مقاله تجزیه و تحلیل آموزشگاه‌های آزاد کامپیوتر در 28 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب



فرم تقاضای سیستم مکانیزه.................................................................................. 3

برنامه ریزی.......................................................................................................... 4

دامنه پروژه.......................................................................................................... 4

وظایف تحت پوشش............................................................................................ 4

فرم برنامه ریزی پروژه........................................................................................ 5

نمودار گانت........................................................................................................ 5

امکان سنجی پروژه.............................................................................................. 6

ساختار سازمانی.................................................................................................... 7

متدولوژی انتخاب شده برای تشریح سیستم....................................................... 8

مشکلات بر سر راه.............................................................................................. 15

وضعیت موجود سازمان..................................................................................... 15

راه حل های پیشنهادی..................................................................................... 15

ویژیگی ها و مشخصات فنی راه حل پیشنهادی................................................. 16

دامنه پروژه........................................................................................................ 16

وظایف اصلی سیستم.......................................................................................... 16

مشکلات موجود................................................................................................. 17

بررسی اقتصادی پروژه، معایب و مزایا............................................................. 17

نتیجه گیری....................................................................................................... 17

پیشنهادات........................................................................................................... 17

Glossary......................................................................................................... 18

نمودار موارد کاربرد U.C................................................................................ 19

لیست موارد کاربرد U.C.................................................................................. 20

لیست بازیگرهاActor ...................................................................................................27

کلاس دیاگرام ..................................................................................................... 27





برنامه ریزی

دامنه پروژه :

سیستم جدید می تواند تمام اطلاعات مربوط به امور کارآموزان و مربیان و دوره ها (کلاس ها) را ذخیره کند و اقدام به تهیه گزارش های لازم جهت سازمان فنی و حرفه ای یا خود آموزشگاه نماید.

وظایف تحت پوشش

شرح مسئله :

این پروژه سعی دارد تا تمام امور مربوط به ثبت نام کاآموزان و مربیان و نیز کلاس ها را به صورت مکانیزه درآورد تا تهیه گزارش های لازم جهت سازمان فنی و حرفه ای و نیز خود آموزشگاه و نیز مدیریت مربوط به امور فوق الذکر تسهیل یابد. از دیگر قسمت های پروژه که به عنوان قسمت جانبی پروژه می باشد زیر سیستم اعلام نمرات امتحانی به کاآموز به صورت گویا و از طریق خطوط تلفن است.تا اینکه از تعدد مراجعات به آموزشگاه کاسته شود.



اهداف سیستم و نیز اطلاعاتی که باید فراهم شود :

سیستم جدید می تواند تمام اطلاعات مربوط به امور کارآموزان و مربیان و دوره ها (کلاس ها) را ذخیره کند و اقدام به تهیه گزارش های لازم جهت سازمان فنی و حرفه ای یا خود آموزشگاه و یا اطلاع کارآموز نماید.در این سیستم امکان اعلام نمرات امتحانی به کاآموز به صورت گویا و از طریق خطوط تلفن نیز پیش بینی شده است.تا اینکه از تعدد مراجعات به آموزشگاه کاسته شود.

در سیستم جدید امکانات زیر موجود خواهد بود :

ثبت نام کاآموزان
ثبت نام مربیان
تعیین مشخصات کلاس ها و دوره ها
درج مشخصات آزمون
تهیه گزارش ها و فرم های لازم شامل :
ثبت نام آزمون
ثبت نام آزمون مجدد
معرفی کارآموزان به سازمان فنی و حرفه ای بصورت ماهانه و سالانه
صدور کارت شناسایی و کارت ورود به آزمون
تهیه نمودارهای کلاس ها، قبول شدگان و ..



گزارش سازمانی

مقدمه

انسان عصر ماشین برای تحلیل محتوای عناصر درونی جهان در صدد تجزیه آنها بود. جزء نگری به منزله اساس روش تجزیه مدار از این اعتقاد برمی خواست که همه اشیاء رویدادها وخواص آن هاو حتی تجربه ودانش آدمی در مورد آن ها از یک سلسله اجزای تفکیک ناپذیرو نهائی همچون اتم ها و سلول ها ادراکات اولیه و... تشکیل شده است.

این موجودیت ها بر اساس مجموعهای از قوانین با هم ارتباط دارند.

در عصر ماشین نگرش رایج در جهان مبتنی بر نوعی قطعیت یا جبر حاکمیت حدود و ثغور مشخص و ریز بود و تصور میشد که رویدادهای جهان بر اساس یک سلسله قطعیت های حتمی وقبلی مشخص میشوندوچنین فرض میشود که رویدادها صرفا به کمک (( قوانین حاکم بر ماده وحر کت)) قابل توضیح هستند.

هنگامی که انسان موفق شد ماشین را به مثابه منبع کار فیزیکی جایگزین نیروی کار کند بخشی از کار را به ماشین وبخشی دیگر را به انسان محول کرد.

بدین ترتیب کار به اجزای ریزتر تشکیل دهنده خود تقسیم شد. بنابر این با قرار کرفتن محصول در خط تولید ضمن افزایش بهره وری جنبه های غیر انسانی کار نیز فزونی یافت. در نتیجه فراگردی که ابزار های مکانیکی را جایگزین نیروهای کار کنند و انسان را تا حدی تنزل داد که مثل ماشین عمل کند و به انجام دادن کارهای ساده و تکراری وکسل کننده بپردازد.

علی رغم تشکیل شدن سیستم از اجزای به هم وابسته و پیوسته آن را باید به منزله یک کل غیر قابل تقسیم به اجزای خود در نظر گرفت.

در آن زمان بجای تشکیل یک کل بر اساس اجزای تشکیل دهنده آن نحوه قرار گرفتن اجزا در کل مطالعه میشود وبه این ترتیب زمینه ای برای کل نگری فراهم شد.

عصر سیستم ها انقلاب فرا صنعتی را به ارمغان آورد.این انقلاب مبتنی بر استفاده از ماشین های محاسباتی است که ضمن مشاهده به تولید پردازش منطقی وانتقال اطلاعات می پردازد.

با انقلاب صنعتی و ظهور ماشین های پردازش و انتقال اطلاعات امکان ماشینی کردن برخی از فعالیت های ذهنی نیز فراهم شد.

در عصر ماشین که علم در صدد بود جهان و آنچه در ان هست را تجزیه کند خودش نیز به نظام های محدود تری تقسیم شد. ولی اندکی پیش از آغاز جنگ جهانی دوم علوم حرکت موضعی خود را به سوی کلیتی جدید در بستر جنبش ظهور علوم میان رشته ای پیش گرفتند.

میدان تجزیه و تحلیل سیستم ها در دو الی سه دهه گذشته بیش از هر رشته دیگری در مدریت منابع اطلاعاتی شاهد رویارویی مباحث مختلف بوده است.

بسیاری از محققان چنین باورند که با توسعه سیستم های اطلاعاتی عصر جدیدی آغاز شده است . در این عصر جدید کاربران بجای فن آوران هدایت گر فرا گرد ایجاد سیستم هستند.

نرم افزار های کار بردی بجای مصارف کامپیو تری مجری های برنامه ها را به خود مشغول می کنن و انواع سیستم ها و نحوه ی ساخت آن ها به جای استعداد های تحلیلگران سیستم و برنامه های بازاریابی کامپیوتر بر مبنای نیاز های کاربران نهایی تعیین میشوند.

