Лекция № 17: «Принципы конструирования ЭВМ».
I. Принципы конструирования ЭВМ.
Факторы, влияющие на выбор конструкции ЭВМ.
Требования к конструкции ЭВМ
Показатели конструкции ЭВМ.
Общие принципы конструирования ЭВМ.
Факторы:
· климатические,
· механические,
· радиационные,
· др. внешние воздействия.
Климатические:
1) изменение температуры;
2) изменение влажности;
3) тепловой удар;
4) изменение давления;
5) наличие движущихся потоков пыли, песка;
6) присутствие активных веществ в атмосфере;
7) наличие солнечного облучения;
8) грибковые образования;
9) микроорганизмы, насекомые, грызуны;
10) взрывоопасная и воспламеняющаяся атмосфера;
11) дождь, брызги;
12) присутствие в атмосфере озона.
По каждому климатическому фактору существует степень жесткости.
Климатическая зона — характеризуется набором климатических факторов:
o умеренная У;
o холодная Хл;
o тропическая влажная ТВ;
o тропическая сухая ТС;
o умеренно-холодная морская М;
o тропическая морская ТМ.
Механические:
1) вибрационные нагрузки;
2) линейное ускорение;
3) акустический удар;
4) невесомость.
Радиационные:
1) космическая радиация;
2) ядерная радиация;
3) облучение фотонами, нейтронами…
Внешние воздействия:
1) обратимые,
2) полуобратимые,
3) необратимые.
Требования к конструкции ЭВМ:
1) тактико-технические требования (задаются в ТЗ — быстродействие, длина слова, память и др);
2) конструкторско-технолог требования (обеспечение узлового принципа проектирования, min номенклатура изделий; min габариты и масса, защита от внешних воздействий и др.);
|
|
|
3) эксплуатационные (простота обслуживания, самодиагностика);
4) надежностные (вероятность безотказной работы, интенсивность отказов, наработка на отказ, среднее время на восстановление, долговечность, сохраняемость);
5) экономические.
Показатели конструкции ЭВМ:
1) сложность конструкции СЭВМ=k1(k2NЭ+K3МC). Позволяет учесть количество элементов NЭ, количество соединений м/у элем (МС). k2, k3 — весовые коэффициенты, k1 — масштабный коэф
2) число элементов NЭ= i=1oΣj=1mΣnij суммируем в каждом блоке, а затем по блокам
3) объем ЭВМ V=VN+VМC+VH+VУТ, =объемы активных элементов + межэлементных связей + несущей конструкции + устройств теплоотвода
4) коэффициент интеграции (использования физического объема) q=VN/V (сейчас десятые, сотые доли %)
5) общая масса (объем, тока вместо V — m)
6) общая мощность потребления (число элементов, тока P)
7) общая площадь, занимаемая ЭВМ
8) вероятность безотказной работы
Общие принципы конструирования ЭВМ
Компоновки ЭВМ подразделяются на три группы:
· однокорпусные (однокристальные),
· одноплатные,
|
|
|
· многоплатные.
Причина перехода к третьему методу проектирования - превышение значений плотности компоновки, топологии и упаковки в сравнении с их допустимыми значениями, принятыми исходя из имеющихся на производстве способов технологии изготовления ПП и сборки ячеек.
1) одноуровневый
Вся конструкция на 1 печатной плате, что сокращает габариты и увеличивает быстродействие, повышает надежность. При выходе из строя 1 элемента надо менять всю конструкцию т. е. неремонтопригодность.
2) многоуровневый
Многоплатные ЭВМ могут быть сконструированы по принципам:
1) схемно-узловой — вся электрическая принцип схема делится на узлы, при этом у каждого узла есть входы и выходы (бортовые машины, настольные ЭВМ);
2) каскадно-узловой — схема делится на отдельные каскады, не имеющие четко выраженных входов-выходов;
3) функционально-узловой — применяется при разработке больших машин;
4) модульный — отдельные функциональные узлы взаимосвязаны между собой по 1 каналу.
Выбор конкретного принципа конструирования определяется назначением и сложностью принципиальной схемы ЭВМ, экономической выгоды, возможностей технологии (max размер печ платы ограничен и т.д.).
За рубежом самыми распространенными моделями компьютеров в настоящее время является IBM PC с микропроцессорами Pentium и Pentium Pro. Отечественная промышленность (страны СНГ) собирают персональные компьютеры из импортных комплектующих, совместимых с IBM PC.
|
|
|
Модели персональных компьютеров в двух категориях:
· бытовые ПК,
· профессиональные ПК.
Бытовые модели, как правило, имели меньшую производительность, но в них были приняты особые меры для работы с цветной графикой и звуком, чего не требовалось для профессиональных моделей. В связи с достигнутым в последние годы резким удешевлением средств вычислительной техники, границы между профессиональными и бытовыми моделями в значительной степени стерлись, и сегодня в качестве бытовых нередко используют высокопроизводительные профессиональные модели, а профессиональные модели, в свою очередь, комплектуют устройствами для воспроизведения мультимедийной информации, что ранее было характерно для бытовых устройств.
Начиная с 1999 года, в области персональных компьютеров начинает действовать международный сертификационный стандарт-спецификация PC99. Он регламентирует принципы классификации персональных компьютеров и оговаривает минимальные и рекомендуемые требования к каждой из категорий.
|
|
|
Новый стандарт устанавливает следующие категории персональных компьютеров:
1.Consumer PC (массовый ПК);
2.Office PC (деловой ПК);
3.Mobile PC (портативный ПК);
4.Workstation PC (рабочая станция);
5.Entertainment PC (развлекательный ПК)
Согласно спецификации PC99 большинство персональных компьютеров, присутствующих в настоящее время на рынке, попадают в категорию массовых ПК. Для деловых ПК минимизированы требования к средствам воспроизведения графики, а к средствам работы со звуковыми данными требования вообще не предъявляются. Для портативных ПК обязательным является наличие средств для создания соединений удаленного доступа, то есть средств компьютерной связи. В категории рабочих станций повышены требования к устройствам хранения данных, а в категории развлекательных ПК – к средствам воспроизведения звука.
Дата добавления: 2018-05-30; просмотров: 923; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!