Главная / Образцы дипломных работ

Компьютерное моделирование класса в плоскости с использованием библиотек

Внимание: Акция! Курсовая работа, Реферат или Отчет по практике за 10 рублей!
Только в текущем месяце у Вас есть шанс получить курсовую работу, реферат или отчет по практике за 10 рублей по вашим требованиям и методичке!
Все, что необходимо - это закрепить заявку (внести аванс) за консультацию по написанию предстоящей дипломной работе, ВКР или магистерской диссертации.
Нет ничего страшного, если дипломная работа, магистерская диссертация или диплом ВКР будет защищаться не в этом году.
Вы можете оформить заявку в рамках акции уже сегодня и как только получите задание на дипломную работу, сообщить нам об этом. Оплаченная сумма будет заморожена на необходимый вам период.
В бланке заказа в поле "Дополнительная информация" следует указать "Курсовая, реферат или отчет за 10 рублей"
Не упустите шанс сэкономить несколько тысяч рублей!
Подробности у специалистов нашей компании.

Код работы:	R000941
Тема:	Компьютерное моделирование класса в плоскости с использованием библиотек

Содержание

МИНОБРНАУКИ РФ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Поволжская государственная социально-гуманитарная академия»
Факультет математики, физики и информатики

Кафедра информатики, прикладной математики и методики их преподавания

Компьютерное моделирование класса в плоскости с использованием библиотек

Курсовая работа

Студентки 4 курса
Кудряшовой Нины
Валериевны
Научный руководитель:
к.п.н. Чесноков А.Н.
Курсовая работа сдана: Курсовая работа защищена:
«__» _______ 20__ г. «__» _____________ 20__ г.
Подпись научного Оценка_________________
руководителя: Подписи членов комиссии:
___________________ ________________________

Самара 2014
Содержание

Введение…………………………………………………….……………………..3
Глава 1. Компьютерное моделирование
1.1 Основные понятия и виды моделирования…………………………...5
1.2 Виды моделей……………………………..…………………………...7
Глава 2. Компьютерное моделирование в различных отраслях науки
2.1. Краткая оценка современного состояния САПР………………..….11
2.2. Описание графического пакета AutoCAD, история возникновения и назначение продукта…………………………………………………………….12
2.3. Основные методы и принципы создания компьютерного класса в среде AutoCAD………………………………………………………………...13
2.4. Построение компьютерного класса в плоскости с использованием пользовательских библиотек в среде AutoCAD……………………….………14
Заключение…………………………………………………………………….....22
Библиография……………………….………………………………….………...23