اتوماسیون اداری یکی از بهترین راه های صرفه جویی در وقت و نیز بایگانی اطلاعات است و با توجه به افزایش روز افزون ارتباطات و تبادل اطلاعات ایجاد سیستم کامپیوتری و اتوماسیون ضروری به نظر می رسد.

ساختار سازمانی

آموزشگاه های آزاد فنی همگی زیر نظر سازمان آموزش فنی و حرفه ای می باشند. آموزشگاه توسط موسس یعنی کسی که از طرف سازمان فنی و حرفه ای تایید صلاحیت شده است و موفق به کسب مجوز شده است تاسیس می شود و موسس مدیر یا مدیرانی را جهت اجرای امور جاری آموزشگاه منصوب می کند. دراین سیستم هنر جو پس از مراجعه به آموزشگاه (یا از طریق تلفن) و پرسیدن سوالات مربوطه مدارک خود را تکمیل کرده وآنها را به منشی آموزشگاه ارائه می دهد ، منشی آموزشگاه در صورت تکمیل بودن مدارک فرم قرار داد را تکمیل کرده وآن را به مدیر آموزشگاه ارائه می دهدتا قار دادی مابین هنرجو و آموزشگاه بسته شود.

پس از آنکه هنر جو برای یک دوره استاندارد در آموزشگاه ثبت نام کرد در کلاسهای مربوطه شرکت کرده و توسط مربی (مربیان) در دوره استاندارد مورد نظر آموزش می بیند، در طی این دوره پس از مدتی یک آزمون میانترم (عملی و تئوری) از هنرجو گرفته می شود. پس از اینکه مدت دوره آموزش مورد نظر به پایان رسید در صورت کسب حد نصاب نمره توسط هنرجودر آزمون میانترم، او باید مبلغ مورد نظر (تثبیت شده توسط سازمان آموزش فنی وحرفه ای) را واریز کرده وفیش آن را به منشی آموزشگاه ارائه می کند. پس از آن منشی آموزشگاه لیست افراد مجاز در آزمون نهایی را تکمیل کرده ویک نسخه از آن را (با فرمت آموزشگاه) در آموزشگاه ثبت می کندولیست را در اختیار مدیر آموزشگاه قرار داده تا لیست توسط مدیر به سازمان آموزش فنی وحرفه ای ارائه شود.

مقدمه

فرآیند توسعه ، یک چارچوب عمومی است که برای کلیه پروژه ها صرف نظر از اندازه و میزان پیچیدگی آنها امکاناتی فراهم می کند. RUP یک فرآیند بزرگ صنعتی ( مخصوصا برای توسعه سیستمهای نرم افزاری ) است که برای سهولت تفهیم آن، کلیاتی از آن بدون نام شرکت Rational و بدون محرز کردن جریانهای کاری مربوط به فعالیتهای حمایتی تولید نرم افزار و مدلسازی کسب و کار و بدون اشاره به قدرت RUP که همان ابزارهای حمایت کننده آن می باشند در قالب فرآیند توسعه توسعه نرم افزار یکنواخت شده (USDP) در دانشگاههای معتبر جهان ظهور کرده است در واقع می توان گفت که RUP نسخه پیاده سازی شده ای از USDP است. USDP بعنوان یک فرآیند شی گرای تولید و توسعه سیستمها، دارای مدل فرآیندی است که روند کلی توسعه را مشخص می کند یک فرآینده توسعه سیستم حداقل باید دارای ویژگیهای زیر باشد :

? مشخص کردن ترتیب فعالیتها

? مشخص شود که چه محصولاتی در چه زمانی تولید می شود. ( محصولات میانی و نهایی )

? مدیریت وظایف توسعه دهندگان اعم از افراد یا تیمها معین باشد. ( نقشهای مورد نیاز تیمها )

? معیارهایی برای اندازه گیری کیفیت محصولات پروژه و روند پیشرفت فعالیتهای آن فراهم باشد.

? امکانات بهرمندی از تجربیات موفق و ناموفق افراد و پروژه های دیگر در آن فراهم باشد.

RUP چیست؟

با پیشرفت تکنولوژی کامپیوتر، نیاز هرچه بیشتر به گسترش علم نرم افزاری نیز احساس می‌شد که با پیدایش متدولوژیهای همانند SSADM و روش آبشاری ‎آغاز شد. در ابتدا، این روشها مناسب بود و جوابگوی نیازهای آن زمان بودند ولی با افزایش داده‌ها و پیدایش مفاهیمی همچون شبکه، Web و ... دیگر کارآیی لازم را جهت پیاده‌سازی و هدایت پروژه‌های نرم افزاری نداشتند. پس مفاهیم برنامه نویسی شیءگرا پا به عرصه وجود گذاشت و در سال 1991 بطور جدی مورد مطالعه و بحث قرار گرفت. استفاده از این روشها و متدهای برنامه نویسی قدرت و انعطاف بسیاری را به برنامه‌ها داد و شرکتهای نرم افزاری توانستند با کاهش هزینه‌ها و بهینه سازی کدهای خود، نرم افزارهای قویتری را به بازار عرضه کنند ولی این روش جدید نیز نیاز به مدیریت و یکپارچگی داشت. پس روشها و متدولوژیهای جدیدی مطرح شد که شامل Booch، OMT، OSE و ... می‌باشد. در سال 2000 شرکت Rational روشی را تحت عنوان (Rational Unfied Process) RUP مطرح ساخت که بعد از روش MSF شرکت مایکروسافت به دنیای نرم افزار عرضه شد و امروزه از طرفداران بسیاری برخوردار است.

خصوصیتهای RUP



ویژیگی ها و مشخصات فنی راه حل پیشنهادی

سیستم اتوماسیون با دارا بودن سیستم گویای تلفنی می تواند از مراجعات متعدد به آموزشگاه جلوگیری کند و نیز امور ادارای سرعت بخشد و از بروز اشتباه در گزارش گیری جلوگیری کند.

سیستم پیشنهادی از فناوری .Net جهت برنامه نویسی پروژه و نیز بانک اطلاعاتی MS Access و در صورت دارا بودن شبکه از بانک اطلاعاتی MS SQL Server استفاده می نماید.

سیستم گویا از طریق خطوط تلفن و دستگاه مودم می تواند به سوالات کارآموزان پاسخ دهد.

دامنه پروژه

سیستم جدید می تواند تمام اطلاعات مربوط به امور کارآموزان و مربیان و دوره ها (کلاس ها) را ذخیره کند و اقدام به تهیه گزارش های لازم جهت سازمان فنی و حرفه ای یا خود آموزشگاه نماید و نیز با دارا بودن سیستم گویا می تواند به بسیاری از مراجعات و سوالات کلیشه ای متقاضیان جواب دهد این سیستم به امور دیگر مانند امور حسابداری دخالتی ندارد.

وظایف اصلی سیستم

سیستم جدید می تواند تمام اطلاعات مربوط به امور کارآموزان و مربیان و دوره ها (کلاس ها) را ذخیره کند و اقدام به تهیه گزارش های لازم جهت سازمان فنی و حرفه ای یا خود آموزشگاه و یا اطلاع کارآموز نماید.در این سیستم امکان اعلام نمرات امتحانی به کاآموز به صورت گویا و از طریق خطوط تلفن نیز پیش بینی شده است.تا اینکه از تعدد مراجعات به آموزشگاه کاسته شود.

