и обоснованном выборе методов машинного решения задач.

САПР — это инструментарий проектировщика, комплекс автоматизации проектирования, взаимосвязанный с необходимыми подразделениями проектной организации или пользователем системы, выполняющей автоматизированное проектирование.

САПР объединяет технические средства, лингвистическое, информационное, методическое, организационное, математическое и программное обеспечения, параметры и характеристики которых выбирают с максимальным учетом особенностей задач инженерного проектирования от выдачи ТЗ до передачи проекта изготовителю. Различают два способа проектирования — восходящее и нисходящее. При восходящем проектировании (проектирование снизу вверх) осуществление процедур в низких иерархических уровнях предшествует выполнению процедур, относящихся к более высоким иерархическим уровням. Для нисходящего проектирования (проектирование сверху вниз) характерна противоположная последовательность осуществления процедур и этапов. Основная функция САПР — выполнение автоматизированного проектирования на всех или отдельных стадиях проектирования объектов и их составных частей.

Цель создания САПР

Основные факторы эффективности интегрированной САПР следующие:

§ при проектировании — снижение затрат на проектирование в связи с сокращением сроков, повышение качества расчетных и конструкторских работ, уменьшение числа макетов и опытных образцов, а также повышение качества проекта в следствии снижения ошибок в проектной документации;

§ при изготовлении объектов проектирования — сокращение длительности цикла производства, снижение материалоемкости, энергоемкости и потерь от брака изделий вследствие повышения уровня проектной документации;

§ при эксплуатации — повышение их ремонтопригодности, сокращение числа отказов и численности работников, занятых обслуживанием и заменой оборудования.

Необходимо учитывать и такие социальные факторы, как культура проектирования, демографические факторы, рынок сбыта.

Принципы создания САПР

САПР — человеко-машинная система. В САПР человек должен решать задачи, формализация которых не достигнута, а также задачи, которые решаются человеком на основе эвристических способностей более эффективно, чем на современной ЭВМ.

Тесное взаимодействие человека и ЭВМ в процессе проектирования — один из принципов построения и эксплуатации САПР. Человек должен решать в основном задачи творческого характера, а СВТ — задачи, допускающие формализованное описание в виде алгоритма, что позволяет достичь большей эффективности по сравнению с традиционным ручным способом. Инструменты САПР интеллектуальны, поскольку они решают задачи, традиционно выполнявшиеся проектировщиками — работниками интеллектуального труда (построение математических моделей объектов проектирования, анализ, синтез, моделирование, трассировка соединений, экспертные подсистемы), чтобы исключить посредника между проектировщиком и СВТ в виде математиков-программистов.

САПР — иерархическая система. Принцип иерархичности САПР предусматривает построение многоуровневой структуры не только к специальному программному обеспечению, но и к техническим средствам. Модульность и иерархичность позволяют разрабатывать САПР для самого высокого организационного структурного уровня.

САПР—совокупность информационно согласованных подсистем. Информационная совместимость подсистем САПР обеспечивает их оптимальное взаимодействие при выполнении заданных функций. Для ее достижения вводятся в действие стандартные блоки связи с ЭВМ, выдерживается строгая регламентация входных и выходных параметров модулей на всех иерархических уровнях системы, входных и выходных сигналов для управляющих воздействий. Поэтому каждый инструмент САПР своим соответствующим компонентом «подсоединяется» к информационному обеспечению для получения от него необходимых для выполнения проектной процедуры данных (типовых проектных решений, данных ГОСТ, ОСТ и нормалей, результатов испытаний) и для помещения в этот «банк» проектных решений и других данных, полученных в результате выполнения какой-либо проектной процедуры.

САПР — открытая и развивающаяся система. Существуют по крайней мере две причины, по которым САПР должна быть изменяющейся во времени системой. Во-первых, разработка столь сложного объекта, как САПР, занимает продолжительное время, поэтому экономически выгодно вводить в эксплуатацию части системы по мере их готовности. Введенный в эксплуатацию базовый вариант системы в дальнейшем расширяется. Во-вторых, с развитием СВТ и вычислительной математики появляются новые, более совершенные математические модели и программы. Вот почему САПР должна быть открытой системой, удобной для применения новых методов и средств.

