下面是小编为大家整理的读史书作业,供大家参考。
一、 概念 计算机辅助设计指利用计算机及其图形设备帮助设计人员 进行设计工作， 简称 CAD。
在工程和产品设计中， 计算机可以帮助设计人员 担负计算、 信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、 分析和比较， 以决定最优方案；各种设计信息， 不论是数字的、 文字的或图形的， 都能存放在计算机的内 存或外存里，并能快速地检索； 设计人员 通常用草图开始设计， 将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成； 由计算机自 动产生的设计结果， 可以快速作出图形显示出来， 使设计人员 及时对设计作出判断和修改； 利用计算机可以进行与图形的编辑、 放大、 缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。
CAD 能够减轻设计人员 的劳动， 缩短设计周期和提高设计质量。
计算机辅助设计（ Computer Aided Design， CAD）
是利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力， 辅助知识劳动者进行工程和产品的设计与分析， 以达到理想的目 的或取得创新成果的一种技术。
它 是综合了 计算机科学与工程设计方法的最新发展而形成的一门新兴学科。
计算机辅助设计技术的水平成了 衡量一个国家工业技术水平的重要标志。
二、 起源
“ Computer Graphics (计算机图 形 学)” 最早是美国 麻省理工学院的Ivan E. Sutherland于1963年在他的博士论文“Sketchpad：
一个人－机通信的图形系统” 中首次提出。是现代意义上的交互式图形学的起源。
Ivan E. Sutherland的贡献 1．
他引入了用于存储由标准组件简单复制构成的多层符号的数据结构， 这是一种类似于使用塑料模板画电路符号的技术。
2．
他还开发了利用键盘和光笔实现选择、 定位和绘图等交互技术。（交互式计算机图形学的开端）
3．
并提出了许多沿用至今的基本原理和技术。
Ivan E. Sutherland被世人公认为“计算机图形学之父”
1．
1950年麻省理工学院(MIT)开发的旋风计算机(Whirlwind Computer)配置了 由计算机驱动的CRT显示器。（类似于示波器的CRT， 第一台图形显示器）
作为输出， 供操作员使用， 也供照相制作硬拷贝。
1958 年 Calcomp 公司将数字记录仪发展成滚筒式绘图仪， GerBer 公司基于数控机床研制出平板式绘图仪。
发展历程 (1)准备和诞生时期（20 世纪 50 年代）
1950 年， MIT 研制出 WHIRLWIND 1 计算机的图形显示器；
1958 年， 美国 Calcomp 公司研制出滚筒式绘图机； 美国 GerBer 公司把数控机床发展成平板式绘图机；
20 世纪 50 年代末， MIT 在 WHIRLWIND 计算机上第一次使用了阴极射线管 CRT（Cathode Ray Tube）， 操作者可以用光笔在屏幕上确定目标。
它预示着交互式图形生成技术的诞生，为 CAD 技术的发展作了必要的准备。、
(2)蓬勃发展和进入应用时期（ 20 世纪 60 年代）
20 世纪 60 年代初， MIT 的博士生 Ivan Sutherland 研制出世界上第一台利用光笔的交互式图形系统 SKETCHPAD。
在 20 世纪 60 年代， 由于计算机及图形设备价格昂贵，技术复杂， 只有一些实力雄厚的大公司 才能使用这一技术。
作为 CAD 技术的基础，计算机图形学在这一时期得到了 很快的发展。
20 世纪 60 年代中期出现了 商品化的CAD 设备， CAD 技术开始进入了 发展和应用阶段。
(3)广泛应用时期（ 20 世纪 70 年代）
20 世纪 70 年代推出了 以小型机为平台的 CAD 系统。
同时， 图形软件和 CAD 应用支撑软件也不断充实提高。
图形设备， 如光栅扫描显示器、 图形输入板、 绘图仪等相继推出和完善。
于是， 20 世纪 70 年代出现了 面向 中小企业的 CAD 商品化系统。
(4)突飞猛进时期（ 20 世纪 80 年代）
20 世纪 80 年代， 大规模和超大规模集成电路、 工作站和 RISC（ 精简指令集计算机）等的出现使 CAD 系统的性能大大提高了 一步。
与此同时， 图形软件更趋成熟， 二维、三维图形处理技术， 真实感图形技术以及有限元分析， 优化， 模拟仿真， 动态景观，科学计算可视化等方面都已进入实用阶段。