در سیستم جدید امکانات زیر موجود خواهد بود :

ثبت نام کاآموزان
ثبت نام مربیان
تعیین مشخصات کلاس ها و دوره ها
درج مشخصات آزمون

10.تهیه گزارش ها و فرم های لازم شامل :

ثبت نام آزمون
ثبت نام آزمون مجدد
معرفی کارآموزان به سازمان فنی و حرفه ای بصورت ماهانه و سالانه
صدور کارت شناسایی و کارت ورود به آزمون

10.تهیه نمودارهای کلاس ها، قبول شدگان و ..

11.سیستم گویا جهت کاهش مراجعات به آموزشگاه

مشکلات موجود

تغییر زیاد فرم های سازمان فنی و حرفه ای عمل گزارشگیری را دچار اختلال می کند
عدم سازگاری سیستم گویا با تمامی مودم ها.

راه حل 1 : این مشکل را می توان با افزودن گزارشگیری پویا مرتفع ساخت.

راه حل 2 : با تعیین مودم مناسب در راهنما نیز می توان تا حدودی این مشکل را بر طرف کرد.

بررسی اقتصادی پروژه، معایب و مزایا

مزایا :

تسریع امور
عدم بروز اشتباه
دسترسی سریع و آسان به بایگانی
کاهش مراجعات کارآموزان به آموزشگاه
کاهش هزینه در برابر استخدام نیروی جدید

معایب :

عدم تامین تمام نیاز ها مانند گزارشگیری کاملا پویا
تامین کامپیوتر و خط تلفن
3. هزینه آموزش نیروی انسانی

نتیجه گیری

با توجه به امور مطرح شده و مشکلات آن تهیه سیستم موجود برای برآوردن حداقل نیازها (دامنه پروژه) امکان پذیر می باشد.

پیشنهادات

اضافه کردن سیستم طرح سوالات
گسترش آن برای دیگر آموزشگاه های آزاد غیر از کامپیوتر
امکان استفاده چند شعبه از آموزشگاه از یک پایگاه داده



Glossary

آموزشگاه: محلی جهت تحصیل علوم مقدماتی کامپیوتر که زیر نضر سازمان آموزش فنی وحرفه ای کشور فعالیت می کند و مهارت های لازم را به متقاضیان ارایه می دهد.
موسس: فردی است حقیقی یا حقوقی که مجوز لازم را جهت آموزشگاه کسب کرده است.
کارت تاسیس: مدرکی است که به موسس جهت فعالیت و تاسیس آموزشگاه از طرف سازمان فنی و حرفه ای داده می شود.
مدیر: فردی که کلیه امور جاری آموزشگاه را انجام می دهد از جمله انتصاب ها و امضای قرارداد با کارآموز.
کارت مدیریت: مدرکی است که به مدیر جهت فعالیت و انجام مسئولیت در آموزشگاه از طرف سازمان فنی و حرفه ای داده می شود.
مربی: وظیفه تدریس علوم را به متقاضیان انجام می دهد.
کارت مربیگری: مدرکی است که به مربی جهت تدریس علوم کامپیوتردر آموزشگاه های کامپیوتر از طرف سازمان فنی و حرفه ای داده می شود.
منشی: وظیفه انجام امور دفتری و ثبت نام کارآموزان و تهیه فرم های مختلف را جهت تحویل به سازمان فنی و حرفه ای را بر عهده دارد.
کارآموز: متقاضی است که جهت تحصیل و گذراندن دوره کامپیوتری به آموزشگاه مراجعه می کند.

مقاله بررسی سخت افزار کامپیوتر در 41 صفحه ورد قابل ویرایش

1- توانایی درک ساختمان CUP

1-1- آشنایی با تعریف عملیاتی CPU

CPU یا Processor اساسی ترین جزء یک کامپیوتر می‎باشد. CPU یک آی سی یا تراشه یا chilp است که از مدارات مجتمع فشرده زیادی تشکیل شده است. بعبارت دیگر مهمترین آی سی یک کامپیوتر ریز پردازنده یا CPU آن است. محل قرار گرفتن آن روی برد داخلی و در جای ویژه ای از مادربرد قرار دارد.

در سراسر جهان شرکتاهی زیادی به تولید این آی سی پرداخته اند از معروفترین آنها میتوان ریز پردازنده Motorolla- intel و AMD و Cyrix را نام برد.

ریز پردازنده از واحدهای گوناگونی تشکیل شده که هر واحد وظیفه خاصی را انجام می‎دهد. با قرار گرفتن این واحدها در کنار یکدیگر یک ریز پردازنده به صورت یک مجموعه مجتمع و فشرده تشکیل می‎شود. هر ریز پردازنده از واحدهای زیر تشکیل شده است.

1- واحد محاسبه و منطق (ALU)

این واحد شامل مداراتی است که میتواند محاسبات برنامه های کامپیوتری را انجام دهد، مثلا مجموع دو عدد را بطور منطقی محاسبه می‎کند. ALU مخفف کلمات Aritmatic- Logic- Unit است.

2- واحد کنترل CU یا conmtrol- unit این واحد بر واحد ورودی و خروجی حافظه های گوناگونی نظارت می‎کند و چگونگی ورود و خروج آنها را کنترل می‎کند.

3- حافظه های ثابت یا Register

هر ریز پردازنده برای جمع آوری اطلاعات نیاز به یک محل موقت دارد تا داده ها را در داخل آنها قرار داده و در مواقع لزوم از آنها استفاده نماید، که این محلهای موقت را حافظه های ثابت یا Register می گویند.

4- حافظه های پنهان یا cache

حافظه مخفی یا cache یک حافظه سریع است که مورد استفاده CPU قرار می‎گیرد. بعبارت دیگر چون سرعت عملیات CPU زیاد است لذا اطلاعات نیز باید با سرعت زیاد از حافظه اصلی خوانده و پردازش شود، اما سرعت حافظه اصلی کمتر از سرعت CPU است لذا خواندن اطلاعات با مکث همراه می شود، این حالت انتظار باعث کند شدن سرعت کامپیوتر می گردد . به منظور جبران این وضع از واحدی به نام Ca che استفاده می کنند که سرعت آن برابر سرعت CPU است. در نتیجه مقداری از محتویات حافظه اصلی که مورد استفاده CPU است به حافظه Cache منتقل می گردد تا در موقع خواندن و نوشتن با سرعت cpu مطابقت داشته باشد.

پردازنده های کامپیوترهای شخصی معمولاً بصورت یک مستطیل یا مربع شکل است و بر روی آن حروف و ارقامی دیده می‎شود.

نام سازنده پردازنده
نسل پردازنده
مدل پردازنده
سرعت پردازنده
ولتاژ پردازنده و شماره سریال

2-1- آشنایی با تراکم عناصر ساختمانی در پردازنده

CUP از مجموع قطعات الکترونیکی مخصوصات تراتریستورهای مختلف تشکیل یافته است. مثلا اولین بار شرکت AMD با قرار دادن 500000 تراتریستور پردازنده های K6 را با به بازار عرضه نمود. یا شرکت Intel پردازنده SL 80368 را در آن 855000 تراتریستور بکار رفته و دارای 32 بیت خط حامل داخلی و 16 بیت خط حامل خارجی بود به بازار عرضه نمود. همچنین شرکت اینتل پروسسورهای 80586 را که بیش از یک میلیون تراتریستور تشکیل شده بود به بازار عرصه نموده است.