САПР — система с максимальным использованием унифицированных модулей. Принцип модульности САПР строится на базе типовых модулей, обеспечивающих получение законченных проектных решений и соответствующих проектных документов для деталей, печатных плат РЭА и ЭВА. Модульность позволяет: обеспечить взаимозаменяемость одноименных модулей; упростить их наладку и модернизацию, упростить интерфейс и возможность расширения номенклатуры подключаемых вновь модулей.

Совместимость существующих технических и программных средств САПР. Совместимость — «дружественность» технических и программных средств САПР связана с интеллектуализацией технических средств и программного обеспечения.

Выделяют два направления создания интеллектуальных САПР:

§ создание специализированных ЭВМ, архитектура которых ориентирована на работу с языками и программами искусственного интеллекта, для чего необходимо проводить дорогостоящие исследовательские и проектные работы;

§ использование универсальных ЭВМ с традиционной архитектурой.

Среди инструментов САПР РЭА и ЭВА важное место занимают инструменты разработчика программ — инструментальные системы программирования для создания программ, реализуемых для проектирования РЭА и ЭВА и программного обеспечения САПР.

Быстрое изменение номенклатуры и условий функционирования объектов проектирования приводит к необходимости приспосабливать (адаптировать) инструменты САПР к возникающим вновь процедурам проектирования. Это свойство адаптации должно быть сразу же заложено в САПР и во все компоненты, особенно в математические методы, алгоритмы и системную часть программного обеспечения.

Для выполнения сложных проектных процедур используют набор простых инструментов САПР. Например, составной инструмент «построение математических моделей» плюс «моделирование» позволяет проектировщику проигрывать интересующие его ситуации на модели так же, как он это делает на макете.

Состав САПР

САПР строится из подсистем, т.е. отдельных инструментов проектировщика, соответствующих конкретным процедурам. В свою очередь подсистема САПР состоит из компонентов. Компоненты — части и подсистемы (элементы) САПР. С точки зрения разработчика САПР каждый инструмент САПР — сложная многокомпонентная конструкция, функционирование которой он обязан досконально знать. С точки зрения пользователя это удобный инструмент для выполнения проектных процедур.

По назначению подсистемы САПР делят на проектирующие и обслуживающие, по связи с объектом — на объектно-зависимые и объектно-независимые.

К проектирующим относятся подсистемы, выполняющие проектные процедуры и операции: компоновку изделия, проектирование деталей, сборочных единиц, схем управления.

К обслуживающим относятся подсистемы, предназначенные для поддержания работоспособности проектирующих подсистем: графического отображения объектов проектирования, документирования, информационного поиска и т. д.

К объектно-зависимым относятся подсистемы, проектные процедуры и операции которых зависят от объекта проектирования: проектирование технологических процессов, моделирование динамики, проектирование конструкции и т. п.

К объектно-независимым относятся подсистемы, проектные процедуры и операции которых не зависят от объекта проектирования: расчеты деталей машин, режимов резания и т.п.

Приведем определения видов обеспечения САПР, из компонентов которых формируются инструменты проектировщика.

Техническое обеспечение САПР — совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих аппаратных средств ЭВМ — ЦВМ, АВМ—устройств ввода-вывода, в том числе алфавитно-цифровых и графических дисплеев, графопостроителей и печатающих автоматов, интеллектуальных терминалов, динамических моделирующих стендов, посредством которых происходит автоматизированное проектирование.

Математическое обеспечение САПР — совокупность математических моделей, математических методов и алгоритмов, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования.

Программное обеспечение — совокупность программ, описаний и инструкций, в том числе пакетов программ, составленных на основе математического обеспечения и предназначенных для реализации проектных процедур на ЭВМ.

Лингвистическое обеспечение — совокупность языков программирования, языков проектирования и правила формализации этих языков, предназначенных в форме, удобной для применения в составе САПР.

Информационное обеспечение — совокупность сведений, представленных на машинных носителях информации, в том числе баз данных и баз знаний, содержащих нормативы, справочные данные, типовые проектные решения, закономерности и правила проектного процесса, которые необходимы для выполнения автоматизированного проектирования.

Методическое обеспечение — совокупность документов, устанавливающих правила и инструкции по эксплуатации инструментов (подсистем) САПР.

Организационное обеспечение — совокупность документов, устанавливающих организационную структуру САПР, формы и порядок прохождения проектных документов, изготавливаемых средствами САПР; порядок взаимодействия должностных лиц, подразделений САПР и отделов проектной организации.

