- •Isbn 5-06-004038-0 © гуп «Издательство «Высшая школа», 2001
- •Часть 1 7
- •Часть 2 85
- •Часть 3 121
- •Часть 4 161
- •Часть 5 автоматизация производства эвм 240
- •Предисловие
- •1.1. Основные понятия и определения
- •Часть 1 конструирование средств измерительной и вычислительнойтехники
- •1. Общие сведения
- •1.2. Факторы, влияющие на работоспособность вт
- •1.3. Показатели конструкции вт
- •2. Разработка вт
- •2.1. Организационные вопросы разработки вт
- •2.2. Единая система конструкторской документации
- •3. Требования, предъявляемые к конструкции
- •3.1. Конструктивная преемственность
- •3.2. Технологичность
- •3.3. Точность
- •3.3.1. Выбор конструкций и ограничение их разнообразия
- •3.3.2. Ошибки параметров конструкций
- •3.3.3. Расчет отклонений параметров конструкции
- •3.3.4. Вероятностный метод расчета отклонения параметров
- •3.4. Надежность
- •3.4.1.Критерии надежности
- •3.4.2. Методы обеспечения и повышения надежности
- •3.4.3. Расчет надежности
- •3.5. Экономичность
- •3.6. Эргономичность и эстетичность
- •3.7. Патентоспособность
- •4. Защита конструкций от внешних воздействий
- •4.1. Механические воздействия
- •4.1.1. Методы расчета и анализа вибраций
- •4.1.2. Метод расчета на виброустойчивость
- •4.1.3. Амортизация нестационарных вт
- •4.2. Охлаждение вт
- •4.2.1. Передача теплоты в электронных устройствах
- •4.2.2. Основные теплофизические задачи, возникающие при конструировании вт
- •4.3. Атмосферные воздействия
- •4.3.1. Защита покрытиями
- •4.3.2. Защита герметизацией
- •4.4. Воздействия электрического характера
- •4.4.1. Причины возникновения помех
- •4.4.2. Электрические связи между элементами в вт
- •4.4.3. Помехи при соединении элементов вт «короткими» связями
- •4.4.4. Помехи при соединении элементов «длинными» связями
- •4.4.5. Помехи в каналах связи
- •4.4.6. Методы снижения паразитных связей
- •4.4.7. Методы защиты от помех
- •4.5. Временная нестабильность
- •5. Автоматизированное конструирование вт
- •5.1. Современное состояние сапр электронных устройств
- •5.2. Функциональные возможности и структура системы p-cad
- •5.3. Организация работы с системой p-cad
- •1.2. Принципы создания сапр
- •1.3. Виды обеспечения сапр
- •1.4. Классификация сапр
- •1.5. Стадии проектирования
- •1.6. Способы организации процесса проектирования
- •2. Математическое обеспечение сапр
- •2.1. Математические модели
- •2.2. Методика составления математической модели
- •2.3. Методы получения моделей элементов вычислительных систем
- •3. Математические модели функционально-логического этапа проектирования вс
- •3.1. Математические модели схем
- •3.1.1. Модель схемы в виде неориентированного мультиграфа
- •3.1.2. Модель схемы в виде ориентированного мультиграфа
- •3.1.3. Представление схемы гиперграфом и ультраграфом
- •3.2. Математические модели монтажного пространства
- •3.3. Последовательные алгоритмы структурного синтеза
- •3.5. Задача размещения
- •3.6. Задача трассировки
- •3.7. Выбор критериев оптимальности
- •3.7.1. Частные критерии
- •3.7.2. Аддитивные критерии
- •3.7.3. Мультипликативные критерии
- •3.7.4. Минимаксные критерии
- •3.8. Оценка значений весовых коэффициентов
- •Заключение
- •Часть 3 техническое, программное и интеллектуальное обеспечение сапр вычислительных систем
- •1.Техническое обеспечение сапр
- •1.1.Организация технических средств сапр
- •1.2. Режимы работы ктс сапр
- •1.3. Технические средства машинной графики
- •1.4. Специализированные сопроцессоры
- •1.5. Речевые устройства для оперативной связи проектировщика
- •1.6. Вычислительные сети сапр
- •2. Информационное обеспечение сапр
- •2.1.Базы данных в сапр
- •2.2. Проектирование баз данных
- •2.3. Модели данных
- •2.3.1. Реляционная модель данных
- •2.3.2. Иерархическая модель данных
- •2.3.3. Сетевая модель данных
- •2.4. Система управления базами данных
- •2.4.1. Категории баз данных
- •2.4.2. Сетевая база данных
- •2.4.3. Реляционная база данных
- •3.1. Анализ современных требований к сапр
- •3. Принципы организации сапр с элементами искусственного интеллекта
- •3.2. Архитектура интеллектуальных сапр
- •3.3. Количественные и качественные характеристики интеллектуальных сапр
- •3.4. Моделирующая интеллектуальная сапр
- •3.5. Синтезирующая интеллектуальная сапр