3-1- آشنایی با سرعت ساعت سیستم

سرعت پردازنده مستقیما روی عملکرد آن اثر می گذارد. یعنی هر چه سرعت بالا باشد تبادل اطلاعات پردازنده سریعتر است، معمولاً سرعت پردازنده ها برحسب مگاهرتز بیان می‎شود. و برخی از سازندگان پردازنده خود را با سرعت واقعی آن نا گذاری نمی کنند بلکه سرعت آنها را بصورت مقایسه ای با پردازنده های IBM می نویسند و آن را با PR نمایش می دهند. مثلا PR 100 یعنی سرعت معادل 100 مگاهرتز است و اگر علام + در جلوی عدد نوشته شود به مفهوم این است که از سرعت نوشته شده نیز بیشتر است مثلا + PR133 یعنی سرعت پردازنده در مقایسه با پردازنده پتنیوم 133 نیز بیشتر است.

4-1- آشنایی با سرعت ساعت داخل ی

هر پردازنده عملیات داخلی خود را براساس سیگنالهای ساعت داخلی انجام می‎دهد. بعبارت دیگر سرعت داخلی هر پردازنده تقریبا برابر همان سرعتی است که روی پردازنده ذکر شده.

1-4-1- سرعت ساعت خارجی سیستم

بعضی از پردازنده ها نیاز به سیگنالهای ساعت خارجی دارند. مثلا Z80 که قلا در کامپیوترهای اولیه بکار می رفت نیاز بیک سیگنال ساعت خارجی که بین صفر تا 5 ولت نوسان کند، داشت یعنی نوسان ساز را در مخارج از مدار با آی سی های (TTL) مانند 7404 و یک کریستال می ساختند و بعدا وارد مدار ریز پردازنده می نمودند.

اکنون نیز همان سیستم ها برقرار است ولی با پیشرفت تکنولوژی از روشهای بهتر و مداراتی که دارای تشعشع کمتر و انرژی تلف شده کمتری می باشند استفاده می کنند مثلا در ریزپردازنده DX4 80486 ساخت شرکت اینتل از یک سیگنال ساعت داخلی یا سرعت 100 مگاهرتز استفاده شده است.

توجه: چون سرعت پردازش در CPU ها بسیار اهمیت دارد در نامگذاری کامپیوترها ضمن اسم بردن از پردازنده سرعت ساعت آنرا نیز بازگو می کنند مثلا P5-100 یعنی پردازنده این کامپیوتر پنتیوم (80568) و سرعت آن 100 مگاهرتز است یا P5-200/MMX یعنی پردازنده پنتیوم یا سرعت 200 مگاهرتز یا تکنولوژی MMX می‎باشد.

5-1- آشنایی با مدیریت انرژی پردازنده

بمنظور جلوگیری از انرژی تلف شده در پردازنده ها و کنترول توان مصرفی آنها در برنامه Setup سیستم بخشی به نام power management در نظر گرفته شده است تا در زمان استفاده نکردن از کامپیوتر پس از مدت زمانی که در تنظیم setup وجود دارد سیستم بحالت خاموش یا reset می رود. بدیهی است بمحض استفاده از کامپیوتر مجدداً بحالت فعال در آمده و عملیات خود را انجام می‎دهد.

توجه: در برنامه های NU و NC نیز گزینه های مانند contigure وجود دارد که میتوان انرژی سیستم و پردازنده و مانیتور را مدیریت و کنترل نمود.

6-1- آشنایی با ولتاژ عملیات پردازنده

پردازنده های پنتیوم سری p54c با یک ولتاژ کار می کرد. ولی پردازنده های P55C به علت تغییر در جریان برق تغذیه کننده، تکنولوژی دوگانه به کار رفته است. این پردازنده جهت کاهش حرارت به 2 ولتاژ مختلف یکی 2.5 ولت برای هسته ودیگری 3.3 ولت برای بخش ورودی / خروجی نیاز دارد.

بطور کلی یکی از تکنولوژی های تولید پردازنده این است که سیم کشی های درون آن نازکتر باشند که در این صورت پردازنده به ولتاژ و جریان کمتری نیاز خواهد داشت و همین مسئله باعث می‎شود که پردازنده ها با سرعت بیشتری کار کرده و گرمای کمتری تولید کنند. به همین دلیل پردازنده های با ولتاژ دوگانه طراحی شده است.

ولی بخش ورودی / خروجی (I/O) به 3.3 ولت نیاز دارد که در مادربردهای جدید Soket 7 بکار رفته و هر کارخانه سازنده با ولتاژهای مختلفی کار می کنند که در زیر، ولتاژ چند پر دازنده مختلف بعنوان نمونه ذکر شده است.

7-1- آشنایی با خاصیت MMX در پردازنده ها

MMX تکنولوژی است که در ژانویه 1997 به بازار آمد و هدف آن افزایش سرعت و کیفیت کارهای مالتی مدیا (چند رسانه ای) می باشد که در این پردازنده ها یک سری دستورالعملهای جدید ایجاد شده که حدودا 57 دستور العمل است. یعنی 4 نوع داده (data type) جدید و 8 رجیستر 64 بیتی به پردازنده های قبلی اضافه شده است که توانایی پردازنده را بالا برده و برنامه نویسان حرفه ای می‎تواند در برنامه هایشان از این دستور العمل ها استفاده نمایند تا سرعت اجرای برنامه افزایش یابد. برنامه هایی که با استفاده از دستورات mmx نوشته می‎شوند و در پردازنده های معمولی نیز اجرا می‎شوند ولی سرعت اجرای برنامه کمتر می‎باشد. CPU های MMX به P55C معروف می باشند.

3-1-3- معماری جامپرها و (Dip- switch) ها

جامپر یا جافنرها پین هایی روی مادربورد می باشند که با تنظیم جامپرها و یا تغییر محل روکش پلاستیکی و قرار دادن آنها در موقعیت های مختلف اعمال متفاوتی انجام می دهند از جمله تنظیم هایی که توسط جابجایی جامپرها انجام می‎گیرد.

- تغییر نوع پردازنده بر روی مادربورد

- تنظیم مقدار ولتاژ لازم برای CPU خاص

- انتخاب اندازه RAM در بعضی از مادربوردها

- تعیین مقدار حافظه کش (Cache)

- پاک کردن اطلاعات CMOS و …

که محل قرار گیری صحیح جامپرها در دفترچه راهنمای مادربورد که همراه با مادربورد است عرضه می گردد.

برای مثال تنظیم سوئیهای کامپیوتر IBM- PC- XT بصورت زیر است

سوئیچ 1: خاموش (روی صفر)

سوئیچ 2: خاموش (روی صفر) اگر کمک پردازنده نصب شده باشد. روشن (روی یک)

سوئیچ 3 و 4: دقیقا با مقدار حافظه نصب شده ارتباط دارد که از کتاب راهنما کمک بگیرید.

سوئیچ 5و 6: مربوط به نوع مونیتور است مثلا اگر از نوع CGA باشد 5 روشن و 6 خاموش است و اگر تک رنگ باشد 5 و 6 هر دو خاموش هستند.

سوئیچ 7 و 8: این سوئیچ ها مربوط به درایورهای فلاپی دیسک ها است یعنی 7 روشن و 8 خاموش به معنی یک فلاپی دیسک یا 7 خاموش و 8 روشن به معنی دو فلاپی دیسک است.

ممکن است در بعضی از مادربوردها سوئچی ها بصورت کشوئی یا بصورت الاکلنگی باشد و ممکن است صفر ویا یک علامت گذاری شده باشد که یک نشاندهنده روشن و صفر نشاندهنده خاموش است.

