CAD即計算機輔助設計（Computer Aided Design,CAD），其概念和內涵正在不斷地發(fā)展中。1972年10月，國際信息處理聯(lián)合會(huì )（IFIP）在荷蘭召開(kāi)的“關(guān)于CAD原理的工作會(huì )議”上給出如下定義：CAD是一種技術(shù)，其中人與計算機結合為一個(gè)問(wèn)題求解組，緊密配合，發(fā)揮各自所長(cháng)，從而使其工作優(yōu)于每一方，并為應用多*方法的綜合性協(xié)作提供了可能。CAD是工程技術(shù)人員以計算機為工具，對產(chǎn)品和工程進(jìn)行設計、繪圖、分析和編寫(xiě)技術(shù)文檔等設計活動(dòng)的總稱(chēng)
人們根據系統功能的要求，用有限的特征來(lái)描述設計問(wèn)題，通過(guò)形式化用計算機的數據結構來(lái)表達特征，并將用數據結構描述的"特征"數據存放在數據庫之中。這樣，"設計"過(guò)程變成了對數據庫的處理。這一過(guò)程可以看作是建模過(guò)程，模型被用來(lái)表示實(shí)際的或抽象的對象，是對被處理對象進(jìn)行計算、分析、模擬和研究的基礎。因此，模型是實(shí)際結構在CAD系統中的具體體現，是計算機"認知"產(chǎn)品的基礎。我們知道，產(chǎn)品和工程結構本身能表現出來(lái)的屬性（"特征"）是無(wú)限的，但可用的計算機資源、人們的認識知識是有限的，我們只能"認知"實(shí)際結構的部分屬性，只能處理產(chǎn)品和工程結構設計的某些方面。
根據模型的不同，CAD系統一般分為二維CAD和三維CAD系統。二維CAD系統一般將產(chǎn)品和工程設計圖紙看成是“點(diǎn)、線(xiàn)、圓、弧、文本……”等幾何元素的集合，系統內表達的任何設計都變成了幾何圖形，所依賴(lài)的數學(xué)模型是幾何模型，系統記錄了這些圖素的幾何特征。二維CAD系統一般由圖形的輸入與編輯、硬件接口、數據接口和二次開(kāi)發(fā)工具等幾部分組成。
三維CAD系統的核心是產(chǎn)品的三維模型。三維模型是在計算機中將產(chǎn)品的實(shí)際形狀表示成為三維的模型，模型中包括了產(chǎn)品幾何結構的有關(guān)點(diǎn)、線(xiàn)、面、體的各種信息。計算機三維模型的描述經(jīng)歷了從線(xiàn)框模型、表面模型到實(shí)體模型的發(fā)展，所表達的幾何體信息越來(lái)越完整和準確，能解決“設計”的范圍越廣。其中，線(xiàn)框模型只是用幾何體的棱線(xiàn)表示幾何體的外形，就如同用線(xiàn)架搭出的形狀一樣，模型中沒(méi)有表面、體積等信息。表面模型是利用幾何形狀的外表面構造模型，就如同在線(xiàn)框模型上蒙了一層外皮，使幾何形狀具有了一定的輪廓，可以產(chǎn)生諸如陰影、消隱等效果，但模型中缺乏幾何形狀體積的概念，如同一個(gè)幾何體的空殼。幾何模型發(fā)展到實(shí)體模型階段，封閉的幾何表面構成了一定的體積，形成了幾何形狀的體的概念，如同在幾何體的中間填充了一定的物質(zhì)，使之具有了如重量、密度等特性，且可以檢查兩個(gè)幾何體的碰撞和干涉等。由于三維CAD系統的模型包含了更多的實(shí)際結構特征，使用戶(hù)在采用三維CAD造型工具進(jìn)行產(chǎn)品結構設計時(shí)，更能反映實(shí)際產(chǎn)品的構造或加工制造過(guò)程。
隨著(zhù)CAD技術(shù)的發(fā)展和人們需求的不斷提高，人工智能等各類(lèi)技術(shù)逐漸融入到CAD系統中，形成了各種基于知識的CAD系統（或智能CAD系統）。知識的應用使CAD系統的“設計”功能和設計自動(dòng)化水平大大提高，對產(chǎn)品設計全過(guò)程的支持程度大大加強，促進(jìn)了產(chǎn)品和工程的創(chuàng )新開(kāi)發(fā)。
單機CAD系統是安裝在一臺計算機中，進(jìn)行獨立工作的CAD系統。在經(jīng)濟全球化和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)高速發(fā)展的今天，基于因特網(wǎng)/企業(yè)內部網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )化CAD系統得到高速發(fā)展。網(wǎng)絡(luò )化CAD系統可以在網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中由多人、異地進(jìn)行產(chǎn)品的定義與建模、產(chǎn)品的分析與設計、產(chǎn)品的數據管理和數據交換等，是實(shí)現協(xié)同設計的重要手段，可為企業(yè)利用全球資源進(jìn)行產(chǎn)品的快速開(kāi)發(fā)提供支持。
