2. Основные этапы инженерного проектирования

Проектир-е–процесс разработки технич-й докум-и, на основании которой мб изготовлено устр-во, процесс или система, выполняющие возложенные на них ф-и, при соблюдении заданных огранич-й.Рассматриваются ограничения 2-х видов:1) связанные с методом решения задачи:наличие знаний; сроки разработки; наличие спец. оборуд-я и т.д.2) связанные с самим решением задачи:физические ограничения, допустимые издержки, наличие материалов, комплектующие, производственное мастерство.

Инженерное проектирование можно представить в виде этапов:

Уяснение цели.Выбор пути решения задачи.Формирование идеи.

Инженерный анализ.Конкретизация решения.Производство.Сбыт или исследование.

1. Четкое определение идеи, которая должна быть достигнута, или требование, которые должно быть удовлетворённо. Цель определяется заданием или вытекает из задания.

2. Выполняется описание более конкретной задачи, которая должна быть решена для достижения цели. Выбор пути решения предполагает принятие решения.

3. Необх-мо предложить искомую идею, применённую к решению задачи. Т.е.надо предложить способ решения задачи. (Необходимы знания по техн. дисциплинам и по реализации конкретных систем.)

4. Когда способ решения задачи предложен, инженер должен проверить предложенную идею или выполнить анализ. Инженерный анализ требует:

- Чёткого определения задачи или вопроса, который будет решаться;

- Построение модели (аналит-й, эксперимент-й). Модель дб достаточно простой, для того чтобы мб промоделировать ее за определённое время, и в тоже время адекватной системе, чтобы результаты были содержательными.

- Получение численных характеристик.

- Оценка полученных результатов и их обобщение. Если получены благоприятные результаты, то переходят к следующему этапу, иначе возвращаются на предыдущий этап.

4.Основные этапы проектирования систем и решаемые на каждом этапе задачи.

1) функциональное проектирование - попытка найти конфигурацию технических средств, а также состав и структуру аппаратного обеспечения.

2) структурное - разработка способы взаимодействия функциональных элементов друг с другом, осуществляется подбор и включение в состав комплекса модулей, обеспечивающих это взаимодействие.

3) логическое - выбор памяти, прерываний, правил. 4) техническое:

компоновка: конструктивная, электрическая, программная.

разработка технической документации (для разработчика, для пользователя).

разработка средств и методик проверки и сервисного обслуживания (тестирование).

Функциональный этап

Вырабатывается предварительная оценка требуемых характеристик системы и выполняется процесс выбора способов реализации. Решение задач м. иметь вид набора шагов:

1)формирование основных задач проектир-го комплекса. Разделение на подзадачи.

2)составление перечня подсистем, необходимых для осуществления поставленных задач. Строится на основе анализа подзадач.

3)описание внешн среды и осн-х параметров, опр-х функционирование подсистем.

4) выбор критериев, характеризующих свойства, которые должны быть учтены при проектировании (критерий эффективности, надёжности, габаритов.).

При составлении описания подходит метод экспериментальных оценок. Основная цель этого метода – построение содержательного описания, включая сведения о задачах; о подсистемах; о задачах, решаемых подсистемами; о степени и характере воздействия подсистем; критериях учитываемых при проектировании; о внешних воздействиях.

Подход к построению перечня подсистем:

- построение морфологического блока системы (таблица):

- построение принципиально возможных вариантов системы. Необходимо выбрать варианты построения системы с учётом согласованности вариантов построения (без учёта технической реализации).

- построение вариантов системы с учётом технической реализации. Производится также с помощью морфологического блока, который в данном случае называется блоком реализации элементов.

- выбор вариантов, отвеч-х всем требованиям ТЗ и критериям выбора надёжности.

Для оценки вариантов используются подходы:

аналитическое (математическое) моделирование; имитационное моделирование;

экспериментальное исследование.

Структурный этап.

Разрабатывается способ взаимодействия элементов друг с другом, подбор устройств, обеспечивающих это взаимодействие и функционирование ОС и ПО. При модельном проектировании этап структурного проектирования подразумевает разработку общей структурной схемы комплекса и его спецификации. При этом сложность будет определяться выбором модулей на функциональном этапе.

Возможны три варианта:

1) все функциональные модули входят в номенклатуру модулей для данного семейства ЭВМ. Вопросы взаимодействия аппаратного обеспечения уже решены.

2) модули не из номенклатуры данного семейства ЭВМ. Тогда в структуру включают устройства сопряжения.

3) функционального модуля нет в виде готового изделия. Необходимо иметь ТЗ на этот модуль, оно д. включать треб-я логического, электрического, конструктивного характера. Для обеспечения работы с ОС необходимо адаптировать существующие драйвера или разработать специальные.

Логическая компоновка.

Исходные данные – выбранный перечень устройств и наименование ОС.

Задачи:

1) проверка того, что выбранная ОС поддерживает устройства, входящих в исходную спецификацию (выбор ОС осуществляется из требований пользователя).

2) распределение ресурсов системы:

а) составление таблиц использования адресов регистров, векторов прерываний, прямого доступа к памяти (DMA) для всех модулей, входящих в систему (данные берут из паспортов).

б) определение потенциальных возможностей центральных частей машины по предоставлению ресурсов.

в) разнесение ресурсов по модулям без конфликтов.

г) закрепление устройств по уровням прерываний и каналам DMA.

3) создание структурной схемы подключения модулей к системе.

4) проверка на допустимые размеры интерфейсных соединений.

Технический этап

1) проверка корректности электропитания.2) решение задачи вентиляции.

3) описание методики проверки.