包括 CAD/CAE/CAM 一体化的综合软件包使 CAD 技术又上了 一个层次。
(5)日 趋成熟的时期（ 20 世纪 90 年代）
这一时期的发展主要体现在以下几个方面：
CAD 标准化体系进一步完善；
系统智能化成为又一个技术热点；
集成化成为 CAD 技术发展的一大趋势；
科学计算可视化、 虚拟设计、 虚拟制造技术 1.2.2 AutoCAD 的基本功能 (1) 绘制图形。
AutoCAD 提供了 多种绘图的方式， 包括绘图菜单、 绘图工具栏以及命令等， 可以绘制点、 线、 曲线、 矩形、 多边形、 圆及圆弧、 椭圆及椭圆弧等图形元素。还可以进行徒手绘线。
(2) 编辑图形。
AutoCAD 具有强大的图形编辑功能， 包括移动、 旋转、 缩放、 拉伸、延长、 断开、 修剪、 拷贝、 阵列、 镜射等。
(3) 图形标注。
AutoCAD 可以对图形尺寸标注和注写文本， 并提供了 各种样式以供用户 选择。
(4) 精确绘图。
为了 用户 绘图的方便和准确， Auto CAD 提供了 坐标显示、 栅格捕捉、对象捕捉。
在光标点上利用栅格捕捉相当于在坐标纸上绘图。
对象捕捉可以捕捉对象的端点、 中点、 圆心、 垂足、 交点、 切点、 圆周上的象限点等等， 使绘出的图形非常准确。
(5) 图形输出 。
AutoCAD 提供了 多种图形输出 的功能。
用户 可以将图形直接输出到打印机， 也可以输出 到其它 软件中加以利用， 同时还允许用户 将图形输出到 Internet 上进行共享。
1.1.5
CAD 软件技术的未来发展 CAD 技术的发展至今已有 40 余年， 从 1965 年 Lockheed 飞机公司研制CAD/CAM 系统开始， CAD 技术在机械、 电子、 航空航天、 船舶、 轻工、 纺织和建筑乃至冶金、 煤炭、 水电等各个行业得到了 广泛的应用。
CAD 技术使产品的设计制造和组织生产的传统模式产生了 深刻的变革， 成为产品更新换代的关键， 被人们称为产业革命的发动机。
我国自 60 年代开始研究开发 CAD软件， 经过“ 六五” 、 “ 七五” 、 “ 八五” 的成果积累， CAD 软件产业在建
筑、 石化、 轻工、 造船、 机械、 航空、 航天、 电子等行业， 以及二维参数化绘图、 有限元分析、 曲面造型和数控加工编程等方面都已经初具规模，成绩显著。
在上个世纪九十年代初， 国产 CAD 软件曾经出现百花齐放的局面， 具有代表性的有最早推出的中科院凯思 PICAD， 后来有高华 CAD、 开目 CAD 等国产自 主品牌， 打破了 国外软件在中国市场的垄断地位。
然而， 国产自 主CAD 品牌的推出激发了 国外厂商大量培养国内 二次开发商， 并因此占领了 中国 CAD 的大部分市场。
之后十年我们发现， 二次开发不过是为他人做嫁衣裳， 曾经“ 百花齐放” 的国产品牌大多以“ 烟消云散” 收场。
长期以来，我国的 CAD 软件行业在国外盗版软件低价倾销的环境中求生。
从 2002 年起， 国外软件厂商开始以打击“ 盗版” 名义向一些企业递送律师函， 由 此， 越来越多的企业将目 光转向 了 性价比相对较好的国产软件上。
同时， 伴随着中国制造业创新能力的提升和国家大力推进软件正版化，从 2006 年开始， 国内 CAD 市场再次显现勃勃生机。
(1) CAD 系统的智能化
与人工智能技术结合， 形成 CAD 专家系统 (2) 实体造型与仿真
通过静态和动态实体造型， 更真实地描述三维物体的几何信息；
在实体造型和计算机图形学的基础上， 在计算机上建立工程设计的实际系统的计算机模型来代替实际系统的 运行， 以便对设计结果进行试验和考核。
(3) CAD 系统的集成化
CAD+CAM=CAD/CAM； CAD/CAM+CAPP+CAT+PDM=CAE
集成的最高层次：
计算机集成生产系统-CIMS 基本技术
基本技术 主要包括交互技术、 图形变换技术、 曲面造型和实体造型技术等。
交互技术
在计算机辅助设计中， 交互技术是必不可少的。
交互式 cad 系统，
指用户 在使用计算机系统进行设计时， 人和机器可以及时地交换信息。
采用交互式系统， 人们可以边构思 、 边打样、 边修改， 随时可从图形终端屏幕上看到每一步操作的显示结果， 非常直观。
图形变换
图形变换的主要功能是把用户 坐标系和图形输出设备的坐标系联系起来； 对图形作平移、 旋转、 缩放、 透视变换 ； 通过矩阵运算来实现图形变换。
实体造型
实体造型技术(Solid Modeling) 是计算机视觉、 计算机动画、 计算机
虚拟现实等领域中建立 3D 实体模型的关键技术。
实体造型技术是指描述几何模型的形状和属性的信息并存于计算机内 ， 由计算机生成具有真实感的可视的三维图形的技