Из элементов (компонентов) этих обеспечений и строятся инструменты САПР. Каждый инструмент включает компоненты всех семи видов обеспечений.

Классификация САПР

По типу объекта проектирования различают САПР изделий машиностроения, приборостроения, технологических процессов в машиностроении и приборостроении, программных изделий, организационных систем и т. д.

По сложности объекта проектирования САПР делят на простые объекты, содержащие до 100 составных частей, объекты средней сложности — от 100 до 1000, сложные объекты — от 1000 до 10000, очень сложные объекты— от 10000 до 1 000000 и, наконец, очень высокой сложности — от 1000000 и более составных частей.

По уровню автоматизации проектирования различают САПР низкоавтоматизированные, в которых число автоматизированных проектных процедур составляет менее 25% общего числа проектных процедур, среднеавтоматизированные — от 25 до 50% общего числа проектных процедур и высокоавтоматизированные — от 50 до 70%.

По комплексности автоматизации проектирования САПР классифицируют как одноэтапные, выполняющие один этап проектирования из всех установленных для объекта, многоэтапные, выполняющие несколько этапов проектирования, комплексные, выполняющие все этапы проектирования, установленные для объекта.

По характеру выпускаемых проектных документов различают САПР текстовые, выполняющие только текстовые документы на бумажной ленте или листе, текстовые и графические, дающие текстовые и графические документы на бумажной ленте или листе, на машинных носителях, выполняющие документы на перфоносителях (перфолентах) и на магнитных носителях (магнитных лентах и дисках), на фотоносителях, выполняющие документы на микрофильмах, микрофишах, фотошаблонах и т. д., на двух типах носителей, на всех типах носителей.

По числу уровней в структуре технического обеспечения САПР делят на одноуровневые, построенные на основе ЭВМ среднего или высокого класса со штатным набором периферийных устройств, который может быть дополнен средствами обработки графической информации: двухуровневые, построенные на основе ЭВМ среднего или высокого класса и одного или нескольких АРМ, включающих мини-ЭВМ; трехуровневые, построенные на основе ЭВМ высокого класса, терминальных станций проектировщиков (ТСП) АРМ и периферийного программно-управляемого оборудования (чертежных автоматах, установках для изготовления фотошаблонов, комплексах для контроля программ к станкам с ЧПУ).

Виды пользователей САПР. Специалистов, работающих с САПР, называют пользователями САПР. Их можно разделить на три категории:

§ организующая — пользователи—разработчики САПР; это квалифицированная категория пользователей, в совершенстве владеющая программированием, математическими методами, а также знающая предмет проектирования и выполняющая функции по организации и управлению, созданию и развитию САПР;

§ обеспечивающая — пользователи—сопроводители САПР; эта категория пользователей выполняет профилактические работы по поддержанию САПР в рабочем состоянии (пополнение библиотек САПР необходимой информацией, модификация САПР в рамках запланированных возможностей, учет и диагностика ошибок, выявляемых в процессе эксплуатации САПР); эта же категория консультирует инженеров по вопросам методики использования САПР для проектирования; пользователи-сопроводители должны в совершенстве знать алгоритмы и программы, содержащиеся в эксплуатируемой САПР;

§ проектирующая — пользователи—разработчики РЭА и ЭВА: это наиболее широкая категория пользователей, называемая часто конечными пользователями; она использует САПР для решения конкретных задач и непосредственно осуществляет проектные процедуры и операции инструментами САПР.

Режимы взаимодействия пользователя и САПР. Режим работы технических средств можно классифицировать по степени участия пользователя в процессе решения задач:

§ пакетный режим, когда пользователь составляет задание на выполнение программы, которое в составе пакета заданий запускается для обработки на ЭВМ; обработка задач производится по очереди; после решения пользователю требуется проанализировать результаты обработки своего задания и подготовить новый вариант задания, что замедляет отладку и увеличивает время получения окончательных результатов; часто этот режим называют однопрограммным, при котором решаемой задаче доступны все ресурсы ЭВМ;

§ режим прямого доступа (пультовый, терминальный) — это режим, когда пользователь работает на ЭВМ без посредничества оператора; в зависимости от числа используемых дисплеев различают однопультовый и многопультовый режим прямого доступа (система коллективного пользования); этот режим используется в двух вариантах: мультипрограммный режим с фиксированным количеством задач; мультипрограммный режим с переменным числом задач, где все ресурсы ЭВМ общие.

