Что такое системы автоматизированного проектирования (САПР)? Какие бывают?

Тут проще объяснить от противного: что такое системы "ручного" проектирования.

Это, наверное, все себе представляют, если не по собственнному опыту, то по кинофильмам пр всякие КБ и НИИ. Кульман, карандаши, готовальня, логарифмическая линейка, а то и арифмометр, ну всякая такая фигня, необходимая для того, чтоб спроектировать хоть что. Хоть винтик, хоть шпунтик, хоть космическую ракету, хоть Дворец Съездов. Все операции по рисованию (черчению) проектирумого изделия делаются вручную, на клочке бумаги с последующим переносом на кульман. Все расчёты делаются вручную с помощью клочка бумаги (для тех, кто знает арифметику), логарифмической линейки или арифмометра. В мервые послевоенные годы, с появлением ЭВМ, стали использовать и ЭВМ - те, кто мог это себе позволить (ЭВМ занимали немаленькую комнату, а работать на них могли только специально обученные и специаьлно допущенные люди). Если надо было что-то исправить, то подчас приходилось перечерчивать весь чертёж. Если надо было понять, как выглядит деталь или узел "в 3D", то подчас проще и дешевле было сделать это в железе и повертеть в руках.

Вот так происходило проетирование неавтоматизированное.

Что даёт буквочка А: она даёт ВСЁ.

Во-первых, она даёт безбумажное проектитроваие. Черчение происходит не карандашом по бумаге, а мышкой по экрану. Поэтому для внесения исправления достаточно отредактировать какие-то объекты в файле проекта, а не перечерчивать всё. Логарифмические линейки стали объектом ностальгических воспоминаний, а не непременным инструментом: все необходимые вычисления делаются на том же компьютере, а подчас компьютер делает их сам, автоматически. Скажем, расчёт момента инерции сложного сечения или импеданс линии связи - это теперь не самому надо считать, пусть и с помощью компьютера, а не арифмометра, а сама программа сразу покажет нужное значение. Более того, программа может сама разобраться и с тем, удовлетворяет ли полученное значение некоторым критериям - скажем, требуемой прочности балки или требуемому согласованию длинной линии.

Простой задачкой стало и получение аксонометрического вида. Опять же достатосно поелозить мышкой - и вуаля, можно рассмотреть сложнейший узел с любой стороны, можно посмотреть, как выглядит произвольное сечение, любой плоскостью, можно даже "послойно" снимать какие-то детали или компоненты - ну, скажем, как это всё выглядит со снятым кожухом, или со снятым фланцем, или как выглядит только пятый слой из тех шестнадцати, что надо развести на плате.

В совсем навороченных системах возможна даже автоматизация чисто творческих задач - например, можно автоматически расставить компоненты на печатной плате и автоматически их соединить (развести плату), причём система сама разберётся, где у нас шины питания, где слаботочные сигналы, где сильноточные, а где дифференциальная пара.

Какие бывают: всякие. Как правило, каждая система заточена на определённый класс задач. Есть системы автоматизированного проектирования элетронных изделий (интегральных схем и печатных плат; некоторые совсем навороченные, например, Cadence, c равным успехом совмещают и то, и другое). Есть системы проектирования механических конструкций, самые популярные тут AutoCAD и Компас 3D. Есть свои системы у архитекторов, у ландшафнтных дизайнеров, у дизайнеров интерьеров и даже у портных.

Фишка всех таких систем - способность генерировать технологическую документацию для непосредственного процесса изготовления изделия. Например, генерация Gerber-файлов для производства печатной платы, или генерация программы ЧПУ для изотовления деталей, или строительных чертежей, или даже управляющей информации для 3D-принтеров.

Сухой остаток: самое главное в таких системах - что они берут на себя рутинные операци (визуализация, расчёты), часто берут на себя и операции нерутинные, и способны в реальном времени и/или при постпроцессинге отслеживать ошибки, тем самым гарантируя, что спроектированное изделие работает сразу, и его не нужно доводить до ума с помощью кувалды (или паяльника) и известной матери.