1.CAD系统的组成

CAD系统由硬件和软件两部分构成。对不同的设计需求，所需的CAD系统硬件也不尽相同，但一般都由主机、外存储器、输入/输出设备以及网络设备等其他通信接口等组成。其中输入设备有鼠标、数字化仪和键盘等；输出设备有绘图仪、打印机等。

CAD系统按主机功能等级大致可分为四类：大中型计算机系统、成套系统、工作站和微型机系统。大中型计算机的CAD系统，拥有高速大容量的内存和外存，可配置高精度、高速度及大幅面图形输入/输出设备，但价格昂贵，只有大的公司、企业才承担得起；成套系统是基于中小型计算机的CAD系统，由CAD供应商根据企业要求提供全部硬件及软件，企业人员只要经过培训即可投入使用；对于工作站级别的CAD系统，响应速度快，可靠性好，且具有较强的图形及网络功能，性价比较高；而微型机系统价格低廉，配以图形显示终端、绘图机、打印机及图形输入板等，就能构成一个基本的CAD工作站，可以满足初步的计算机辅助设计要求，一般适合于中小型企业。随着计算机软硬件技术的快速发展和更新，现在某些微型机的性能甚至比几年前的工作站系统还要强大，比较大型的运算和处理采用工作站级别的就可以满足需求。

图4-1 CAD软件系统的关系示意

CAD系统的软件系统包括系统软件、支撑软件和应用软件，其关系示意如图4-1所示。系统软件与硬件的操作系统环境有关，是其他软件的平台，直接配合硬件工作，包括计算机操作系统、窗口系统、网络系统以及语言编译系统等。支撑软件主要指各种工具软件，可以支撑计算机进行CAD工作的通用型软件，通常包括图形软件、数据库系统软件及常用算法软件等。而应用软件则是以支撑软件为基础的各种面向工程应用的软件，通常是为某一类用户或者某一工程领域专门开发的应用软件，如机械零件设计软件、三维建模软件及模具CAD软件，等等。

2.CAD系统的基本功能

CAD是将整个设计阶段，包括方案设计、总体设计和详细设计等过程作为一个信息处理系统，计算机作为这个系统的中心环节，对设计信息进行有效的存储、传递、分析和控制，对设计对象完成计算机内部和外部的描述。(www.daowen.com)

CAD系统的功能可以大致分为五类，即自动绘图、几何建模、工程分析、动态仿真及数据库的管理和共享。

自动绘图内容一般包括完成图形的绘制、编辑、转换、尺寸标注以及技术文档的生成等。

几何建模指在计算机上对一个三维实体进行完整几何描述，是实现计算机辅助设计的基本手段，是实现工程分析、运动模拟及自动绘图的基础。

工程分析指对设计的结构进行分析计算和优化，最常用的是利用几何模型进行质量特性分析和有限元分析。质量特性分析提供被分析物体的表面积、体积、质量、中心及转动惯量等特性。有限元分析可对设计对象进行应力和应变分析，以及动力学分析、热传导、结构屈服和非线性材料蠕变分析等。利用优化软件，可对零部件或系统设计任务建立最优化问题的数学模型，自动解出最优方案。

动态仿真指在产品的设计中，对产品的运动特性、动力学特性进行数值模拟，从而得到产品的结构、参数和模型对性能等的影响情况，并为设计提供依据。

数据库的管理和共享包括数据库存放产品的几何数据、模型数据及材料数据等工程数据，并提供对数据模拟的定义、存取、检索、传输以及转换等。