11. Структура микроэлектроники как системы. Экономические особенности развития мэ в России.

Рис.4.

Проектная норма:

µ > 1 мкм – микронная технология 1мкм > µ > 0.1 мкм – субмикронная технология 0.1 мкм > µ > 0.01 мкм – нанотехнология, проявляются квантовые эффекты

12. Влияние на общетехнические показатели устройств и систем характеристик элементной базы. Умножение эффекта от затрат на ИС в системах. Структура цены изделий. Направление специализированных СБИС. Современное состояние отечественной элементной базы. Проблемы и пути развития.

Стоимость одного соединения в кристалле – 1 единица 10 – на печатной плате 100 – межплатный монтаж

Задержки связи одного ЛЭ с другим ЛЭ: Кристалл – 1 Плата – 10

Межплатный монтаж – 100

Структура цены изделий С = А/V +В

С – стоимость СБИС, А –стоимость проектирования СБИС, В – тираж выпуска СБИС, V - стоимость изгототовления СБИС.

А – несколько млн. долларов В < 1

Базовые матричные кристаллы (ASIC)

Используется планарная технология (свор СБИС – 20 слоев)

БМК – из 22 слоев – 2 слоя делаются на заказ; БМК – полуфабрикат, соединения (слои) делаются на заказ

СБИС ПЛ (ПЛИС) – FPGA. Библиотека интеллектуальных модулей IP.

1 критерий – макс. экономическая эффективность: для ИС широкого применения 2 критерий: макс. технологическая сложность изделий – ИС специального применения (космос, военная промышленность)

В США до 90% ИС соответствуют 1-му критерию

Зеленоград:

76-80 гг – 160% (возрос выпуск на 60%)

81-85 гг. – 144 %

86 -90 гг. – 123% 91-95 гг. – 18% - отставание по проектной норме

В СССР: по 1-му критерию 80%, по 2-му 15-20%.

13. Изобретения мини и микро-ЭВМ, изменившие ход развития средств вычислительной техники: мини ЭВМ (1964), МП (1971), микро-ЭВМ (1975, Альтаир, Бэйсик, Б. Гейтс). История создания. Влияние на развитие информатики и ВТ.

1964 г. мини-ЭВМ РДР-8 (фирма DEC) для контроля ядерного реактора. Идея – создать универсальное устройство. Уменьшили количество разрядов до 8 (нужно придумать кодирование команд) придумали спец систему команд, стоимость 20 тыс $. На транзисторах и магн сердечниках.

1971 г. первый микропроцессор (фирма Интел). Универсальный преобразователь на одном кристалле – одноплатные микро ЭВМ 1974 г. машина Альтаир – Эд Робертс – стоила 400$ Программирование в микрокодах

1975 г. – интерпретатор с языка Бэйсик – Бил Гейтс, Пол Ален.

14. Персональные эвм. История создания. (Возняк и с. Джобс, 1976. 1977 – массовое производство Эппл-2) От первых пэвм к ibm pc (1981). Принцип открытой архитектуры.

Поколения ЭВМ

1)50-е годы. На эл. лампах: БЭСМ-2, М2, М3, Урал, М20 – оринтированы на решение вычислительных задач.

2)60-е годы. На транзисторах (первая мини-ЭВМ). БЭСМ-4, Минск 2, Минск 22,Раздан 2,3(мини-ЭВМ),…, БЭСМ-6 (1 млн. оп. в сек.)

3)Центры изготовления: Москва, Киев, Минск, Ереван

4)После 65 г. – Интегральные схемы: IBM-360, ЕС-ЭВМ, СМ

5)70-е годы. БИС – использование микропроцессоров. Микро-ЭВМ, ДВК, машины типа «Электроника»

6)80-е годы. Элементная база СБИС – современные компьютеры Эльбрус – распараллеливание на разных уровнях архитектуры.

Эппл:

1976 г. – первый ПК. Возняк и Стив Джобс на базе микро-ЭВМ. 1977г. – массовое производство Apple-2.

1980 г. – заработали млрд $

1981 г. – IBM PC – первый массовый ПК - стандартизируется описание принципа действия компьютера и его конфигурация. Можно вставлять устройства в гнезда расширения.

15. Обобщенная характеристика этапов развития ВМ. Феномен персональных компьютеров. Формализация профессиональных знаний в разных областях. Изменения в общественном производстве. Проблема интеллектуализации ВМ.

С – стоимость продукта.

Рис.5

Основной критерий – стоимость машинного времени на решение задач Совершенствование архитектуры, элементная база, ввод-вывод параллельно с вычислениями.

I этап – вычислительные центры (электронщики и программисты вместе)

II этап – изобретение мини-ЭВМ, есть в университетах и конструкторских бюро Проблема повышения качества программирования Появляются языки высокого уровня. Разрабатываются принципы компиляторов, интерпретаторов.

III Этап – 81 год – подключилась фирма IBM. Построение ЭВМ из модулей. Парадигма: Автоформализация знаний (пакеты прикладных программ) Ускорение технического прогресса. Развитие графики, мультимедиа.

16. Перестройка компьютерной индустрии Высокая доходность компьютерной индустрии, конкуренция, возрастающая роль стандартов. Влияние ПК на производство других типов ВМ: рабочих станций, серверов, суперкомпьютеров. МП и СБИС памяти – опережающее развитие.

Началась с формулировки принципов открытой архитектуры (IBM)

До перестройки пакеты прикладных программ, СПО, периферийные устройства, материнские платы делались разными фирмами.

Создание комиссии для удовлетворения стандартов Нужна специализация. Повышается многообразие, качество В результате перестройки – горизонтальная организация. Перестройка завершена в настоящий момент.

17. Тенденции в использовании ВМ и СВТ в технических системах. Комплексная автоматизация на основе средств вычислительной техники и информационных технологий. Переход от управляющих ВМ к унифицированным платформам индустриальных систем.

Можно перейти к производству на заказ. Переход от островковой к комплексной автоматизации. Повышение качества производства.

Переход от центрального управления к распределенному. Использование встраиваемых систем (датчиков с МП в них). Передача сообщений -> сетевая организация.