4-1-3- فن خنک کننده پردازنده

با توجه به افزایش سرعت در پردازنده ها و گرم شدن آنها نیاز به خنک کردن آنها می‎باشد. یکی از روشهای قدیمی گذاشتن فن در پشت (Case) است که با روشن شدن کامپیوتر راه انداز شده و موجب خنک شدن محیط سیستم می‎شود ولی اخیرا در کامپیوترهای پیشرفته فن خنک کننده را توسط گیره روی CPU نصب می کنند و بعضی شرکتها بمنظور خنک کردن پردازنده بجای استفاده از سوکت سرامیکی از سوکت های شبکه پلاستیکی استفاده کرده و سیمهای اتصال آن را از آلیاژ مس و کادیم انتخاب می کنند که عمل هدایت سریعتر انجام گیرد.

5-1-3- بانکهای حافظه RAM (72 پین و 168 پین)

بانک های حافظه 72 پین

حافظه های دینامیکی 72 پینی از نوع SIMM بر روی اکثر مادربردهای 486 و بالاتر یعنی Pentium I هم قابل نصب می‎باشد.

در صورتیکه خط انتقال اطلاعات از نوع 32 بیتی باشد، اگر یک بانک نیز پر باشد، سیستم کار خواهد کرد. زیرا این حافظه ها، 32 بیتی (4بیت نیز برای بیت توازن که هر بیت مربوط به 8 بیت می‎باشد) بوده و قابلیت دستیابی به حالت های 8 و 16 و 32 بیتی را نیز فراهم می‎آورد.

در سیستم های پنتیوم I که خط انتقال اطلاعات 64 بیتی می‎باشد حداقل باید ود اسلات حافظه 72 پین پر باشد تا سیستم کار کند.

در شکل زیر یک حافظه RAM از نوع 72 پین و نحوه قرار دادن آن در سوکت ملاحظه می‎شود.

بانکهای حافظه 168 پین

SDRAM ها که در حال حاضر بر روی مادربردهای جدید نصب می‎شوند به شکل ما جولهای 64 بیتی DIMM ساخته می‎شوند. تعداد پین های آنها 168 عدد بوده و برای نصب نیاز به سوکت خاصی می‎باشد. از آنجا که پهنای ما جول های DIMM 64 بیت می‎باشد یک عدد از آنها برای کار پردازنده کافی می‎باشد.

DIMM در ظرفیت های 8 و 16 و 32 و 64 و 128 و 256 مگابایتی موجود بوده دارای سرعت 6 و 8 و 10 و 12 نانو ثانیه ای می باشد وروی هر مادربرد 1 الی 3 سوکت برای این نوع RAM وجود دارد.

مزیت SDRAM ها در سرعت بالا می‎باشد که امکان افزایش فرکانس گذرگاه سیستم را بوجود می‎آورد.

همه تراشه های جدید توانایی کنترل SDRAM ها را دارند و بر روی بعضی از مادربردها امکان نصب هر دو نوع SDMM RAM و DIMM وجود دارد. هدف از این کار آن بوده که هر کدام از RAM ها که نیاز باشد بتوان بر روی مادربرد نصب گردد. البته نباید بصورت همزمان از هر دو نوع استفاده کرد در بعضی از مادربردها استفاده از ترکیب RAM ها امکان پذیر می‎باشد.

در شکل زیر یک DIMM نمایش داده شده است.

شرکت اینتل در سال های گذشته سرعت پردازنده هایش را تا 200 برابر افزایش داده ولی سرعت حافظه در این مدت فقط 20 بر ابر افزایش یافته است هم اکنون همه به امید RAMهای سریع می‎باشند تا به کمک آنها بتوان از تمام قابلیت های PC بهره ببرند. درماجول های DIMM جدید یک تراشه EPROM وجود دارد که اطلاعاتی درباره RAM در آن ذخیره شده است. در داخل این تراشه واحدی برای نگهداری اطلاعاتی در مورد نوع RAM می‎باشد. هدف از این کار آن بوده که Bios اطلاعات موجود در آن را خوانده و از روی آن گذرگاه سیستم و زمان بندی حافظه را جهت بازدهی بهتر تنظیم نماید.

2-3- شناسائی اصول نصب کارت های شکافهای توسعه مادربرد

مولفه های داخلی مختلف در تمام کامپیوترها بوسیله یک مدار الکتریکی بنام گذرگاه (BUS) به هم متصل می‎شوند. گذرگاه به سادگی یک مجموعه اتصالات موازی می‎باشد که روی بورد اصلی سیستم قرار می‎گیرد. تمام اجزای کنترل کننده کامپیوتر، پردازنده، هر تراشه کنترلی و هر بایت حافظه به طور مستقیم یا غیرمستقیم به گذرگاه متصل می‎شوند. گذرگاه به سادگی یک مجموعه اتصالات موازی می‎باشد که روی بورد اصلی سیستم قرار می‎گیرد. تمام اجزای کنترل کننده کامپیوتر، پردازنده، هر تراشه کنترلی و هر بایت حافظه به طور مستقیم یا غیرمستقیم به گذرگاه متصل می‎شوند. وقتی که داده ها از یک مولفه دیگر منتقل می گردند آنها از منبع به مقصد در طول این مسیر مشترک حرکت می کنند. وقتی که یک آداپتور جدید در یکی از شکافهای گسترش بورد اصلی وصل می‎شود در واقع بطور مستقیم به گذرگاه متصل می گردد و بدین ترتیب عنصر جدید جزء کل سیستم خواهد شد.

تمام اطلاعاتی که کامپیوتر استفاده می‎کند حداقل در یک محل در طول گذرگاه به طور موقت ذخیره می‎شود. ذخیره اولیه داده ها در حافظه اصلی یا RAM می‎باشد. در PC ها حافظه اصلی شامل هزارها یا میلیونها سلول حافظه منفرد است که هر یک از آنها می‎تواند 8 بیت یا یک بایت داده را نگه دارد. بعضی داده ها ممکن است برای مدت کوتاهی در یک پورت I/O یا یک ثبات پردازنده ذخیره شوند، یعنی همان زمانی که صبر می‎کند تا پردازنده آنها را به محل مناسب خود بفرستد. به طور کلی درگاهها و ثابتها فقط 1 و یا 2 بایت اطلاعات را در هر بار نگه می دارند که معمولاً از آنها بعنوان محلهای ذخیره موقت استفاده می‎شود تا اینکه داده ها از یک مکان به مکان دیگر فرستاده شوند. هر وقت داده ها به یک سلول حافظه یا پورت I/O فرستاده یا از آنها خوانده می‎شوند محل سلول یا درگاه توسط یک مقدار عددی یا آدرس مشخص می گردد. وقتی که انتقال داده انجام می‎شود آدرس آن روی گذرگاهی به نام گذرگاه آدرس (adress bus) منتقل می‎شود. همچنین گذرگاه قسمتی دارد به نام گذرگاه کنترل (control bus) که اطلاعات کنترلی را مانند سیگنالهای زمانی (از ساعت سیستم) و سیگنالهای وقفه ای حمل می‎کند. قسمت نهایی گذرگاه خطوط نیرو، نیروی الکتریکی را حمل می‎کند.

