- •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
2. Локальные вычислительные сети в гап
2.1. Архитектура вычислительных систем для гап
Информационные связи в ГАП имеют древовидную структуру подобно АСНИ и АСУ ТП. Главной характерной особенностью таких систем является автоматизированное управление процессами в реальном масштабе времени, особенно на нижних уровнях управления.
Исследования показывают, что для верхних уровней ГАП с характерным объемом данных 106—1010 бит/с можно использовать ЛВС со скоростью 1—10 Мбит/с и длиной 1—5 км. Однако для нижних уровней ГАП характерны следующие параметры:
большое число элементов управления, распределенных по группам;
интенсивность обмена 102—103 бит/с;
время выработки управляющего воздействия 10—1000 мс;
размещение элементов управления групп оборудования на расстоянии 20—200 м.
Поэтому применение традиционной техники локальных сетей связи на нижних уровнях ГАП экономически не оправдано. На этих уровнях используют малые локальные сети связи типа 12С и D2B фирмы «NV PHILIPS».
Малая локальная сеть типа 12С длиной до 10 м служит для объединения интегрально-схемных сборок в небольшие модульные микросхемы. Малая локальная сеть типа D2B длиной до 150 м имеет более эффективной протокол передачи данных и характеризуется высокой помехоустойчивостью. Она позволяет объединить до 50 терминалов, причем каждый может быть построен на базе ЛВС типа 12С.
Технология создания ЛВС позволяет сформулировать требования к сети:
гибкость структуры с возможностью наращивания;
подключение разнообразных терминалов и соответствующие средства согласования протоколов;
средства сопряжения с ЛВС и ИВС;
надежность не хуже телефонной сети;
небольшая стоимость.
Количественные значения характеристик ЛВС (скорость передач, надежность и др.) определяются областью ее применения и могут изменяться в широком диапазоне. Например, скорость передачи для диалогового поиска информации — 20 К бит/с, для передачи файлов — 10М бит/с, для взаимодействия прикладных ЭВМ в распределенной вычислительной системе — 20 М бит/с.
В настоящее время созданы ЛВС с разной топологией (шина, кольцо, дерево и др.), с разными методами доступа (передача права, случайный и др.), с разными средствами передачи (витые пары, коаксиальные кабели и др.). Большое разнообразие вариантов вызывает появление разных несовместимых ЛВС с мало отличающимися характеристиками.
В рамках Международной организации по стандартизации (ISO) ведутся работы по стандартизации ЛВС. Проекты ISO базируются на стандартах ЕС МА. Анализ первых разработанных стандартов на ЛВС позволяет выделить две базовые топологии — типы и кольца. При этом в качестве прототипов для топологии шины используется сеть ETHERNET, а для топологии кольца сеть — CAMBRIDGE RING.
ГАП создаются на базе ЛВС различных типов. Автоматизированное моделирование и проектирование ГАП, при которых требуется большой объем разноплановой информации, частые обращения к автоматизированным БД и библиотекам, требуют пересылки информации длинными пакетами. Для таких систем целесообразно применение ЛВС ETHERNET.
Автоматизированное управление и оперативное планирование крупным производством не требует пересылки информации крупными неделимыми блоками. Хотя объемы передаваемой информации велики, ее источники располагаются в ограниченном регионе. Для таких подсистем ГАП целесообразно применение сетей типа CAMBRIDGE RING.
На нижнем уровне автоматизации управление стационарными и мобильными роботами, станками с ЧПУ и другими автоматическими установками — наиболее целесообразно применение малых ЛВС.