Аппаратное обеспечение. Вопреки сложившемуся мнению, САПР — это не только комплекс программных средств, в которые предприятия делают основные вложения

Вопреки сложившемуся мнению, САПР — это не только комплекс программных средств, в которые предприятия делают основные вложения, но и солидная аппаратная база, требующая соответствующего материального обеспечения и на несколько лет определяющая стратегию развития САПР как программного комплекса предприятия. Сейчас уже совершенно очевидно, что внедрение САПР необходимо осуществлять как внедрение программно-аппаратного комплекса, обладающего требуемой функциональностью. На рынке САПР каждый год появляется много новинок, которые увеличивают функциональность прикладного ПО, но можно утверждать, что революционные прорывы происходят с периодичностью в три-четыре года. Причем промежуток между заявлением производителя ПО о новой функциональности и началом квалифицированной работы с нею пользователем может составлять до 12 месяцев. Примерно тот же временной интервал характерен и для оптимизации аппаратных ресурсов под вновь приобретаемое ПО. Из этого можно сделать следующий вывод: если аппаратный комплекс оптимизировать под существующую функциональность прикладного ПО, а также дать ему некоторый запас прочности, то моральное устаревание комплекса удастся отодвинуть на несколько лет. Попробуем сформулировать основные принципы жизнеспособности аппаратного комплекса:

- дифференциация рабочих мест для плоского и трехмерного проектирования;

- выделение компьютера или группы компьютеров для реализации функций серверов приложений, данных пользователей, различных групповых сервисов;

- организация централизованного резервного копирования информации серверов (обязательно) и отдельных рабочих мест (по степени важности информации);

- выделение устройства вывода для индивидуального доступа каждого пользователя;

- предварительный расчет нагрузки на ЛВС (локальную вычислительную сеть) и оптимизация трафика;

- формирование топологии ЛВС таким образом, чтобы ее надежность была максимальна и не зависела от воздействия внешних факторов;

- выделение места для репликации технической документации (до формата А0+) с целью оптимизации нагрузки на устройства вывода информации на бумажные носители;

- наличие минимального аппарата администрирования комплекса (инженеров IT).

- Такой подход поможет минимизировать расходы на поддержание функциональности комплекса в рассматриваемый временной период.

Перед любым пользователем вычислительной техники на начальном этапе конфигурирования системы всегда встает главный вопрос: на какой технике планируется эта работа? Сейчас конечному пользователю доступны практически все типы вычислительных систем, но вопрос о том, какую архитектуру системы выбрать (RISC или CISC), почти всегда однозначно решается в пользу CISC, а если говорить конкретнее — Intel-систем.

Попробуем разобраться, хорош такой подход или плох. В пользу Intel-систем можно привести следующие аргументы:

- распространенность программного обеспечения;

- существующий уровень образования конечного пользователя;

- несанкционированное использование коммерческих версий программных продуктов;

- отработанная технология ремонта и хорошая ремонтопригодность таких систем.

При этом пользователь забывает о том, что такие системы были созданы «для всего». Универсальная системная архитектура позволяет приложениям выполняться как одинаково хорошо или одинаково средне, так и одинаково плохо. При этом со стороны RISC-системы, как правило с UNIX ОС на борту, выступает один аргумент, кажущийся пользователю весьма веским: «Ну и что мне потом с такой системой делать?» Остальные аргументы, как правило, «за»:

- система ориентирована на высокопроизводительные вычисления;

- программное обеспечение имеет отработанные алгоритмы, причем именно на основе этих алгоритмов строится программное обеспечение для Intel-систем;

- система имеет высокую надежность, что практически сводит к минимуму выход техники из строя;

- прикладное программное обеспечение ориентировано на возможности именно этой, конкретной системы;

- все имеющиеся программы на этой вычислительной системе выполняются одинаково хорошо.

Что могут противопоставить обычные «персоналки», пусть даже класса «рабочая станция»? Ответ на этот вопрос может показаться пользователю несколько нелогичным: дифференциацию рабочих мест всего комплекса САПР и, как следствие, отказ от принципа all-in-one (все в одном).

Если расшифровать данное направление развития вычислительного комплекса, то это может выглядеть следующим образом:

- применение процессоров нижнего класса в компьютерах на рабочих местах, предназначенных для 2D-проектирования;

- четкое и однозначное формирование комплекса программного обеспечения как для 2D-, так и для 3D-рабочих мест;

- применение накопителя на жестких дисках минимально возможной емкости в соответствии с требованиями программного комплекса;

- применение RDRAM или DDR RAM в станциях, предназначенных для вычислений в режиме реального времени или визуализации сложных объектов;

- применение графических ускорителей 2D на рабочих местах для двухмерного проектирования;

- применение графических ускорителей с аппаратной реализацией OPEN GL v1.1 (новый стандарт v1.2) для рабочих мест, предназначенных для 3D-визуализации;

- если в вашей системе используются программные продукты Autodesk, то желательно применение Heidi-совместимой графической подсистемы.

Вопрос о рабочем месте для обработки двухмерной информации является принципиально важным. Таких компьютеров в системе может быть от нескольких штук до нескольких десятков и даже сотен, а стоимость рабочего места существенно влияет на стоимость всего программно-аппаратного комплекса. В то же время удешевление такого рабочего места не следует проводить в ущерб его функциональности. Оператор САПР должен чувствовать себя комфортно, а его производительность не должна зависеть от конфигурации его рабочего места.

Определяющей особенностью рабочего места CAD 2D является оптимизация системы для работы с двухмерной графикой. Таким образом, в качестве видеоконтроллера может быть использована любая современная графическая карта с 19-дюймовым монитором с разрешением 1024×768 или 1280×1024 точек разверткой не менее 75 Гц. Данные режимы работы мониторов наиболее удобны для операторов с точки зрения эргономики и психомоторики и являются оптимальными для приложений CAD 2D.

В качестве рабочего места для 3D-проектирования желательно использовать несколько различных конфигураций: для организации 3D-сборок, моделирования работы узлов механизма, проведения различных расчетов (прочностных, тепловых и т.п.) и вывода в графической форме результатов на экран монитора в 3D-модели. В данном случае необходимо осознавать, что при разделении 3D-задач на такие классы, как организация сборок, кинематическое моделирование, проведение ресурсоемких расчетов (визуализация сложных объектов), можно разграничить требования к вычислительным платформам, графическим подсистемам, дисковому пространству и в итоге сформировать различные требования к конфигурации таких систем. В свою очередь, производительность графической подсистемы накладывает требование на производительность центрального процессора, а в некоторых случаях — двух- или многопроцессорного ядра системы.

В заключение скажем: используя дифференцированный подход к построению рабочих мест для различных областей применения в САПР, пользователь может полностью или частично отказаться от применения рабочих станций RISC, уменьшить стоимость затрат на новый или модернизируемый программно-аппаратный комплекс, повысить производительность, а главное, эффективность работы своего персонала. Последнее — немаловажное условие для выживания и развития в условиях рыночной экономики подразделений или организаций, использующих различные САПР.