Введение
Моделирование в научных исследованиях стало применяться еще в глубокой древности с целью прогнозирования и имитации явлений, событий и проектируемых предметов в заранее заданных параметрах. Однако развитие методологии моделирования проходило долгий путь - отсутствовала единая система понятий, единая терминология. С течением времени моделирование начало осознаваться как универсальный метод научного познания. На данный момент времени сложно представить развитие научных и технических сфер деятельности без использования данного метода.
Современный уровень предъявляет новые требования к проектно-конструкторским работам. Среди этих требований - скорость выполнения эскизов и чертежей, степень наглядности отображения моделируемого или создаваемого объектов.
Широкое применение получили графические пакеты, позволяющие за короткий промежуток времени создать конструкторскую документацию, с высокой степенью наглядности отобразить моделируемый объект (КОМПАС, NANOCAD). Несомненным лидером этого направления является графический пакет AutoCAD, разработанной компанией Autodesk.
Программный продукт компании AutoDesk обладает удобным интерфейсом - в нём используется привычная система координат, есть возможность изменения настроек, пользователю доступны функции масштабирования изображений, привязки объектов посредством ссылок, вывод на печать одновременно нескольких документов, создание анимации, прорисовка схем, плакатов и т.д. Увеличению числа пользователей способствует возможность импорта и экспорта данных (за счет формата DWG), манипулирования текстовыми вставками, функция паномирования, построения моделей в 3D, 2D формате.
Прибегать к построению модели класса необходимо, к примеру, в процессе приготовления документации по противопожарной безопасности, или с целью изучения стохастических (возможных) воздействий на различные предметы моделируемого объекта. Анализ построения помещения полезен не только архитектору, но и обывателю, и учителю информатики – он позволяет наиболее эргономично использовать пространство в учебных целях.
Многие пользователи оценили удобство элементов и функций системы автоматизированного проектирования и черчения AutoCAD. Программа AutoCAD AutoDesk нашла широкое применение во многих сферах - машиностроении, электротехнике, строительстве и других отраслях, где требуется проектно-конструкторская документация, следовательно, поэтому проблема изучения данной программы весьма актуальна.
Целью курсовой работы является изучение возможностей графического пакета AutoCAD.
Задачи исследования:
1. Раскрыть сущность понятий «модель», «компьютерное моделирование».
2. Проанализировать литературу по проблеме исследования, в частности, по графическому пакету AutoCAD.
3. Изучить инструменты и средства графического пакета AutoCAD.
4. Смоделировать класс средствами графического пакета AutoCAD.
Объектом исследования в курсовой работе является графический пакет AutoCAD.
Предметом исследования являются особенности создания модели класса в графическом пакете AutoCAD.
Глава I. Компьютерное моделирование
1.1 Основные понятия и виды моделирования
Модель – это асимптотическое1 синонимическое2 отображение объективной реальности при помощи определенного инструментария, с целью анализа статических и динамических характеристик этой реальности.
Моделирование (по А. А. Ляпунову) - это опосредованное практическое или теоретическое исследование объекта, при котором непосредственно изучается не сам интересующий нас объект, а некоторое вспомогательная искусственная или естественная система, которая называется моделью.
Применительно к естественным и техническим наукам принято различать следующие виды моделирования:
- материальным (физическим) принято называть моделирование, при котором реальному объекту противопоставляется его увеличенная или уменьшенная копия, допускающая исследования с помощью последующего перенесения свойств используемых процессов и явлений в модели на объект на основе теории подобия;
- идеальное моделирование принципиально отличается от материального. Оно основано не на материальной аналогии объекта, а на идеальной, мысленной;
- знаковое моделирование – использует в качестве модели знаковое преобразование какого-либо вида, типа схем, графиков или функциональных объектов;
- математическое моделирование – это моделирование, при котором исследование объекта осуществляется по средствам, сформулированным на языке математики – цифры, знаки, логические элементы.
? имитационное (программное) - моделирование, при котором логико-математическая модель исследуемого объекта представляет собой алгоритм функционирования объекта, реализованный в виде программного комплекса для компьютера;
- ассоциативное – субъективное моделирование, основанное на принципах ассоциативного мышления;
- натурное моделирование – моделирование, на уровне которого допускается использование стохастических3 воздействий на реальный объект, его основной недостаток – высокая стоимость (при повреждении элементов или неправильном ходе эксперимента предполагается замена объекта);
- полунатурное моделирование – моделирование, при котором используются элементы реального объекта, все остальное (воздействия на него, изменение во времени) моделируется.
Де – моделирование – это процесс постановления реального объекта по созданной модели.
Вышеописанные виды моделирования не являются взаимоисключающими и могут применяться в виде комбинации при исследовании различных объектов.

