2015年4月14日
電子制御設計製図Ⅰ
第二回
担当教員: 北川輝彦
業務の中でのCADシステム
2次元CADと3次元CADを用いた仕事の流れの違い
2次元CAD
出力は部品図や組立図。構想設計の結果検討図を
作成、試作や解析評価をクリアした後に部品図や組立
図を作成し、試作や解析評価を行う。
試作/解析
構想設計
試作/解析
検討図
詳細設計
部品図/
組立図
業務の中でのCADシステム
2次元CADと3次元CADを用いた仕事の流れの違い
3次元CAD
出力は3次元モデル。試作・解析用のデータを作り直
す必要が無く、作業の効率化を図れる。
構想設計
試作/解析
詳細設計
試作/解析
CADシステムの利用分野

効率的に製品の企画と設計を行うことが目的

CAE(Computer Aided Engineer)
CADの過程でシミュレーションや技術解析などの工学的な検
討を行うこと

CAM(Computer Aided Manufacture)
生産に必要な情報を数値データ化し,この数値データを元に
対象物を生産する設計・生産システム

PDM(Product Data Management)
CADデータを中心にして,製造に必要な部材の仕入れから
設計,製造,物流までを統合したシステム
CADシステムの利用分野

効率的に製品の企画と設計を行うことが目的

DMU(Digital Mock UP)
3次元データを用いた、メカニックな動きを含む試作検証

CG(Computer Graphics)
3次元データに実物に近い表現を付加
1.4 データ形式
P.11~
CADシステムは入力した図形を正確に再現したり,
拡大,縮小による誤差をなくしたりするため,入力図形
の座標値や図形に応じた属性を持つベクトルデータを
用いている.
一方,ペイントソフトなどでは,画像として扱うイメー
ジデータ(ラスタデータ)で図形をドットの集まりで持つ
ため,拡大した場合には図形品質などが劣化する.
ラスタデータとベクトルデータ
ベクトルデータ
ラスタデータ
ラスタデータとベクトルデータ
ベクトルデータ
ラスタデータ
中間フォーマット,中間ファイル
中間フォーマット:
異なるCADシステム間でデータ交換を行うことを目的とした,
統一規格のデータ形式のフォーマット
中間ファイル:
中間フォーマットで出力したファイル
(a)IGES
ANSI(米国国家規格協会)規格の中開ファイル。
3次元データを扱えるが情報量が大きく変換に時間がかかる
(b)DXF
Autodesk社AutoCADのデ-タ互換を目的とした
2次元のデータ変換用フォーマット。
ローエンド、ミッドレンジCADのデファクトスタンダード。
(c)BMI
キャダムシステム社MicroCADAMのデータ互換を目的
としたフォーマット。
(d)STEP
ISO(国際標準化機構)で開発中の製品モデルと
そのデータ表現及び交換に関する中間ファイル。
IGESに替わる次世代のデータ交換規格。
ソリッドモデルまで対応。
(e)SXF
CADデータ交換標準開発コンソーシアム(SCADEC)が
策定。建設分野のCADデータ交換の標準化を目的。
コンピュータとは?
 内部に蓄積された手順に従って
計算などの処理を実行する機械
コンピュータの五大機能
コンピュータの世代
コンピュータ前史
 第 1 世代 (1960) 真空管
 第 2 世代 (1960 1965) トランジスタ
 第 3 世代 (1965 1970) IC (集積回路)
 第 3.5 世代 (1970 1980) LSI (大規模集積回路)
 第 4 世代 (1980 ) 超LSI (超高密度集積回路)

コンピュータに使用する計算用回路素子で分割
コンピュータ前史
1649 パスカル 歯車式加減算機
 1833 バベジ 解析機関

パンチカードを読み取る入力装置
演算結果を印刷する出力装置
演算装置、記憶装置を持ち、
現在のコンピュータの基本を備える
コンピュータに使用する計算用回路素子で分割
第1世代

1946 モークリー、エッカート ENIAC
弾道計算用
真空管 18,800本
床面積畳60畳、重量30t、
1kWストーブ150台の消費電力
真空管のフィラメントは切れると交換する必要
平均寿命2000時間、2万本の使用のため、
1/10時間(6分)で真空管が故障 → 工夫で週に真空管2,3本
第1世代

1946 モークリー、エッカート ENIAC
プログラムの変更:
真空管や回路の配線を
つなぎかえる必要。
真空管のフィラメントは切れると交換する必要
平均寿命2000時間、2万本の使用のため、
1/10時間(6分)で真空管が故障 → 工夫で週に真空管2,3本
第2世代

1958 IBM、米軍 IBM-7070、7090
真空管より小型の
トランジスタを利用した回路
第2世代

1958 IBM、米軍 IBM-7070、7090
真空管より小型の
トランジスタを利用した回路
第3世代

1964 IBM System/360
トランジスタを多数チップに収めた
IC(集積回路)を用いた世代
第3世代

1964 IBM System/360
トランジスタを多数チップに収めた
IC(集積回路)を用いた世代
第4世代~現在

1970 IBM 370
IC(集積回路)をさらに高集積化した
LSIを(Very Large Scale Integration)用いた世代
コンピュータの五大機能

コンピュータには五つの機能で成り立つ
…ことが多い。
必ずしもと言うわけではないが、
ノイマン型コンピュータの大半にはこれらがある。
それではその五つの機能とは?
コンピュータの五大機能
CPU(中央処理装置)

主に演算装置と制御装置の機能をまとめたハード
ウェアで,CPUの能力によって,コンピュータシステ
ム全体の性能が大きく左右される.
IntelCore2DuoE6600
Athlon 64 X2 E6 3800+
計算機の構造(デスクトップ型)
CPUの能力

一度に処理できる情報量と命令の処理速度(1秒間に実行で
きる命令の数)などで表現される.

CPUの処理速度は,「動作周波数(内部クロック周波数)」で
表現される.

動作周波数とは,CPUが処理の動作を行うテンポを表すも
のである.

現在のパソコンの動作周波数は,CPUが内部でもっている
時計の1秒間あたりの刻み数「クロック周波数」で表す.

動作周波数の単位は「GHz」であり,この値が大きいほど処
理能力が高い.(ただし,クロック周波数では種類の異なる
CPU間の処理速度の比較は行えない)
バス(BUS)
CPUへデータを渡したり,CPUで処理したデータや
制御信号を他の装置へ伝達したりするデータ転送路
バス(BUS)
内部バス
CPU内部でデータや制御信号をやりとりする伝送路.
パラレル(8,16,32ビット)に処理を行う.
外部バス
CPUと周辺回路との間でデータや制御信号をやりとり
する伝送路.メモリなどを制御.
拡張バス
CPUと周辺機器との間でデータや制御信号をやりとり
する伝送路.ハードディスクやグラフィックカード等を制御
拡張バスの種類
種類
ISA
PCI
AGP
PCI
Express
バス幅
16
32,64
32
32, 64
転送速度
8Mbps
備考
PC/AT互換機の標準バス,
現行製品には不採用
132~
現行PCの標準バス
533Mbps
266~
2128Mbps
グラフィック専用バス。PCIで
は対応できなくなったため
5Gbps
PCIバスをさらに高速化させ
た規格。最近の主流
チップセット
チップセット:半導体チップの集まり
CPU、メモリ、拡張バス等のデータのやりとりを行うLSI
ノースブリッジ:メモリとのデータのやり取りを担当
サウスブリッジ:I/Oとのデータのやり取りを担当
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第2回スライド