مقاله بررسی تکنولوژی طراحی و تولید به کمک کامپیوتر (CADCAM) در 57 صفحه ورد قابل ویرایش

مقدمه

مقدمه نویسنده:

رشد روزافزون تکنولوژی کامپیوتر و قابلیت‌های کنترلی، محاسباتی و گرافیکی آن موجب شده است تا این دستاورد حیرت‌انگیز بشری به عرصه طراحی و تولید قطعات صنعتی قدم بگذارد. استفاده از کامپیوتر در فرآیندهای طراحی و تولید «تکنولوژی طراحی وتولید به کمک کامپیوتر CAD/CAM

[Computer Aided Design and Computer Aided Manufacturing]

نام دارد . هنگامی که قطعات دارای تنوع و پیچیدگی‌های بسیاری هستند و نمی‌توان برنامة ساخت آنها را توسط ماشین CNC و به کمک دست انجام داد،‌کامپیوترها و نرم‌افزارهای کاربردی در هر دومرحله طراحی و ساخت به کمک انسان می‌آیند. برنامه ریزی فرایند ساخت، برنامه‌ریزی ملزومات مواد، کنترل کیفیت و تمامی مسائل مربوط به مدیریت خودکار تولید،‌با استفاده از این تکنولوژی به راحتی امکان‌پذیر است.

در سالهای اخیر نهدهای صنعتی کشورمان نیز به تدریج به اهمیت شناخت و به کارگیری تکنولوژی CAD/CAM پی‌برده‌اند. اینجانب نیز با توجه به مشغول بودن در صنعت هوافضا و نیاز به ساخت و مدلسازی و طراحی قطعات با استفاده از این فرآیند، اقدام به انتخاب این موضوع برای پروژة پایان تحصیلی خود نمودم. امید است این اقدام، پیش زمینه‌ای برای استفاده بیشتر از این فرایند برای تولید قطعات مورد نیاز کشورمان برای خودم و خوانندگان آن باشد.

1-1 تاریخچة CAD/CAM

در قرن 19 انقلاب صنعتی موجب رشد توان فیزیکی بشر شد. در قرن 20 نیز دومین انقلاب صنعتی با ظهور کامپیوترها به وجود آمده و قابلیت‌های فکری بشر را رشد داده است.

امروزه بدون استفاده از کامپیوتر نمی‌توان پروژه صنعتی مهمی را انجام داد. از اواخر دهه 50 میلادی با قوی شدن ظرفیت ذخیره و سرعت عملیات کامپیوترها، کاربرد آنها در پروژه های مهندسی به طور وسیعی روبه فزونی نهاد. مخصوصاً با ظهور تکنولوژی میکروالکترونیکی VLSI یا مدار مجتمع با مقیاس بسیار بزرگ، سخت‌افزار کامپیوتر هر روز ارزان و ارزان‌تر شد؛ به گونه‌ای که شرکت‌های صنعتی تمایل پیدا کردند، تا از قابلیت‌های آن استفاده کنند. به دلیل کوچک شدن سخت‌افزار کامپیوتر، این ابزار به سرعت در زمینه‌هایی از صنعت نفوذ کرد که به دلیل بزرگ بودن اندازة کامپیوترهای سنتی، امکان نفوذ چندانی نداشت. در نتیجه این تحولات در علم کامپیوتر، “طراحی به کمک کامپیوتر” و “تولید به کمک کامپیوتر” (CAD/CAM) به خاطر قابلیتی که در افزودن “بهره‌وری” داشت ،‌به سرعت در صنایع مهندسی مقبولیت یافت. همان‌طور که نام CAD/CAM نشان می‌دهد، این تکنولوژی می تواند چنین تعریف شود: “استفاده از کامپیوترها به منظور کمک به فرایند طراحی و تولید”؛ به عبارت دیگر CAD/CAM عبارت است از کابرد کامپیوترها در فرایند تولید قطعات مهندسی که از دفتر نقشه کشی شروع شده و پس از دپارتمان تولید، کارگاه ماشین، دپارتمان کنترل کیفیت، نهایتاً به انبار قطعات ساخته شده ختم می گردد.

این تکنولوژی روشی موثر، صحیح و رضایت‌بخش را برای طراحی و تولید محصولات با کیفیت عالی بیان می‌کند. CAD/CAM شامل دو بخش جداگانه به نام‌های ذیل می باشد:

1- طراحی به کمک کامپیوتر Computer Aided Desing

2- تولید به کمک کامپیوتر Computer Aided Manu facturing

این دوبخش در طی 30 سال گذشته به طور مستقل رشد کرده‌اند و هم اکنون هردوی آنها با هم تحت عنوان سیستم‌های CAD/CAM یکپارچه شده‌اند. معنای یکپارچگی این است که کلیه عملیات طراحی و تولید می تواند در یک سیستم واحد مورد نظارت و کنترل قرار گیرد.

طراحی به کمک کامپیوتر، اساساً بریک تکنیک متنوع و قدرتمند به نام گرافیک کامپیوتری (Computer Graphics) استوار است. گرافیک کامپیوتری عبارت است از ایجاد و دستکاری اشکال بر روی یک دستگاه نمایش به کمک کامپیوتر، گرافیک کامپیوتری در سال 1950 در دانشگاه ام.آی. تی آمریکا پایه‌ریزی شد و اولین تصاویر ساده برروی کامپیوتر «ویرل‌ونید» Whirlwind نمایش داده شد. با ظهور سخت‌افزار پیشرفته که حافظه و سرعت آن بالا و ارزان نیز بود، نرم‌افزارهای جدیدتری نیز در زمینه گرافیک به وجود آمدند. نتیجه چنین تحولی، کاربرد روزافزون CAD در صنعت بود. در آغاز، سیستم‌های CAD به صورت ایستگاههای نقشه‌کشی خودکاری بودند که در آن رسام‌های Plotter تحت کنترل کامپیوتر، نقشه‌های مهندسی را تولید می‌نمودند.

امروزه سیستم های CAD می‌توانند به مراتب بیشتر از نقشه‌کشی عادی کار انجام دهند. برخی از سیستم‌ها دارای قابلیت‌های تحلیلی نیز هستند . برای نمونه نرم‌افزارهایی از CAD وجود دارند که با روش المان محدود می توانند قطعات را از نظر مسائل تنش، حرارت و مسائل مکانیکی مورد تجزیه و تحلیل قرار دهند. همچنین نرم افزارهایی از CAD وجود دارند که می‌توانند حرکت قطعات را نیز مورد مطالعه قرار دهند. تولید به کمک کامپیوتر اساساً با ظهور کنترل عددی Numerical) Control) یا (NC) مطرح شد. در اواخر دهة 40 فردی به نام “جان پارسونز” Jon T.parsons روشی خاص برای کنترل یک ماشین ابزار ابداع کرد. در روش او کارت‌های سوراخ شده (Punched Cards) به کار برده شده بود. تا اطلاعات مختصاتی حرکت ماشین به آن ارائه گردد. در این حالت، امکان انجام ماشین‌کاری روی سطوح موردنظر توسط ماشین میسر می‌شد. با مشخص شدن مقادیر عددی برای حرکت محور ماشین ابزار، تحولی در حرکت مکانی ماشین ابزار ایجاد شد. اولین نمونه ماشین NC در سال 1952 ساخته شد. تا بتواند توانایی‌های آن را بیان کند. سپس، سازندگان ابزار و صنایع تولیدی متحداً ماشین‌های NC جدیدی متناسب با نیازهایشان ساختند. در اواخر دهة 50 کامپیوترها در دسترس بودند و مسلم شده بود که آنها می‌توانند مقادیر عددی مورد لزوم ماشین‌های کنترل عددی را تولید نمایند.