1.2 Виды моделей
Основной задачей процесса моделирования является выбор наиболее адекватной оригиналу модели и перенос результатов исследования на оригинал. Существует несколько видов моделей, которые классифицируют по различным признакам. Перейдем к их описанию.
Признаки классификации моделей:
1) Область использования
2) Учет фактора времени
3) Способ представления
4) Отрасль знаний (биологические, социологические, исторические и т.д.).
Область использования:
Учебные – наглядные пособия, тренажеры различного характера, обучающие программы.
Опытные – модель корабля (испытывается в бассейне для определения устойчивости); модель планера, летательного аппарата.
Научно-технические – синхрофазотрон, прибор, имитирующий разряд молнии, аэродинамическая труба.
Игровые – военные, экономические, деловые и спортивные игры.
Учёт фактора времени в области использования:
Статическая – модель не изменяется в данный момент времени (к примеру, описание конструкции технического устройства, которое выпускается серийно).
Динамическая модель позволяет увидеть изменения объекта во времени (описание конструкции, которая меняется в результате эксплуатации технического устройства под воздействием старения, коррозии, внешних климатических и других факторов, в которую со временем вносятся различные изменения).
По способу представления:
Существует множество разработанных и исследованных моделей по способу представления. Первые 2 большие группы – материальные и идеальные.
Материальные – это предметные (физические) модели. Они всегда имеют реальное воплощение. Отражают внешнее свойство и внутреннее устройство исходных объектов, суть процессов и явлений объекта-оригинала. Это экспериментальный метод познания окружающей среды. Примеры: детские игрушки, скелет человека, чучело, макет солнечной системы, школьные пособия, физические и химические опыты.
Абстрактные (нематериальные, идеальные) – не имеют реального воплощения. Их основу составляет информация. Это теоретический метод познания окружающей среды.
По признаку реализации они бывают: мысленные и вербальные; информационные.
Мысленные модели формируются в воображении человека в результате раздумий, умозаключений, иногда в виде некоторого образа.
Вербальные – мысленные модели, выраженные в разговорной форме. Используется для передачи мыслей.
Информационные модели – целенаправленно отобранная информация об объекте, которая отражает наиболее существенные для исследователя свойств этого объекта.
Информационные модели отличаются по характеру запроса к ним:
1) Какова реакция системы на внешнее воздействие.
2) Как классифицируется внутренне состояние системы.
3) Каков прогноз динамики изменения системы.
4) Оценка полноты описания системы и сравнительная информационная значимость параметров системы.
5) Оптимизация параметров системы по отношению к заданной функции ценности.
6) Адаптивное управление системой.
Уровни информационных моделей:
1) Структуры
2) Поведения
3) Результатов
Свойства моделей:
1) Цель
2) Точка зрения
3) Полнота
4) Целостность и непротиворечивость
5) Адекватность и согласованность с оригиналом.
Типы информационных моделей:
Табличные – объекты и их свойства представлены в виде списка, а их значения размещаются в ячейках прямоугольной формы.
Иерархические – объекты распределены по уровням.
Сетевые – применяют для отражения систем, в которых связи между элементами имеют сложную структуру.
По степени формализации информационные модели бывают образно-знаковые и знаковые.
Образно-знаковые модели:
Геометрические (рисунок, пиктограмма, чертеж, карта, план, объемное изображение).
Структурные (таблица, граф, схема, диаграмма).
Словесные (описание естественными языками).
Алгоритмические (нумерованный список, пошаговое перечисление, блок-схема).
Знаковые модели:
Математические – представлены математическими формулами, отображающими связь параметров.
Специальные – представлены на специальных языках (ноты, химические формулы).
Цветовая модель — термин, обозначающий абстрактную модель описания представления цветов в виде кортежей чисел, обычно из трёх или четырёх значений, называемых цветовыми компонентами или цветовыми координатами. Все возможные значения цветов, задаваемые моделью, определяют цветовое пространство. CMY(K), RGB – это цветовые модели.
RGB – это аддитивная (получаемая путём сложения) система цвета, основанная на сложении цветов – RED+GREEN+BLUE.
CMYK – субтрактивная (основанная на вычитании элементов) система цвета, основанная на вычитании цвета; отраженный свет, основными составляющими являются: Cyan – голубой, Yellow – желтый, Majenta –пурпурный, Black – чёрный.
Компьютерное моделирование – модель, реализованная средствами компьютерной программы.
Компьютерное моделирование получило широкое распространение благодаря интенсивному развитию компьютерных технологий. С увеличением оперативной памяти, быстродействия компьютерных систем, стало возможным моделирование реальных систем различной сложности.

