Программное обеспечение графических систем (графических дисплеев и графопостроителей) строится в форме трехуровневой иерархической структуры. Первый, самый низкий – аппаратурно ориентированный (включает программы вычерчивания линий и символов чертежа, записанные в командах управления графопостроителя – поднять перо, сдвинуть перо или носитель, опустить перо и т.д.).
Второй уровень – функциональное программное обеспечение (включает комплекс программ универсального характера, не зависящих от специфики задач, решаемых пользователем).
Третий уровень охватывает проблемно ориентированные программы, т.е. программы, позволяющие осуществлять конструкторские расчеты с вычерчиванием на графопостроителе (или на экране дисплея) результатов проектирования.
Серьезной математической проблемой при создании аппаратно ориентированного программного обеспечения является выбор минимального набора символов и фигур, комбинация которых позволяет представить заданный класс геометрических объектов.
Функциональное математическое обеспечение формируется из геометрических элементов базисного пакета программ. Он не зависит от технических особенностей графических терминалов, конкретных классов задач, для которых проектируется система. Целью создания функционального математического обеспечения является подготовка набора графических элементов и их преобразований для обеспечения задач различных областей применения математических методов. Элементами функционального программного обеспечения могут быть, в частности, программы изображения кривых второго порядка, программы изображения замкнутых выгнутых многоугольных областей, штриховых областей произвольной формы, преобразования систем координат, симметричного отображения фрагментов чертежа и т.д.
Функциональный и базисный пакеты в совокупности образуют базовое программное обеспечение графического терминала (графопостроителя или графического дисплея). Базовое программное обеспечение ориентировано на определенный тип ЭВМ и не зависит от специфики задач проектирования. Входными данными прикладного пакета являются задания конструктора, а выходными – обращения к программам базового математического обеспечения.
Графические модели элементов чертежа различаются уровнем сложности, формой записи отдельных фрагментов и т.д. и представляются в виде набора более простых взаимосвязанных моделей отдельных узлов, комплектов или деталей.