1.CAD即計算機輔助設計(CAD-Computer Aided Design)
利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進(jìn)行設計工作 。簡(jiǎn)稱(chēng)cad。 在工程和產(chǎn)品設計中，計算機可以幫助設計人員擔負計算、信息存儲和制圖等項工作。在設計中通常要用計算機對不同方案進(jìn)行大量的計算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案；各種設計信息，不論是數字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機的內存或外存里，并能快速地檢索；設計人員通常用草圖開(kāi)始設計，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計算機完成；由計算機自動(dòng)產(chǎn)生的設計結果，可以快速作出圖形顯示出來(lái)，使設計人員及時(shí)對設計作出判斷和修改；利用計算機可以進(jìn)行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉等有關(guān)的圖形數據加工工作。cad 能夠減輕設計人員的計算畫(huà)圖等重復性勞動(dòng)，專(zhuān)注于設計本身，縮短設計周期和提高設計質(zhì)量。
發(fā)展概況20世紀50年代在美國誕生第一臺計算機繪圖系統，開(kāi)始出現具有簡(jiǎn)單繪圖輸出功能的被動(dòng)式的計算機輔助設計技術(shù)。60年代初期出現了cad 的曲面片技術(shù)，中期推出商品化的計算機繪圖設備。70年代，完整的cad 系統開(kāi)始形成，后期出現了能產(chǎn)生逼真圖形的光柵掃描顯示器 ， 推出了手動(dòng)游標、圖形輸入板等多種形式的圖形輸入設備，促進(jìn)了cad技術(shù)的發(fā)展。80 年代，隨著(zhù)強有力的超大規模集成電路制成的微處理器和存儲器件的出現，工程工作站問(wèn)世 ，cad技術(shù)在中小型企業(yè)逐步普及。80 年代中期以來(lái)，cad 技術(shù)向標準化、集成化、智能化方向發(fā)展。一些標準的圖形接口軟件和圖形功能相繼推出，為cad 技術(shù)的推廣、軟件的移植和數據共享起了重要的促進(jìn)作用；系統構造由過(guò)去的單一功能變成綜合功能，出現了計算機輔助設計與輔助制造聯(lián)成一體的計算機集成制造系統；固化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、多處理機和并行處理技術(shù)在cad中的應用，極大地提高了cad系統的性能；人工智能和專(zhuān)家系統技術(shù)引入cad，出現了智能cad技術(shù)，使cad 系統的問(wèn)題求解能力大為增強，設計過(guò)程更趨自動(dòng)化?，F在，cad 已在電子和電氣、科學(xué)研究、機械設計 、軟件開(kāi)發(fā)、機器人、服裝業(yè)、出版業(yè)、工廠(chǎng)自動(dòng)化、土木建筑、地質(zhì)、計算機藝術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應用。
通常以具有圖形功能的交互計算機系統為基礎，主要設備有：計算機主機，圖形顯示終端，圖形輸入板，繪圖儀，掃描儀，打印機，磁帶機，以及各類(lèi)軟件。
工程工作站一般指具有超級小型機功能和三維圖形處理能力的一種單用戶(hù)交互式計算機系統。它有較強的計算能力，用規范的圖形軟件，有高分辨率的顯示終端，可以聯(lián)在資源共享的局域網(wǎng)上工作，已形成最流行的cad系統。
個(gè)人計算機（pc）系統價(jià)格低廉，操作方便，使用靈活。80年代以后，pc機性能不斷翻新，硬件和軟件發(fā)展迅猛，加之圖形卡、高分辨率圖形顯示器的應用，以及pc機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，由pc機構成的cad 系統已大量涌現，而且呈上升趨勢。
計算機所設計的
二次曲面——球面
圖形輸入輸出設備 除了計算機主機和一般的外圍設備外，計算機輔助設計主要使用圖形輸入輸出設備。交互圖形系統對cad 尤為重要。圖形輸入設備的一般作用是把平面上點(diǎn)的坐標送入計算機。常見(jiàn)的輸入設備有鍵盤(pán)、光筆、觸摸屏、操縱桿、跟蹤球、鼠標器、圖形輸入板和數字化儀。圖形輸出設備分為軟拷貝和硬拷貝兩大類(lèi)。軟拷貝設備指各種圖形顯示設備，是人機交互必不可少的；硬拷貝設備常用作圖形顯示的附屬設備，它把屏幕上的圖像復印出來(lái)，以便保存。常用的圖形顯示有三種：有向束顯示、存儲管顯示和光柵掃描顯示。有向束顯示應用最早，為了使圖像清晰，電子束必須不斷重畫(huà)圖形，故又稱(chēng)刷新顯示，它易于擦除和修改圖形，適于作交互圖形的手段。存儲管顯示保存圖像而不必刷新，故能顯示大量數據，且價(jià)格較低。光柵掃描系統能提供彩色圖像，圖像信息可存放在所謂幀緩沖存儲器里，圖像的分辨率較高。
cad軟件 除計算機本身的軟件如操作系統、編譯程序外，cad主要使用交互式圖形顯示軟件、cad應用軟件和數據管理軟件3類(lèi)軟件。
交互式圖形顯示軟件用于圖形顯示的開(kāi)窗、剪輯、觀(guān)看，圖形的變換、修改，以及相應的人機交互。cad 應用軟件提供幾何造型、特征計算、繪圖等功能 ， 以完成面向各專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的各種專(zhuān)門(mén)設計。構造應用軟件的四個(gè)要素是：算法 、數據結構、用戶(hù)界面和數據管理。數據管理軟件用于存儲 、檢索和處理大量數據，包括文字和圖形信息。為此，需要建立工程數據庫系統。它同一般的數據庫系統相比有如下特點(diǎn)：數據類(lèi)型更加多樣，設計過(guò)程中實(shí)體關(guān)系復雜，庫中數值和數據結構經(jīng)常發(fā)生變動(dòng)，設計者的操作主要是一種實(shí)時(shí)性的交互處理。
基本技術(shù) 主要包括交互技術(shù)、圖形變換技術(shù)、曲面造型和實(shí)體造型技術(shù)等。
在計算機輔助設計中，交互技術(shù)是必不可少的。交互式cad系統， 指用戶(hù)在使用計算機系統進(jìn)行設計時(shí)，人和機器可以及時(shí)地交換信息。采用交互式系統，人們可以邊構思 、邊打樣、邊修改，隨時(shí)可從圖形終端屏幕上看到每一步操作的顯示結果，非常直觀(guān)。
圖形變換的主要功能是把用戶(hù)坐標系和圖形輸出設備的坐標系聯(lián)系起來(lái)；對圖形作平移、旋轉、縮放、透視變換 ；通過(guò)矩陣運算來(lái)實(shí)現圖形變換。
計算機設計自動(dòng)化 計算機自身的cad，旨在實(shí)現計算機自身設計和研制過(guò)程的自動(dòng)化或半自動(dòng)化。研究?jì)热莅üδ茉O計自動(dòng)化和組裝設計自動(dòng)化，涉及計算機硬件描述語(yǔ)言、系統級模擬、自動(dòng)邏輯綜合、邏輯模擬、微程序設計自動(dòng)化、自動(dòng)邏輯劃分、自動(dòng)布局布線(xiàn)，以及相應的交互圖形系統和工程數據庫系統。集成電路 cad有時(shí)也列入計算機設計自動(dòng)化的范圍。