Эти варианты осуществляются в режиме разделения времени (РРВ), при котором каждой решаемой задаче поочередно выделяется определенный квант времени работы процессора. Пользователь во время сеанса работы за пультом, используя средства системы разделения времени (СРВ), может составить, протранслировать, отредактировать программу и приступить к ее выполнению, непосредственно контролируя происходящий процесс. Степень готовности программы зависит от подготовленности пользователя к работе с СРВ. Мультипрограммный режим работает в диалоговом (интерактивном) режиме, когда проектирование происходит с применением диалоговых средств, при котором пользователь, взаимодействуя с инструментарием САПР, выдает инструкции управления проектированием с клавиатуры и оценивает данные, выводимые на экран. Диалоговые средства составляют часть технических средств САПР и обеспечивают перевод САПР из пакетного режима в диалоговый.

Пакетный режим обработки информации предпочтителен для задач с большим временем счета и задач, не требующих вмешательства в процесс решения пользователя. Режим разделения времени удобен для задач, время счета у которых соизмеримо с временем отклика пользователя в процессе решения.

Банк данных САПР

Банк данных (БНД) — совокупность данных и комплекса языковых, программных средств для хранения, поиска, запросов и выдачи необходимой при проектировании информации многим проектировщикам в режиме коллективного пользования.

Каждый инструмент (подсистема) САПР включает в качестве компонентов отдельные части БНД. При этом пользователем БНД может быть как проектировщик, так и соответствующий инструмент САПР.

К банкам данных САПР предъявляют следующие требования:

§ динамическое расширение новых подсхем в базе данных по мере развития функциональных возможностей САПР;

§ обеспечение многопользовательского режима работы — иметь механизм идентификации принадлежности любой совокупности данных к объекту РЭА и ЭВА;

§ обеспечение многовариантной разработки — иметь средства идентификации данных, относящихся к различным вариантам одного и того же объекта;

§ разнообразие данных, поступающих от разных групп проектировщиков РЭА и ЭВА, и возможность их связывания в заданные структуры;

§ минимальная избыточность — слияние различных самостоятельных файлов по мере их использования, сокращающее объем памяти и упрощающее управление данными;

§ наличие в системе средств, ориентированных на пользователей раз-личной квалификации, в том числе и непрофессионалов, для работы с данными на всех уровнях их представления: концептуальном, логическом, физическом, языке запросов;

§ секретность данных — каждый пользователь должен иметь доступ только к определенной части данных, и действия его должны строго контролироваться;

§ безопасность данных — должна быть предусмотрена процедура их восстановления и контроля;

§ независимость данных — не должны меняться при изменении физической и логической организации баз данных, а также от изменений в прикладных программах;

§ мобильность данных — возможность переноса системы в другую аппаратную и операционную среду.

Структура банка данных

Банк данных включает следующие основные компоненты: базы данных — совокупность всех информационных массивов, описывающих определенный объект РЭА и ЭВА; систему управления базой данных (СУБД) — систему программных средств для поиска, запроса, выдачи баз данных, а также управления ими многими пользователями; словарь данных, где хранится информация об объектах, их свойствах и отношениях, об элементах базы данных; администратора базы данных — лицо (группу лиц), управляющее базой данных.

В сложной системе БНД можно выделить три подсистемы (рис. 2): пользователя, логическую и физическую

В подсистеме пользователя с помощью схемы пользователя проектировщик получает полное представление о структуре данных различных категорий пользователей, о возможных значениях и форматах представления данных с присвоением имен и ключeй, хранящихся в БНД.

В логической подсистеме описывается общая организация баз данных с помощью логической схемы работы БНД без учета физического расположения данных в памяти ЭВМ; таким образом, достигается независимость прикладных программ.

Физическая подсистема описывает физическую организацию данных — схему, задающую отображение логической схемы системы в память ЭВМ посредством машинных носителей.

