第7章 计算机辅助设计
内容提要：
本章学习内容包括：计算机辅助设计概述；选矿厂计算机辅助设计的研究现状；
计算机程序设计基础（方程求解、数据处理等）；选矿工艺计算编程基础（工艺流程的表达、模块和结构矩阵计算编程、工艺设备的计算编程）；计算机绘图基础（Autocad软件包常用命令及接口编程）；选矿工程图设计基础（选矿工艺流程图的表达和绘制，工艺设备配置图的绘制）。
7.1 概述
7.1.1计算机辅助设计概述
计算机辅助设计，即Computer Aided Design（CAD），是指采用计算机作为主要技术手段，运用各种数字信息与图形信息进行产品或工程设计。通俗地说，就是利用计算机完成方案设计、数据计算和工程绘图等设计工作。
计算机辅助设计（CAD）的应用，有利于缩短设计周期、提高设计工作效率和设计产品质量。 由于计算机具有快速、准确运算及自动绘图等功能，一方面，能在较短的时间内完成产品设计和更新，使得设计工作效率显著提高，提高了产品的市场竞争能力，加快了工程建设进度，从而可显著地增加经济效益。另一方面，计算机能方便快速地完成设计过程中重复繁琐的数据计算、结果分析、方案比较和优化等工作，使设计者能将精力放在产品或工程设计的创造性工作中，这无疑有利于提高设计的整体质量。
7.1.2计算机辅助设计系统的硬件及软件
计算机辅助设计系统由硬件和软件两部分构成。
(1)硬件组成
一般的计算机辅助设计系统的硬件由图7-1所示几部分组成。
① 主机：这是CAD系统的核心部分，它控制和指挥整个系统。大、中、小型或微型计算机均可采用。具体采用什么类型计算机，应根据 CAD系统要完成的任务复杂程度确定。目前，由于微型计算机体积小、功耗低，价格便宜，因此，微型计算机CAD系统的应用较为广泛。
② 输入设备：这是向计算机输入数据、程序及图形数字信息的设备。主要包括键盘、鼠标器(Mouse)、数字化图形输入板、光笔、扫描仪及数码成像设备等。
第6章 数组应用
6.1 数组与数组元素
数组是由任何一种简单数据类型按照一定的组织规则构造出来的数据类型，是有序数据的集合。数组中可以包含很多个同类型的变量，我们把这些变量叫做“数组元素”或“数组分量”或“下标变量”。
在机器中数组占用一片连续的存贮单元，每个单元都用同样的名字（即数组名）但编号不同。数组的命名方式与简单（基本）变量命名方式相同。
假设有数组A，占据4个存储单元，元素在内存中的排列可形象表示出来：
A
A（1），A（2），A（3），A（4）
A（1，1），A（1，2），A（2，1），A（2，2）
每个单元的编号方式可以有多种，第一种用一个数字来编号称为一维数组，第二种用两个数字来编号称二维数组。可以推广，用N个数字对数组的元素编号则称为N维数组。
数组使用之前一定要说明，事先告诉机器数组的类型，包含分量的个数，分量的编号方式等，以便机器为数组预留内存空间。
6.1.1数组的说明
数组的说明应该包括以下几个方面的内容：
确定数组的名称；
确定数组元素的类型；
确定数组的结构(包括数组维数，每一维的取值范围等内容)。
说明语句的形式有：
(1) 类型说明语句：说明数组的类型和元素个数
类型标识符 数组名1 (维说明1[，维说明2，．．．])[，数组名2．．．]
(2) DIMENSION语句：只说明数组元素个数
DIMENSION 数组名1 (维说明1[，维说明2，．．．])[，数组名2．．．]
其中“维说明”的形式：
维下界∶维上界 (或下标下界∶下标上界)
例如：
REAL A(1:10)，B(80:90)，C(-5:4)，NUM1(1:2,1:5)
INTEGER D(0:1,0:4)，NUM2(2:5)
DIMENSION S(3:5), M(1:10)
说明语句中的A，B，C，D，NUM1，NUM2等都是数组名，数组名不能与本程序单位中的其他任何标识符重复。
65 第4章 选择结构
在第三章介绍了最简单的FORTRAN程序，在程序中语句执行的顺序是按照语句书写的顺序决定的，写在前面的语句就先执行，写在后面的语句就后执行，这种执行语句的过程叫顺序执行。导致顺序执行的语句结构叫顺序结构。只包含顺序结构的程序像流水账一样，只能解决简单的、顺序性的问题。有些问题仅用顺序结构是不能解决的，例如，计算税款问题。
