§5. Методы оптимального проектирования

Определение и классификация методов конструирования ЭВС.

Конструирование – 1) способ выявления и организации множества структур и множества параметров конструкций, поставленных в соответствие множеству воздействий.

2) набор приемов и операций по разработке конструкции на основании технического задания (ТЗ), а также электрических, логических и функциональных схем

Классификация методов конструирования

1. по элементной базе

• полупроводниковая аппаратура,

• аппаратура на микромодулях,

• микроэлектронная аппаратура (на тонкопленочных, толстопленочных гибридных интегральных схемах).

• аппаратура на больших интегральных схемах и микросборках

2) по степени автоматизации

• неавтоматизированные,

• частично автоматизированные,

• автоматизированные полностью,

3) по используемому методу монтажа

• объемный монтаж,

• печатный монтаж

4) по уровню конструктивного разделения ЭВС

• без разделения на узлы и блоки,

• узловой или блочный,

• функционально-узловой.

Основные положения системного подхода при конструировании ЭВС

Системный подход включает в себя следующие положения:

1. любая ЭВС является целостным объектом,

2. при системном подходе нужно учитывать влияние отдельных подсистем, влияние среды, влияние человека-оператора,

3. необходимо использовать системные критерии, которые позволяют комплексно оценивать свойства системы,

4. модель сложной системы не требует особой точности при исследовании.

В оптимальном проектировании существует 3 принципа:

1) система, состоящая из оптимальных частей, в общем случае не является оптимальной, т.е. система должна оптимизироваться по какому-либо общему критерию,

2) система должна оптимизироваться по количественно-определенному и единственному критерию, который в математической форме определяет цель оптимизации,

3) система должна оптимизироваться в условиях количественно определенных ограничений на оптимизируемые параметры.

§6. Математическая формулировка задачи оптимального проектирования.

Вектор внешних параметров:

- .

Вектор внутренних параметров:

- .

Множеством Y оперирует заказчик, а множеством X оперирует разработчик.

, - ограничения на соответствующие параметры (могут быть в виде равенств и неравенств) определяют ОДЗ – область допустимых значений вариантов системы.

Уравнения связи :

Уравнение связи можно получить:

1. Проведением теоретических исследований;

2. Проведением технико-экономических расчетов;

3. Проведением экспериментов и аппроксимации полученных в результате эксперимента данных;

4. Моделированием отдельных частей системы на ЭВМ и получением уравнения связи.

Проекты, которые можно получить, разделяются на 2 вида:

1. допустимый проект - такое множество(вектор допустимых параметров, x допустимое), которому удовлетворяют естественные ограничения и через уравнение связи F(x , y) и позволяет получить такие параметры , которые удовлетворяют ограничениям .

2. оптимальный проект - такое множество(вектор допустимых параметров, x допустимое), которое обеспечивает получение оптимального значения целевой функции, при выполнении ограничений и .

Целевая функция - функция, которая количественно оценивает цепь оптимизации и характеризует эффективность системы.

Существует 3 вида ограничений , :

1. равенство F ( x , y )

2. неравенство ><

3. качественное описание – не математическое