Рисунок 2 – Состав подсистем банка данных

Схемы всех трех подсистем записываются на специальном языке описания данных (ЯОД). Компилятор ЯОД переводит данные во внутреннее представление и помещает их в справочник БНД, который хранит и другую словесную информацию. Для управления комплексом программ БНД служит СУБД, выбирающая и запоминающая данные по запросам пользователей, используя схемы трех подсистем. По запросу пользователя СУБД действует следующим образом. В запросе передается знамение ключа тех данных, которые выбираются из базы данных пользователю. СУБД находит описание данных, на которые выдан запрос. При помощи логической подсистемы и полученного описания данных в подсистеме пользователя СУБД определяет, каких типов логические данные необходимы. Далее идет обращение к физической подсистеме и определяются физические записи, которые необходимо «считать», чтобы удовлетворить запрос. Операционная система по команде «чтение», получаемой от СУБД, выдает требуемую запись, которую затем пересылает в буферную память базы данных. Снова обращаясь к логической подсистеме БНД и подсистеме пользователя, СУБД выделяет запрошенную запись и передает ее пользователю. Аналогичным образом происходит и запоминание данных.

Информационный фонд САПР. В состав информационного фонда входят: программные модули, мало изменяющие данные в процессе проектирования, потребителями которых являются мониторы различных подсистем САПР; исходные и результирующие данные (часто меняющиеся в процессе проектирования), необходимые при выполнении программных модулей в процессе преобразования; содержание экранов дисплеев, которое представляет собой связанную совокупность данных, задающих форму кадра и, следовательно, позволяющих отобразить на экране дисплеев информацию в целях организации диалогового взаимодействия в ходе проектирования текущая проектная документация, которая отражает состояние и ход выполнения проекта; нормативно-справочная проектная документация (НСПД). НСПД — справочные данные о материалах, элементе ч схем, унифицированных узлах и конструкциях, государственные и отраслевые стандарты, руководящие материалы и указания, типовые проектные решения, регламентирующие документы, типовые технологические процессы и операции, классификаторы, таблицы соответствия, правила кодирования и декодирования, практические рекомендации эвристического происхождения и т.д.

База данных в САПР

База данных (БД) — независимая от прикладных npoграмм совокуп-ность, массивов данных, организованных таким образом чтобы обеспечить быстрый и удобный поиск или перемещение и корректировку любых данных по запросу, охватывающих конкретную предметную область. В БД аккумулируются:

§ административная БД (директивная информация) — задание на проектирование, стандарты ЕСКД, ЕСТД, ЕСПД и ЕСТПП, стандарты предприятий, руководящие материалы и документы;

§ БД описания объекта проектирован) я (нормативная информация) — методы расчета и конструирования анализа и синтеза, моделирования, классификаторы, таблицы соответствия, правила кодирования и декодирования, практические рекомендации эвристического происхождения, обобщающие положительный опыт «ручного» проектирования и т.д.;

§ рабочая БД (фактографическая информация) — все количественные и неколичественные справочные, каталожные, паспортные и другие аналогичные данные, типовые решения, аналоги, прототипы и прецеденты;

§ технологическая БД содержит данные, относящиеся к описанию технологических процессов.

Языки САПР

Лингвистическое обеспечение (ЛО) САПР — это совокупность языков проектирования, программирования и управления, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования.

Языки проектирования — это проблемно-ориентированные языки (ПОЯ) для обмена информацией между проектировщиком и ЭВМ в процессе проектирования Они разделяются на входные, выходные, сопровождения, промежуточные и внутренние.

Входные языки, используемые для задания исходной информации об объектах и задачах проектирования, включают языки описания свойств проектируемых объектов и заданий на выполнение проектных процедур Для представления сведений о проектируемом объекте (в виде схемы, чертежа, алгоритма функционирования) используют графические, схемные (табличные) языки и языки моделирования (языки процедурного типа) К входным языкам предъявляются следующие требования краткость и удобство записи для восприятия языковых конструкций проектировщиком, возможность описания любого объекта, перспективы развития и расширения языка.

Для ввода в ЭВМ относительно простых изображений используют кодировщики графической информации, а для сложных чертежей — специальные графические языки, применяющие координатный, структурно-символический (метод типовых графических элементов), аналитический и рецепторный (мозаичный) способы В настоящее время наиболее развитыми графическими языками являются ОГРА (язык описания графики), ФАП-КФ (формализованный аппарат геометрического моделирования на основе компилятора с языка ФОРТРАН) и ГРАФОР (графический ФОРТРАН).

Для представления структурных, функциональных и принципиальных схем созданы специальные языки для электрических и электронных схем (входные языки систем САМРИС-2, СПАРС, КРОСС и др.).

Выходные языки необходимы для оформления результатов исполнения программ различного уровня. Результаты проектирования могут выдаваться в виде таблиц, чертежей, диаграмм, текстовых сообщений.

Языки сопровождения применяются для корректировки и редактирования данных при выполнении проектных процедур и делятся на недиалоговые и диалоговые. Для САПР используется диалоговый язык, который может быть пассивным и активным. В диалоговых системах на основе пассивных языков инициатором диалога является система, которая в заранее определенных местах программы может прерывать вычислительный процесс и обращаться к проектировщику. От проектировщика требуются либо ответы типа «да» и «нет», либо выбор ответа из заданного набора различных вариантов технического решения (выдача номера варианта).

В диалоговых системах на основе активных языков инициатива в ведении диалога ЭВМ — проектировщик двусторонняя. Прервать вычислительный процесс и обратиться к ЭВМ можно в любой момент времени.

Промежуточные и внутренние языки предназначены для представления информации на определенных стадиях ее проработки на ЭВМ и ориентированы на конкретную ЭВМ, операционную систему и базу данных. Языки программирования необходимы для разработки и редактирования системного и прикладного программного обеспечения САПР.

Языки программирования САПР подразделяются на языки низкого уровня — машинно-ориентированные (АВТОКОДЫ или АССЕМБЛЕРЫ), машинные и алгоритмические языки высокого уровня (ФОРТРАН, ПАСКАЛЬ, СИ, ПЛ/1).

Процесс описания конкретного алгоритма на языке машинных команд (двоичных машинных кодов) называется программированием в машинных кодах. Для выполнения этой работы программист должен хорошо знать коды всех машинных операций, назначение и особенности применения каждой из них, а также помнить адреса конкретных ячеек памяти, хранящих те или иные операции.

Машинные языки необходимы для создания специального управляющего программного обеспечения ЭВМ, так как ПО эксплуатируется длительное время без изменений, а также при создании компиляторов.

Часто возникает необходимость в языках, которые, с одной стороны, учитывают особенности конкретной ЭВМ, а с другой — упрощают процесс составления программ с помощью символических обозначений команд. Такие языки получили название АВТОКОДОВ, или АССЕМБЛЕРОВ. АССЕМБЛЕРЫ позволяют более эффективно использовать аппаратные возможности ЭВМ и широко применяются при создании специального ПО — интерпретаторов, загрузчиков, диспетчеров и т.д. На АССЕМБЛЕРЕ вместо цифровых используются буквенные обозначения машинных кодов операций и операндов, автоматизируется распределение памяти, используются микроопределения, микрокоманды — заранее подготовленные на том же АССЕМБЛЕРЕ программные средства, настраиваемые в процессе разработки исходной программы. Алгоритмические языки высокого уровня часто называют процедурно-ориентированными языками. Появление процедурно-ориентированных языков в значительной степени упростило процесс программирования благодаря включаемым в эти языки специальным средствам описания процессов решения различных классов задач. Представление алгоритма на языке данного класса заключается в описании алгоритма в виде последовательности процедурных шагов, детализирующих вычислительный процесс.

Достоинствами алгоритмических языков высокого уровня являются машинная независимость и удобство программирования. Программы, записанные на этих языках, легко адаптируются на ЭВМ различного типа. Недостатки алгоритмических языков: увеличивается расход средств на трансляцию (например, трансляция с ФОРТРАНА в 2, 5 раза длительнее, чем с АССЕМБЛЕРА) и не всякая сложная программа САПР может быть написана на этих языках. Для составления большинства программ используется язык ФОРТРАН, который обеспечивает получение достаточно эффективных программ.

Языки ПАСКАЛЬ, СИ, ПЛ/1 удобно применять для составления программ, где преобладают логические операции над адресами. К разряду универсальных языков относится БЕЙСИК — диалоговый язык, транслятор с которого входит в состав ПО любой ЭВМ.

Языки управления необходимы для формирования последовательностей команд, описания их параметров и условий исполнения либо непосредственно аппаратурой САПР, либо с помощью специального программного обеспечения вычислительных или управляющих устройств. В качестве исполнительного оборудования в общем случае выступают устройства внешней памяти, терминальные и периферийные устройства, устройства документирования и технологическое оборудование.