- •3.6. Методы структурного и параметрического синтеза
- •3.6.1. Общая характеристика методов синтеза
- •3.6.2. Методы структурного синтеза
- •3.6.3. Параметрический синтез
- •Заключение
- •Часть 4 технология, экология и надежность эвм
- •1. Проектирование технологических процессов
- •1.1. Понятия и определения технологических процессов
- •1.2. Порядок проектирования технологического процесса
- •1.2.1. Виды технологических процессов
- •1.2.2. Виды технологических баз
- •1.2.3. Виды контроля
- •1.3. Технологическая документация
- •1.4. Технологическая подготовка производства
- •1.4.1.Технологичность элементов и деталей эвм
- •2. Методы обработки изделий эвм
- •2.1. Электроэрозионные методы обработки
- •2.1.1. Электроискровая обработка
- •2.1.2. Метод электроискровой обработки непрофилированным (проволочным) электродом
- •2.1.3. Анодно-механическая обработка
- •2.2. Лучевые методы обработки
- •2.2.1. Электронно-лучевая обработка
- •2.2.2. Светолучевая обработка
- •2.3. Обработка ультразвуком
- •2.4. Электрохимическая обработка
- •2.4.1. Анодно-гидравлическая обработка в проточном электролите
- •2.5. Обработка плазмой
- •3. Защитные покрытия
- •3.1. Виды покрытий
- •3.2. Металлические покрытия
- •3.3. Лакокрасочное покрытие
- •3.4. Контроль покрытий
- •4. Технология производства печатных плат
- •4.1. Механическая обработка печатной платы
- •4.2. Получение рисунка печатной платы
- •4.2.1. Фотопечать
- •4.2.2. Трафаретная печать (сеткографический метод)
- •5. Экология производства эвм
- •5.1. Источники и виды загрязнений окружающей среды при производстве эвм
- •5.1.1. Сточные воды при производстве эвм
- •5.1.2. Энергетические загрязнения
- •5.2. Основные меры по защите окружающей среды
- •5.3. Защита атмосферы
- •5.4. Очистка сточных вод
- •5.5. Очистные сооружения предприятия,
- •5.6. Обработка твердых отходов
- •6. Обеспечение надежности эвм и систем
- •6.1. Основные характеристики и параметры надежности
- •6.2. Структурная надежность
- •6.3. Структурные методы повышения надежности эвм
- •6.4. Информационные методы повышения надежности эвм
- •6.5. Повышение надежности передачи информации в эвм с помощью волоконно-оптических линий связи
- •Часть 5 автоматизация производства эвм
- •1. Основные элементы автоматизированного производства
- •1.1. Системные принципы создания гибких автоматизированных производств, общие направления автоматизации
- •1.2. Микропроцессорные вычислительные устройства в сенсорных системах роботов
- •1.2.1. Методы и алгоритмы видеоанализа
- •1.2.2. Программно-аппаратные средства реализации систем технического зрения на базе микроЭвм
- •1.2.3. Специализированные видеопроцессоры для обработки и анализа изображений -
- •Заключение
- •1.3. Промышленные роботы микроэлектроники
- •1.3.1. Манипуляторы промышленных роботов
- •2. Локальные вычислительные сети в гап
- •2.1. Архитектура вычислительных систем для гап
- •2.2. Принципы построения малых лвс
- •2.3. Основы моделирования лвс
- •2.4. Общий критерий качества
- •2.5. Гибкие технологические системы изготовления и сборки элементов эвм
- •2.5.1. Производственные системы изготовления печатных плат
- •2.5.2. Производственная система изготовления радиоэлектронных модулей
- •2.5.3. Промышленные роботы для автоматизированного производства
- •3. Микропроцессорные вычислительные устройства в системах управления пр
- •3.1. Системы управления пр
- •3.1.1. Классификация системы управления пр
- •3.2. Архитектура управляющих вычислительных комплексов
- •3.3. Программирование вычислительных устройств в ртк 3.3.1. Методы программирования пр
- •3.3.2. Примеры робото-ориентированных языков программирования
- •Список литературы
1.2. Факторы, влияющие на работоспособность вт
Условия эксплуатации ВТ имеют различную физико-химическую природу и изменяются в широких пределах. Факторы условно разделяют на климатические, механические и радиационные. Климатические факторы обусловлены изменением температуры и влажности окружающей среды, тепловым ударом, увеличением или уменьшением атмосферного давления, наличием движущихся потоков пыли (песка), присутствием активных веществ в окружающей атмосфере, наличием солнечного облучения (грибковых образований, микроорганизмов, насекомых, грызунов), взрывоопасной и воспламеняющейся атмосферы, дождя или брызг.