Глава 2. Компьютерное моделирование в различных отраслях науки
2.1. Краткая оценка современного состояния систем автоматизированного проектирования (САПР)
Построение компьютерной модели изучаемого явления при помощи специализированных систем программирования (MAPLE, SolidWorks, AutoCAD и др.) – эффективный путь преодоления трудностей решения уравнений, описывающих законы естествознания, выражающихся в использовании громоздкого математического аппарата или отсутствии решений как таковых. Результатом данного явления является использование конструкторами, технологами, расчетчиками систем автоматизированного проектирования (САПР).
Стремительно развивающаяся компьютерная индустрия и увеличивающееся количество информации способствовали развитию компьютерного моделирования, которое использует ЭВМ для актуализации новых данных.
Предметом компьютерного моделирования могут являться: деятельность фирмы или банка, промышленного предприятия, информационно-вычислительной сети, реальный объект или процесс. Основной целью компьютерного моделирования является системный анализ4.
Компьютерная модель сложной системы должна отражать основные факторы и взаимосвязи, критерии и ограничения, характерные для той или иной ситуации. Для возможности описания близких по назначению объектов, уменьшения затрат на исследования, необходимо создание простой и универсальной модели.

2.2. Описание графического пакета Autocad, история возникновения и назначение продукта
Фирма основана Джоном Уолкером в 1982 году. Первоначально компания занималась программным обеспечением систем автоматического проектирования, разработанные графические пакеты использовались для отображения информации в двумерном изображении.
Признание фирма получила после выполнения заказа NASA – изображения в трехмерном изображении воздушного космического корабля COLUMBIA. Благодаря доступности и простоте AutoCAD быстро завоевал популярность среди проектировщиков, инженеров и конструкторов различных отраслей промышленности, так как данная программа ускоряет ежедневную работу по созданию и проверке чертежей.
Создание и редактирование твердых тел и поверхностей является простой и увлекательной задачей, AutoCAD позволяет легко и быстро создавать на основе модели разрезы и проекции.
Программа постоянно развивается, предоставляя пользователю различные возможности в виде функций, упрощающих построение чертежей, моделирование различных объектов. Усовершенствование программы влечет за собой повышение требований к компьютеру, однако это не снижает количество пользователей, так как инструменты рисования и детализации AutoCAD помогают быстро реализовать проект и различные идеи касательно моделирования.
В данной работе мы будем рассматривать моделирование класса в плоскости с использованием пользовательских библиотек в программном продукте AutoCAD.

2.3. Основные методы и принципы создания компьютерного класса в среде AutoCAD
1)Перед началом создания чертежа необходимо проанализировать геометрическую форму объектов класса.
2) Для каждого элементарного геометрического тела необходимо найти в пользовательской библиотеке инструмент, отвечающий планируемому эскизу.
3) Повторяющиеся элементы у детали следует копировать и объединять в массивы, присваивая каждому классу объектов слой для удобства прорисовки и возможного редактирования.
Основные методы создания компьютерного класса в среде AutoCAD.
Моделировать класс информатики в плоскости можно с помощью сборки простейших элементов в единое целое. При использовании команд выбора объекта в блоке Design Center, осуществляется вставка стола, стула, компьютера. Переносить объекты следует, пользуясь настройками всплывающих диалоговых окон запроса масштаба и точки вставки объекта.
При построении схемы класса необходимо соблюдать симметрию – данное условие обеспечат нам команды «Копировать», «Повернуть», «Переместить». Таким образом, используя готовые объекты пользовательской библиотеки «Home» - «Space Planner», команды модификации можно легко и без лишних усилий смоделировать плоскостную модель кабинета информатики.
Планируется построить класс следующего вида (рис.1).

Рис.1. Эскиз будущего чертежа
2.4. Построение компьютерного класса в плоскости с использованием пользовательских библиотек в среде AutoCAD
Запускаем программу AutoCad, выбирая пункт «Классический AutoCAD», обуславливая работу в двумерной плоскости. Создаем новый документ, сохраняем его под удобным именем (рис.2).