【例4.1】 当月收入超过800元时，超过部分按5%纳税，要求写程序完成输入月收入INCOME，计算应交税款TAX。
分析：根据题意，得到税款计算公式：
8008008000INCOMEINCOMEINCOMETAX
根据上述计算公式画出计算税款的流程图如图4.1：
图4.1 计算税款的算法流程图
从流程图中可以看见，问题求解的过程不再是顺序性的了，需要对输入的月收入INCOME进行判断再决定计算其应该交纳的税款，即问题求解需要根据输入数据进行选择、判断，出现了选择（分支）结构，为了描述选择结构，FORTRAN语言也提供了对应的能描述选择结构的语句。
4.1 逻辑IF语句
逻辑IF语句格式：
IF （逻辑表达式） 语句
逻辑IF语句功能：求出逻辑表达式的值，如果为“真”，则执行＜语句＞后再执行后续语句，否则直接执行后续语句。其功能也可以用图4.2所示的流程图描述。
逻辑IF语句说明：
（1）逻辑IF语句描述了最简单的选择结构，只提供＜逻辑表达式＞为真时的操作，并且只能有一个动作，＜逻辑表达式＞为假时未提供操作。 INCOME>800 N
Y 输入 INCOME
和TAX=0 开始
TAX=（INCOME-800）*0.05
输出
TAX
结束 66 （2）逻辑IF语句又称“行IF语句”。
图4.2 逻辑IF结构示意图
利用逻辑IF语句可以将图4.1翻译成程序：
REAL INCOME，TAX
READ *，INCOME
1/16十万种考研考证电子书、题库视频学习平台圣才电子书第7章实现1．下面给出的伪码中有一个错误。仔细阅读这段伪码，说明该伪码的语法特点，找出并改正伪码中的错误。字频统计程序的伪码如下：答：（1）错误：INSERTtheextractedwordintothetable在这个后面，没有给这个word的occurrencecount赋值为1。（2）语法特点：该伪代码在循环结构中嵌套循环结构，并且在嵌套的循环结构中又嵌套了IFELSE结构。2．研究下面给出的伪码程序，要求：（1）画出它的程序流程图。（2）它是结构化的还是非结构化的？说明理由。（3）若是非结构化的，则：
2/16十万种考研考证电子书、题库视频学习平台圣才电子书a．把它改造成仅用3种控制结构的结构化程序；b．写出这个结构化设计的伪码；c．用盒图表示这个结构化程序。（4）找出并改正程序逻辑中的错误。答：（1）程序流程图，如图7-8所示。
3/16十万种考研考证电子书、题库视频学习平台圣才电子书图7-8程序流程图（2）此程序是非结构化的，它有一个GOTO语句，并且是从一个循环体内转到循环体外的一条件语句内部。（3）①修改后的伪码，如图7-9所示。
4/16十万种考研考证电子书、题库视频学习平台圣才电子书图7-9修改后的伪码②修改后程序的盒图，如图7-10所示。图7-10修改后程序的盒图（4）程序中的错误：①语句“IFWORD=KEYWORD”里的变量“WORD”没有预先赋值。②程序中没有预先输入T的值。③“N=0”应该是“MATCH=0”。3．在第2题的设计中若输入的N值或KEYWORD不合理，会发生问题。（1）给出这些变量的不合理值的例子。（2）将这些不合理值输入程序会有什么后果？
5/16十万种考研考证电子书、题库视频学习平台圣才电子书（3）怎样在程序中加入防错措施，以防止出现这些问题？答：（1）N=1，KEYWORD=#。（2）不合理的值输入程序后无法打印出任何信息。（3）可以通过加入循环来防止出现这些错误的问题。4．回答下列问题。（1）什么是模块测试和集成测试？它们各有什么特点？（2）假设有一个由1000行FORTRAN语句构成的程序（经编译后大约有5000条机器指令），估计在对它进行测试期间将发现多少个错误？为什么？（3）设计下列伪码程序的语句覆盖和路径覆盖测试用例：答：（1）①模块测试时对每个单独的模块，分别用黑盒和白盒测试技术，测试它地功