專(zhuān)業(yè)化CAD應用系統是各專(zhuān)業(yè)根據各自的設計需要，利用通用CAD系統提供的二次開(kāi)發(fā)工具或數據接口功能，將各類(lèi)專(zhuān)業(yè)設計技術(shù)研制成CAD系統的各類(lèi)設計工具和知識，從而使設計能直接按照專(zhuān)業(yè)設計的方法進(jìn)行，大大提高了CAD系統的“設計”能力和效率。但這類(lèi)CAD系統針對具體的專(zhuān)業(yè)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，在專(zhuān)業(yè)設計方面不具備通用性。
人們根據系統功能的要求，用有限的特征來(lái)描述設計問(wèn)題，通過(guò)形式化用計算機的數據結構來(lái)表達特征，并將用數據結構描述的"特征"數據存放在數據庫之中。這樣，"設計"過(guò)程變成了對數據庫的處理。這一過(guò)程可以看作是建模過(guò)程，模型被用來(lái)表示實(shí)際的或抽象的對象，是對被處理對象進(jìn)行計算、分析、模擬和研究的基礎。因此，模型是實(shí)際結構在CAD系統中的具體體現，是計算機"認知"產(chǎn)品的基礎。我們知道，產(chǎn)品和工程結構本身能表現出來(lái)的屬性（"特征"）是無(wú)限的，但可用的計算機資源、人們的認識知識是有限的，我們只能"認知"實(shí)際結構的部分屬性，只能處理產(chǎn)品和工程結構設計的某些方面。
根據模型的不同，CAD系統一般分為二維CAD和三維CAD系統。二維CAD系統一般將產(chǎn)品和工程設計圖紙看成是“點(diǎn)、線(xiàn)、圓、弧、文本……”等幾何元素的集合，系統內表達的任何設計都變成了幾何圖形，所依賴(lài)的數學(xué)模型是幾何模型，系統記錄了這些圖素的幾何特征。二維CAD系統一般由圖形的輸入與編輯、硬件接口、數據接口和二次開(kāi)發(fā)工具等幾部分組成。
三維CAD系統的核心是產(chǎn)品的三維模型。三維模型是在計算機中將產(chǎn)品的實(shí)際形狀表示成為三維的模型，模型中包括了產(chǎn)品幾何結構的有關(guān)點(diǎn)、線(xiàn)、面、體的各種信息。計算機三維模型的描述經(jīng)歷了從線(xiàn)框模型、表面模型到實(shí)體模型的發(fā)展，所表達的幾何體信息越來(lái)越完整和準確，能解決“設計”的范圍越廣。其中，線(xiàn)框模型只是用幾何體的棱線(xiàn)表示幾何體的外形，就如同用線(xiàn)架搭出的形狀一樣，模型中沒(méi)有表面、體積等信息。表面模型是利用幾何形狀的外表面構造模型，就如同在線(xiàn)框模型上蒙了一層外皮，使幾何形狀具有了一定的輪廓，可以產(chǎn)生諸如陰影、消隱等效果，但模型中缺乏幾何形狀體積的概念，如同一個(gè)幾何體的空殼。幾何模型發(fā)展到實(shí)體模型階段，封閉的幾何表面構成了一定的體積，形成了幾何形狀的體的概念，如同在幾何體的中間填充了一定的物質(zhì)，使之具有了如重量、密度等特性，且可以檢查兩個(gè)幾何體的碰撞和干涉等。由于三維CAD系統的模型包含了更多的實(shí)際結構特征，使用戶(hù)在采用三維CAD造型工具進(jìn)行產(chǎn)品結構設計時(shí)，更能反映實(shí)際產(chǎn)品的構造或加工制造過(guò)程。
隨著(zhù)CAD技術(shù)的發(fā)展和人們需求的不斷提高，人工智能等各類(lèi)技術(shù)逐漸融入到CAD系統中，形成了各種基于知識的CAD系統（或智能CAD系統）。知識的應用使CAD系統的“設計”功能和設計自動(dòng)化水平大大提高，對產(chǎn)品設計全過(guò)程的支持程度大大加強，促進(jìn)了產(chǎn)品和工程的創(chuàng )新開(kāi)發(fā)。
單機CAD系統是安裝在一臺計算機中，進(jìn)行獨立工作的CAD系統。在經(jīng)濟全球化和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)高速發(fā)展的今天，基于因特網(wǎng)/企業(yè)內部網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )化CAD系統得到高速發(fā)展。網(wǎng)絡(luò )化CAD系統可以在網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中由多人、異地進(jìn)行產(chǎn)品的定義與建模、產(chǎn)品的分析與設計、產(chǎn)品的數據管理和數據交換等，是實(shí)現協(xié)同設計的重要手段，可為企業(yè)利用全球資源進(jìn)行產(chǎn)品的快速開(kāi)發(fā)提供支持。
專(zhuān)業(yè)化CAD應用系統是各專(zhuān)業(yè)根據各自的設計需要，利用通用CAD系統提供的二次開(kāi)發(fā)工具或數據接口功能，將各類(lèi)專(zhuān)業(yè)設計技術(shù)研制成CAD系統的各類(lèi)設計工具和知識，從而使設計能直接按照專(zhuān)業(yè)設計的方法進(jìn)行，大大提高了CAD系統的“設計”能力和效率。但這類(lèi)CAD系統針對具體的專(zhuān)業(yè)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，在專(zhuān)業(yè)設計方面不具備通用性。