Рис. 2. Рабочее поле программы AutoCad
Устанавливаем сетку для удобства рисования, настройки шага и сетки оставляем по умолчанию (рис.3).

Рис.3. Диалоговое окно режима рисования (настройка шага и сетки)
На будущей модели класса предполагается расположить четыре вида объектов (столы, компьютеры, стулья, методички). Для удобства построения и дальнейшей работы с моделью компьютерного класса создадим слои для каждого вида объектов.
Смоделируем столы: заходим в команду «Формат» верхней панели инструментов и выбираем пункт «Слой». Во всплывающем диалоговом окне устанавливаем настройки слоя по умолчанию (тип линий - Continious, видимость слоя – включена, слой не заблокирован – рис. 4).

Рис. 4. Диалоговое окно настроек текущего слоя
Для построения столов заходим в Design Center, нажав на соответствующую пиктограмму или при помощи комбинации клавиш Ctrl+2. В предлагаемом пользователю меню пользовательских библиотек выбираем Home - Space Planner – Блоки – Стол (рис.5).

Рис. 5. Пользовательская библиотека Home – Space Planner
При вставке блока всплывает диалоговое окно с предложенными пользователю настройками для удобства вставки: обуславливаем указание точки вставки и масштаба на экране, пометив галочками соответствующие пункты (рис. 6).

Рис. 6. Диалоговое окно настроек при вставке блока
Выбрав точку вставки на экране и подходящий для будущей модели класса размер стола, вставляем блок на чертеж (рис.7).

Рис.7. Блок «Стол» вставлен на чертеж
В классе предполагается расположить 16 столов, для того, чтобы не повторять процедуру вставки блока и обеспечить равенство столов по размеру,воспользуеся командой «Копировать выбранное», выделив стол и нажав правой клавишей мыши или обратившись к вкладке «Изменить» верхней панели инструментов. Копировав стол и перенеся его на необходимое расстояние относительно базовой точки, необходимо,согласно проекту класса, повернуть его. Выделяем объект и при помощи команды «Повернуть» разворачиваем стол на необходимое количество градусов, далее исправляем возможные промахи вставки при помощи команды «Переместить». В результате получаем 2 стола (преподавательский и студенческий) (рис.7). Мы будем выравниватьстолы относительно друг друга,необходимость сетки отпадает,отключаем её.

Рис.7. Два «представителя» будущего чертежа – компьютерный стол преподавателя и стол студента
Согласно планирования, под данным углом необходимо поставить 4 стола – копируем второй стол (команда «Копировать выбранное») и расставляем столы, в результате получаем следующее (рис.8).

Рис.8. Первый ряд столов планируемого чертежа спроектирован
Далее, используя вышеописанный алгоритм (команды «Копировать выбранное», «Повернуть», «Переместить», моделируем еще 2 ряда столов. После выполнения данных операций чертеж должен принять следующий вид (рис.9).

Рис.9. Подготовлен первый вид объектов будущего чертежа – компьютерные столы
Далее необходимо расставить компьютеры – создадим еще один слой (Формат – Слой) и, нажав на пиктограмму , добавляем слой под названием «Компьютеры», вновь используя настройки по умолчанию.
Для вставки компьютеров на чертеж обратимся к вышеописанной вкладке «Design Center» - Номе – Space Planner – Компьютер. Вставляем блок на чертеж – размер компьютера должен соответствовать размеру стола. После вставки компьютера на преподавательский стол, проделываем то же самое со студенческими столами (Выделить объект – «Изменить» - «Копировать», «Повернуть»/ «Переместить»), парты в центре моделируемого кабинета предназначены для методичек, их оставляем без изменений - после манипуляций с блоком «Компьютер» получаем чертеж вида (рис.10).