Механические факторы — это воздействие вибрации, ударов, линейного ускорения, акустического удара; наличие невесомости.
Радиационные факторы представляют собой космическую радиацию, ядерную радиацию от реакторов, атомных двигателей, облучение потоком гамма-фотонов, быстрыми нейтронами, бета-частицами, альфа-частицами, протонами.
Характер и интенсивность воздействия климатических, механических и радиационных факторов зависят от условий использования и назначения объекта установки ВТ. Поэтому ВТ разделяют на стационарные и транспортируемые.
Стационарные ЭВМ эксплуатируют в помещениях (подвалах, бункерах, цехах), на открытом воздухе. Это могут быть многомашинные вычислительные комплексы, большие универсальные, управляющие, настольные и встраиваемые ЭВМ и микрокалькуляторы. Условия эксплуатации: от -50 до +50 °С, влажность до 90%, вибрация до 120 Гц при 4—6g, одиночных ударов — до 75g, воздействие дождя интенсивностью до 3 мм/мин и соляного тумана с дисперсностью капель до 10 мкм и содержанием воды до 3 г/м3.
Транспортируемые ЭВМ устанавливают и эксплуатируют на автомобилях, железнодорожном и гусеничном транспорте. Специфика работы этого вида ЭВМ предопределяет повышенное воздействие механических факторов (вибрации и ударов). Каждый вид транспорта имеет собственные вибрационные характеристики.
Для предупреждения повреждения ВТ необходимо, чтобы она вся и ее отдельные части имели собственные резонансные частоты, лежащие вне диапазона частот вибрации транспортного средства, на котором ВТ эксплуатируется и перевозится. На автомобильных ВТ воздействует вибрация до 200 Гц и удары, вызванные дорогой. При движении железнодорожного транспорта возможны внезапные толчки, как следствие изменения скорости движения (до 40g). Биение колес о стыки рельсов вызывает вибрацию с частотой до 400 Гц при ускорении до 2g. На гусеничном транспорте во время движения частота вибрации доходит до 7000 Гц. Удары, вызванные неровностью дороги, отдачей орудия при выстреле, попаданием снаряда, могут иметь большую силу и сопровождаться вибрацией. Также воздействует акустический шум (удар) до 150 дБ. Если ВТ находится на орудийной площадке, то наибольшую опасность для нее представляет ударная волна.
Морские ЭВМ устанавливают на больших и малых судах, тихих и быстроходных, на подводных лодках и на орудийных площадках береговой артиллерии. Характерные условия работы — это наличие вибрации, ударных нагрузок и морской среды. Вибрация на судне возникает от работы винтов, двигателей, гребного вала, биения волн о борт корабля, качки (до 25 Гц). Амплитуда вибрации на кораблях зависит от места установки ВТ на борту. Морская среда содержит большое количество различных активных веществ, постоянно действующих на ее работоспособность, поэтому ВТ должна обладать высокой коррозионной стойкостью, плеснестойкостью, водо- и брыз-гозащищенностью.
Бортовую ВТ устанавливают на борту самолетов, ракет, искусственных спутников Земли (ИСЗ), космических аппаратов. Бортовые ВТ могут быть управляющими и устанавливаемыми в беспилотные объекты, которые заменяют оператора, и связаны со всем комплексом технических средств объекта через систему датчиков и исполнительных механизмов. Получая информацию от датчиков, ВТ обрабатывает ее и выдает команды исполнительным механизмам. Аппаратура, устанавливаемая в самолетах, подвергается шуму и вибрации в 130—150 дБ с частотой 50—10000 Гц (ЭВМ в роли автомата). ВТ на борту ИСЗ входит в систему управления движением, которая решает задачи ориентации и стабилизации объекта в пространстве и наведения (навигации) его при перемещении в космическом пространстве, выхода на околопланетные орбиты, маневрирования с целью сближения с другими объектами и при посадке на поверхность планет. Бортовая ВТ на ИСЗ в процессе свободного полета (при неработающем двигателе) не подвергается воздействию механических нагрузок. Но при выходе на орбиту или при работе двигателей ВТ подвергается воздействию вибрации, ударов и ускорений. Частота вибрации может быть от 100 до 3000 Гц при 20g. Шум в момент запуска ракеты достигает 150 дБ.
Портативные ЭВМ, транспортировку которых осуществляет человек, эксплуатируют в условиях среды обитания человека.