در این مرحله نیروی هوایی آمریکا با پرداخت مبالغ زیادی به دانشگاه ام.آی. تی خواستار طراحی یک برنامه‌نویس قطعه شد که بتواند برای تعریف حرکات هندسی ابزار، در ماشین‌های کنترل عددی به کار گرفته شود. نتیجه این کار پیدایش زبان APT [Auto matically Programed Tools] شد،‌که امروزه به عنوان زبان استاندارد ماشین NC ساخته شده است.

APT امکاناتی را فراهم می آورد که برنامه نویس قطعه می‌تواند میان دستورالعمل‌های ماشین‌کاری و ماشین ابزار ارتباط برقرار سازد. با ATP برنامه‌نویس می تواند اشکال ابزار، تلرانس‌ها،‌تعاریف هندسی، حرکات ابزار و فرامین کمکی ماشین را تعریف کند. تعدادزیادی زبان برنامه‌‌نویسی NC نیز براساس زبان APT بعداً به وجود آمدند. همانگونه که شرح داده شد، پیشرفت‌های اولیه CAM عمدتاً در حوزة کنترل عددی تمرکز داشته است. تا این اواخر، فرامین و دستور‌العمل‌های NC هنوز در دست انسان تولید و تصحیح می‌شدند.هم‌اکنون سیستم‌های CAM می‌توانند برنامه‌های NC را با درجه‌ای از صحت ودقت بالا تولید کنند و مسیر ابزار (Cutter Line) را برای مشخص شدن ترتیب مراحل ساخت روی صفحه تصویر Monitor سریعاً نشان دهند. برخی از این سیستم‌ها حتی قابلیت مدیریت کارخانه را نیز دارند؛ و جریان کار و مواد را در طول کارخانه هدایت می‌کنند. دست آورد تکنولوژیک جدیدی که به تدریج به جمع فعالیت‌های CAM پیوست، که در آن بازوهای متحرک خودکار، قطعات کاری و ابزارها را به کار می گیرند. ]رجوع به 1و 8[

2-1 مثالهایی کاربردی از تکنولوژی CAD/CAM در جهان

- درسیستم‌های اولیه CAD/CAM ، بیشتر تجهیزات حجیم بودند و قیمت بالای چند میلیون دلار داشتند. همچنین برای به کاربردن آنها نیاز به یک اپراتور بود که به کارهای برنامه‌ریزی و کاربرد کامپیوتر آشنایی داشته باشد. درنتیجه فقط شرکتهای بزرگ ساخت هواپیما و صنایع هوافضا و خودروسازی قادر به استفاده از آنها بودند؛ و هنوز هم بسیاری از تجیهزات سیستم‌های CAD/CAM تحت استفاده انحصاری این شرکت‌های بزرگ قرار دارد.

اما در حین سیر نزولی که در اندازه و قیمت این مجموعه روزبه روز صورت می‌گیرد، قدرت محاسباتی آنها بالا می‌رود. نتیجه این امر رشد و گسترش وسیع و سریع سیستم‌های مذکور در صنایع عمومی بود که از طریق وارد شدن این سیستم‌های مستقل و نه‌چندان هزینه بر که در آنها استفاده کننده می‌تواند عملیات طراحی خیلی پیچیده، تجزیه و تحلی و دیگر کارهای تولیدی را انجام دهد ،‌صورت گرفت. این امر یعنی بهره گیری از کامپیوترهای کوچک ،‌به استفاده کننده اجازه می‌دهد که بدون آموختن برنامه‌نویسی و نحوة‌ کاربرد کامپیوتر، از مزایای آن بهره بگیرد. اگرچه سیستمهای خیلی پیشرفته در کارخانه‌های بزرگ باقی می‌مانند، ولی بسیاری از کارخانه های کوچک که قبلاً توانایی خرید سیستم‌های CAD/CAM را نداشتند، هم‌اکنون جزواستفاده کنندگان این سیستم ‌ها می باشند. البته مهمترین انگیزه استفاده از CAD/CAM افزایش بهره‌وری Productivity مهندسی است. هزینه‌های بسیار زیاد تولید سنتی سفینه‌های فضایی، این کارخانه ها را واداشت که از چندین سال قبل برای تولید اقتصادی‌تر هواپیما، به فکر تجهیز کارخانه‌هایشان به سیستم‌ CAD/CAM بیفتند. به همین ترتیب ، صنایع خودروسازی این تکنولوژی را به عنوان بهترین راه ‌طراحی و تولید اتومبیل‌ها قلمداد کردند. طراحی وتولید به کمک کامپیوتر CAD/CAM ،‌امروزه ،‌به همة صنایع سرایت کرده است و در تولید بسیاری از محصولات به کار گرفته می شود.

1-2 مقدمه:

تعریف و بیان شکل هندسی یک قطعه، اولین و آخرین گام از فعالیت‌های طراحی و مهندسی را تشکیل می‌دهد. درگذشته و به طور سنتی این کار توسط نقشه‌های اجرایی دوبعدی ترسیم شده توسط دست صورت می‌گرفته است.

امروزه با پیشرفت‌های حاصله در زمینه سخت‌افزار و توسعه نرم‌افزارهای قدرتمند گرافیکی، به آسانی می توان با استفاده از داده‌های شکل هندسی یک جسم، مدل کامپیوتری سه بعدی آن را تهیه کرد. منظور از مدل کامپیوتری ، بیان ریاضی شکل هندسی یک جسم در فضای سه‌بعدی و ذخیرة آن در حافظه کامپیوتر است.

عمده‌ترین کاربردهای مدل‌سازی هندسی، به کارگیری آن در فعالیت‌های مختلف طراحی و ساخت به کمک کامپیوتر است. هنگامی که مدل هندسی قطعه‌ای توسط کامپیوتر تولید شد،اطلاعات آن به صورت یک فایل در حافظة‌ دائمی کامپیوتر ذخیره می گردد. از طریق ایجاد تغییرات در مجموعه انباره داده‌های (data base) مربوط به جسم، می‌توان هرگونه تغییرات دلخواهی را در محیط نرم‌افزار بر روی این مدل اعمال نمود.

بنابراین از دید مهندسی و طراحی مطالعه تکنیک‌های جدید مدلسازی هندسی کامپیوتری توانایی‌ها وابزارهای قدرتمندی را در اختیار مهندسان و طراحان قرار می‌دهد که از آن می‌توانند در فعالیت‌های مختلف طراحی و آنالیز مهندسی و یا ساخت و تولیداستفاده نمایند. عملیاتی مانند ارزیابی طرحها و ایده‌ها، طراحی صنعتی، تهیه نقشه‌های اجرایی، انجام محاسبات طراحی و آنالیز به روش اجزاء محدود،‌شبیه‌سازی سینماتیکی و دینامیکی مکانیزمها و ماشین آلات ،‌تهیه برنامه NC جهت ماشین‌کاری و محاسبات سطح، حجم و خواص جرمی و دیگر مشخصات قطعه و یا محصول بدین روش قابل انجام است. از این طریق بهره‌وری و انعطاف‌پذیری فرایند طراحی و ساخت افزایش یافته و نوع کار آسان می‌شود.

2-3 ابعاد مدل هندسی

بسته به نیاز طراح و نیز توانایی سیستم CAD مورد استفاده ،‌ابعاد مدل هندسی برای بیان یک جسم فیزیکی در حافظه کامپیوتری به یکی از سه صورت زیر ذخیره می شود.