Рис. 10. На чертеж вставлены блоки «Компьютер»
После вставки компьютеров предстоит смоделировать стулья. Создадим слой под названием «Стулья» - верхняя панель инструментов – Формат – Слой. Вновь воспользуемся «Design Center», пользовательской библиотекой «Space Planner» - блок «Кресло», применив вышеописанные команды, расставляем стулья по периметру кабинета, учитывая размер столов. В результате получаем изображение (рис. 11).

Рис.11. Вид чертежа со вставленными блоками «Кресло»
Для придания модели-чертежу сходства с объектом-оригиналом смоделируем на отдельном слое методички. Их мы рисуем без использования библиотек, а обращаемся к инструменту «Полилиния», находящемуся на боковой левой панели или ко вкладке «Черчение»на верхней панели инструментов - , задаем свойства – цвет «Голубой», рисуем прямоугольник с линией. Немного удаленной от начальной точки рисования,путем копирования «разбросаем» методички на 2-х передних слоях, в результате модель класса выглядит следующим образом(рис.12).

Рис. 12. Добавлен слой «Методички»
С целью получения более реалистичного изображения добавим цвета. Обратимся ко вкладке «Формат» верхней панели инструментов. Выбираем слой, цвет которого хотим изменить, выбираем пункт «Цвет», при двойном клике появляется диалоговое окно выбора цвета (рис. 13).

Рис. 13. Палитра цветов AutoCAD
Назначаем слою «Стулья» любой цвет, к примеру, жёлтый. Нажав на «ОК» получаем изображение следующего вида (рис. 14).

Рис.14. Слою «Стулья» назначен цвет
Повторяем вышеописанную прецедуру для оставшихся слоёв, назначая им разные цвета – «Компьютеры» будут зелеными,столы - синими, в любой момент можно переназначить цвета слоёв, в результате получаем следующий чертеж (рис. 15).

Рис. 15. Готовый чертёж компьютерного класса с использованием библиотек

Заключение
По окончании проектирования модели компьютерного класса можно сделать следующие выводы: графический пакет AutoCAD отлично подойдет для создания чертежей и дальнейшей работы с ними. С интерфейсом легко и быстро ознакомиться, следовательно, создать свой уникальный проект сможет пользователь любого уровня.
AutoCAD – отличная программа для создания проектно– конструкторской документации. Данный графический редактор позволяет нам добиться отличного результата за относительно короткий промежуток времени, не ограничивая возможностей опробовать свои силы в создании различных проектов.
При желании мы можем экспортировать проект в формат JPG и получить возможность обращения с ним как с любым изображением.
Все поставленные задачи были выполнены:
1) Раскрыты сущности понятий «модель», «компьютерное моделирование».
2) Проанализирована литература по проблеме исследования, в частности, по графическому пакету AutoCAD.
3) Изучены инструменты и средства графического пакета AutoCAD.
4) Смоделирован класс средствами графического пакета AutoCAD.

Библиография
1. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. – М.: Наука, 1978. – 400 с.
2. Компьютерное моделирование [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.bestreferat.ru/referat-335128.html (Дата обращения - 17.10.2015).
3. Краткое описание программы AvtoCAD [Электронный ресурс]. — Режим доступа:http://referatsmotri.ru/3-kurs/kratkoe-opisanie-programmy-avtocad/(Дата обращения - 14.10.2015).
4. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 2001. – 320 с.
5.Чесноков, А.Н. Компьютерное моделирование и инженерная графика в системах автоматизированного проектирования. [Текст]:/ А.Н. Чесноков. – Самара, 2010. – 60 с.

1 Степень асимптотизма - степень приближения к реальному объекту.
2 Степень синонимизма понимается степень замещения реальных действий над реальным объектом и внутри него.
3 Стохастический – вероятностный, возможный.
4 Системный анализ - совокупность методологических средств, используемых для подготовки и принятия решений экономического, организационного, социального или технического характера.
---------------

------------------------------------------------------------

---------------

------------------------------------------------------------

.......................

Для получения полной версии работы нажмите на кнопку "Узнать цену"

Узнать цену

Каталог работ

Похожие работы: