文档介绍：计算机辅助设计的简要历史
在我们讲述 CAD 的基本理论之前,先说说他的简史是比较合适的。C AD 
:麻省理工学院的  Sage  Project  及  Sketchpad。Sage 
Project 旨在开发 CRT 显示器及操作系统. Sketchpad 是在 Sage Project 下发展起来
    与初次出现的  NC  和 
APT(自动编程工具),X­Y  绘图仪作为计算机绘图的标准硬拷
贝输出装置使用,一个有趣的现象是 X­Y 绘图仪与 NC 钻床具有相同的基本机构, 
除了绘图笔 NC 机床上的主轴刀具替代之外。
开始,CAD  系统仅仅是一个带有内置设计符号的绘图编辑器,供用户使
用的几何元素只有直线、圆弧、以及两者的组合。自由曲线及其曲面的发展,如
昆氏嵌面、贝塞尔嵌面以及 B­样条曲线,使 CAD 系统可用于复杂曲线与曲面设
计。三维 CAD 系统允许设计者步入三维设计空间。由于一个三维设计模型包含
了 NC 刀具路径编程所需的足够信息,所以能够开发 CAD 与 NC 之间联系的系
统。所谓交钥匙的  CAD/CAM  系统便是根据这一概念开发的,并从  20  世纪  70 
年代至 80 年代流行起来。 
20 世纪 70 年代,三维实体建模的发明标志着 CAD 一个新时代的开始。
过去的三维线框模型仅用其边界来表达一个物体。这在某种意义上是模糊的,一
个简单的模型可能有几种解释。同时也无法获得一个模型的体积信息。实体模型
包含完整的信息,因此,它们不仅可用于生成工程图,而且也可在同一模型上完
成工程分析。后来,开发了许多商业系统和研究系统。这些系统中相当多的是基
于 PADL 和 BUILD 系统。尽管它们在表达上是强有力的,但仍然存在许多缺陷。
例如,这种系统要有极强的计算能力和内存需求,非常规的物体建模方式以及标
注公差能力的缺乏,这一切已阻碍了 CAD 应用。直到 20 世纪 80 年代中期,实
体建模开始介入设计环境。今天实体建模的应用如同绘图和线框模型应用一样普
遍。
在个人计算机上,CAD 已走向大众化。这种发展使 CAD 应用面广并且很
经济。CAD  原本作为一种工具仅被航空和其它主要工业企业使用。诸如 
AutoCAD、VersaCAD、CADKEY 等个人机 CAD 软件包的引入,使小型公司乃
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至个人可以拥有并使用 CAD 系统。到 1988 年为止已销售 10 万个以上的 PC CAD 
软件包。今天,基于个人计算机的实体建摸的 PC CAD 易于获得,并且销售变得
更为普及。由于微型计算机的迅速发展使得个人计算机能够承受实体模型需要的
大量计算负荷,所以如今许多实体模型在  PC  机上运行,并且作为平台已不成
为一个问题。随着标准图形用户界面的发展,CAD  系统可以很容易地从一台计
算机传送,大多数 CAD 系统都能在不同平台上运行。在大型计算机、工作台和
基于个人计算机的 CAD 系统之间几乎没有区别。
计算机辅助设计的结构
一个 CAD 系统包含三个主要部分:
(1)硬件计算机及输入/输出装置。
(2)操作系统软件。
(3)应用软件  CAD 软件包。
硬件主要用于支持软件功能。在 CAD 系统中使用着种类繁多的硬件。操作
系统软件是 CAD 应用软件与硬件之间的界面。操作系统软件管理着硬件运行并
提供许多诸如创建和取消操作任务、控制任务的进程、在任务间分配硬件资源、
提供通向软件资源,如文件、编辑器、编译和应用程序的通道等基本功能。这不
仅对 CAD 软件很重要,而且对非 CAD 软件也很重要。
应用软件是 CAD 系统的核心。它由二维和三维建摸、绘图、工程分析等程
序组成。一个 CAD 系统的功能便建立在应用软件中。正是应用软件使一种 CAD 
软件包区别于另一种,通常应用软件是依赖于操作系统的。要把在一个操作系统
上运行的 CAD 系统移到另一个操作系统上,并不像编译软件那样微不足道。因
此也必须注意操作系统。
计算机辅助设计
计算机辅助设计给了设计者去尝试几个可行的解决方案的能力。通常还需要
某些形式的设计分析计算,而为了这一任务已经编写了许多程序。计算机为设计
者对所建议的各种结构设计的分析和为最终设计准备正式绘图提供了强有力的
工具。
在二维绘图领域中,计算机方法能够提供比传统的纸和笔的方法更有意义、
更大成本节约的优点,但是一个 C