1-2-3 مدل دوبعدی (2D Malel) : که برای نقشه‌های اجرایی و نماهای جسم از دیدهای مختلف و یا ساخت اجسام تخت، مثلاً طراحی مسیر حرکت سیم در فرایند و ایرکات، به کار می‌رود.

2-2-3 مدل دو و نیم بعدی (21/2 D Model)

که برای قطعات با سطح مقطع ثابت،‌بدون دیواره‌های جانبی پیچیده، می‌تواند به کار گرفته شود. برای مثال، هر منشور یا کره می‌تواند توسط تعدادی دیسک شناخته شود.

3-2-2 مدل سه‌بعدی (3D Model)

که برای مدلسازی اجسام سه‌بعدی به کار می‌رود. در این مدل مختصات x,y,z هر نقطه ممکن است با نقطه مجاورش متفاوت باشد. کاربرد این روش مدلسازی در طراحی پره‌توربین، بدنه اتومبیل و … بسیار وسیع است.

3-3 انواع روشهای مدلسازی هندسی

به طور کلی در یک نرم‌افزار CAD بسته به توانایی های آن و ماهیت ساخت مدل در کامپیوتر، به سه روش می‌توان مدل هندسی یک جسم فیزیکی را تولید نمود.

1- مدل قاب سیمی (Wireframe Model)

2- مدل سطوح (Suface Model) یا مدل رویه‌ای یا پوسته‌ای

3- مدل حجمی (Solid Model) یا مدل توپر

1-1-3-3 مدل قاب سیمی (Wireframe Model)

در مدلسازی هندسی به روش قاب سمی (Wireframe Model) ، جسم توسط یالهایش بیان می شود. به عبارت دیگر فقط نقاط، خطوط، قوسها و منحنی هایی که یالهای جسم را در فضا تشکیل می‌دهند، در انبارة داده‌های (data base) مربوط به قطعه در حافظه ذخیره شده و برای کامپیوتر قابل درک و شناسایی هستند. این روش پایین‌ترین سطح مدلسازی کامپیوتری اجسام است. و محدودیت‌های زیادی دارد که اغلب ناشی از نداشتن اطلاعات از هندسه جسم است. شکل
شماره 1 نمونه‌ای از این نوع مدلسازی را نشان می‌دهد.

از مزایای این نوع مدلسازی می‌توان به سادگی و آسان بودن تولید آن اشاره نمود. همچنین به دلیل اینکه این نوع مدل کمترین حجم حافظه را از کامپیوتر اشغال می‌کند،‌سریع‌تر ایجاد می شود و در نتیجه هزینه کمتری دربرخواهد داشت.

با استفاده از یک سیستم CAD که قابلیت مدلسازی به روش قاب‌سیمی را داشته باشد همچون مدول سه بعدی نرم‌افزار «Auto CAD» و یا نرم‌افزار «Anvil Express» فعالیت‌های مختلف طراحی و ساخت بکار گرفت.

2-1-3-3 برخی از محدودیت‌های این نوع مدل‌سازی را می‌توان به صورت زیر برشمرد:

این مدل حاوی کمترین اطلاعات از جسم است و بنابراین فقط برای اجسام با شکل هندسی ساده و غیر پیچیده قابل استفاده است.

- مدل قاب سیمی چون سطح و حجم جسم را نمی‌شناسند و داده‌های آنها را ندارند، قادر نیست سطوح و یا داخل و خارج جسم را از هم تمیز دهد. بنابراین از تشخیص مرز مشترک ما بین دوجسم متقاطع عاجز است.

- خواص فیزیکی جسم، همچون وزن، سطح مقطع، مرکز ثقل و ممان ایندسی را نیز نمی‌تواند، محاسبه کند.

- مدل قاب سیمی از یک جسم ممکن است،‌به گونه های مختلفی تفسیر شود.

3-1-3-3 برای ابهام زدایی از مدل قاب سیمی و برای اینکه این نوع مدل،‌جسم را به صورت یکه بیان کند، لازم است یکی از دوعملیات زیر در مورد جسم بکار گرفته شود:

استفاده از خطوط بریده(خط‌چین) برای نمایش خطوط نامرئی
بکارگیری تکنیکهای حذف خطوط نامرئی (Hidden Line Removal)

4-1-3-3 مهمترین زمینه های کاربرد نرم‌افزارهای مدلسازی به روش قاب سیمی عبارتند از:

تهیه نقشه‌های اجرایی
ایجاد شبکه (MESH) برای آنالیز اجزاء محدود (F.E.A)
تهیه مسیر ابزار برش برای ماشینکاری CNC

5-1-3-3 اجزای قاب سیمی (Wireframe Entities)

اجزای تشکیل دهنده یک قاب سیمی در سیستمهای CAD/CAM بر دو دسته هستند:

الف) اجزاء تحلیلی (Analytic Entities) : مانند نقطه (Point) خط (line) ،‌قوس (Arc) و منحنی‌های مقاطع مخروطی مانند، بیضی، سهمی و هندلولی. این نوع اجزاء برای ساختن مدل هندسی قطعات ساده استفاده می‌شوند.

ب) اجزاء مصنوعی(Synthetic Entities): مانند انواع قطعه منحنی های اتصالی
(Cubic-Spline, B-Spline) و منحنی‌های بزییر (Bezier)


1-2-3-3 مدلسازی سطوح (Suface Modeling)

به سیستمهای CAD که توانایی توصیف سطوح یک جسم را داشته باشند،‌مدلساز سطوح (Surface Model) می گویند. در این حالت در مقایسه با روش قاب سیمی، حجم بیشتری از اطلاعات در فایل داده‌های مربوط به جسم در کامپیوتر ذخیره می‌شود. یک مدل سطوح را می‌توان به کمک تعریف سطوح روی یک قاب سیمی (Wire frame) ساخت. این عمل را می‌توان با عمل کشیدن پارچه و یا روکش روی مدل قاب سیمی تشبیه کرد.

یک مدل سطوح می‌تواند بسیاری از ابهاماتی که در مدل قاب سیمی وجود داشت را برطرف کند. شکل شماره 2 یک نمونه، مدل Surface model را نشان می‌دهد:

به طور کلی مدلسازی سطوح؛ کاملتر، پیشرفته‌تر از مدل قاب سیمی و ارزان‌تر از مدل حجمی است.

2-2-3-3 محدویت‌های این مدلسازی عبارتند از:

ساختار داده‌ها پیچیده‌تر و در نتیجه محاسبات ریاضی حجیم‌تر و مشکل‌ترند.
نیاز به حجم بیشتری از حافظه کامپیوتر و ظرفیت ذخیره اطلاعات وجود دارد.
سرعت فرایند به دلیل حجم زیاد داده‌ها و محاسبات کندتر است.
نیاز به سخت‌افزار کامپیوتری با سرعت بالا وجود دارد.
پرهزینه‌تر است.
تنها حاوی اطلاعات سطح می باشد و از داخل جسم خبر نمی‌دهد و قادر به انجام محاسبات جرمی نیست.

3-2-3-3 کاربردهای مدلسازی سطوح عبارتند از:

تهیه تصویر پرسپکتیو
ایجاد شبکه (mesh) برای آنالیز اجزاء محدود یا آنالیز اجزاء مرزی
مدلسازی اجسامی که نیاز به اطلاعات داخل حجم ندارند.
تهیه مسیر حرکت ابزار برش جهت ماشین‌کاری CNC.