- •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
- •Часть 1 конструирование средств измерительной и вычислительнойтехники
- •1. Общие сведения
- •1.1. Основные понятия и определения
- •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. Принципы организации сапр с элементами искусственного интеллекта
- •3.1. Анализ современных требований к сапр
- •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
3.6. Эргономичность и эстетичность
Рассматривая промышленные изделия, можно предъявить к ним следующие требования: функциональные, утилитарные (эксплуатационные) и эстетические. Функциональными требованиями являются характеристики сигналов и их преобразований, определяемых принципиальной схемой. Эксплуатационными требованиями будут те, которые характеризуют удобства управления, наблюдения. Эстетические требования определяются композиционным решением, формой изделия, его цветом и т. д., гармонически связывающими изделие с интерьером (окружающей средой).
Художественное конструирование базируется на эргономике и технической эстетике. Эргономика — это наука, изучающая функциональные возможности человека в трудовых процессах с целью создания для него оптимальных условий труда, обеспечения необходимых удобств в работе, сохранения сил, здоровья и трудоспособности при высокой производительности труда (ГОСТ 12.2.049—80). Эргономические требования к изделиям должны учитывать следующие параметры:
а) гигиенические (освещенность, вентиляция, температура, влажность, давление воздуха, напряженность электрического и магнитного полей, запыленность, радиация, вибрации перегрузки и ускорения на объекте носителя ВТ и др.);
б) антропометрические (соответствие форме, размерам тела человека и распределению его массы);
в) физиологические и психофизиологические (соответствие силовым, скоростным и энергетическим возможностям человека и возможностям его зрительного, слухового и осязательного анализаторов);
г) психологические (соответствие закрепленным и вновь формируемым навыкам человека и его возможностям по восприятию, переработке и выработке сигналов управления).
Техническая эстетика — это наука, занимающаяся изучением закономерностей, возникающих при создании человеком промышленной техники по законам красоты и функциональности. Требования технической эстетики к техническим средствам (ТС) вычислительной техники можно представить как совокупность требований к композиции и гармонии (ГОСТ 24750—81).
Требования к композиции заключаются в том, что ТС должны быть построены на основе единых конструктивно-технологических решений; ТС и детали их внешнего оформления должны быть спроектированы с учетом обеспечения стилевого единства; форма ТС должна соответствовать их назначению, конструктивной организации, применяемым материалам, внутренней компоновке функциональных объемов, частей и блоков ТС; связи объемов, плоскостей и очертаний формы ТС должны подчеркивать целостность композиции.
Требования к гармонии состоят в построении ТС по модульному принципу; ТС, кроме того, должны обладать информативностью формы; для защитно-декоративного покрытия ТС используется гармоническое сочетание цветов с учетом психофизиологического воздействия цвета на человека; допускается выделять цветом элементы ТС или их отдельные части в композиционных и функциональных целях.
3.7. Патентоспособность
При разработке ВТ необходимо учитывать патентность — свойство технических разработок находиться под охраной международного авторского права, если они обладают новизной, полезностью и юридически соответственно оформлены.
Процесс конструирования ВТ тесно связан с изобретательством, изучением патентной информации и отбором патентных материалов. Такое патентно-информационное исследование носит название «Патентный поиск». Тщательно проведенный патентный поиск предотвращает дублирование творческой работы и напрасную трату усилий на поиски решений, разработанных ранее. Кроме того, патентный поиск имеет целью охрану государственных и авторских интересов в области научно-технического творчества, интенсификацию внедрения достижений отечественной и зарубежной технической мысли. Может оказаться, что в результате патентных исследований будет показана нецелесообразность проведения разработки.
Изобретению предоставляется правовая охрана, если оно является новым, имеет изобретательский уровень и промышленно применимо. Изобретение является новым, если оно не известно из уровня техники. Изобретение имеет изобретательский уровень, если оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники. Уровень техники определяется по всем видам сведений, общедоступных в России или зарубежных странах до даты приоритета изобретения. Изобретение является промышленно применимым, если оно может быть использовано в промышленности, сельском хозяйстве, здравоохранении и других отраслях народного хозяйства страны.
Объектами изобретений могут являться устройство, способ, вещество, штамм микроорганизма, культуры клеток растений и животных, а также применение известного ранее устройства, способа, вещества, штамма по новому назначению. Устройства — машины, аппараты, установки, приборы, инструменты, агрегаты, приспособления и их детали; устройство характеризуется пространственным протяжением, конструктивными признаками. Способы — процессы обработки сырья, материалов, изготовления химических и других веществ, выращивания различных культур, лечения болезней и т. д. Способ не имеет объемных показателей, он состоит в установлении нового порядка, очередности применения определенных действий (приемов, операций), необходимых для достижения искомого результата. Вещества (краски, растворы, сплавы, эмульсии и т. д.) характеризуются всеми входящими в его состав ингредиентами как новыми, так и ранее известными и их количественным соотношением.
Новое применение известного ранее устройства, способа, вещества, штамма состоит в том, что известное техническое средство предлагается использовать с иной целью для решения задачи, которая не имелась в виду ни автором, ни другими специалистами, когда впервые стало применяться данное устройство, способ или вещество. Не признаются изобретениями научные теории; методы организации и управления хозяйством; условные обозначения, расписания, правила; методы выполнения умственных операций; алгоритмы программ для вычислительных машин; проекты и схемы планирования сооружений, зданий, территорий; предложения, касающиеся лишь внешнего вида изделий, направленных на удовлетворение эстетических потребностей.
Автором изобретения признается гражданин, творческим трудом которого оно создано. Если оно создано совместным творческим трудом нескольких граждан, все они признаются соавторами изобретения.
Право на изобретение охраняется государством и удостоверяется патентом, который действует в течение 20 лет, считая с даты приоритета. Объем правовой охраны, представляемой патентом, определяется формулой изобретения.
Патент на изобретение выдается: автору изобретения; гражданину или юридическому лицу (при наличии договора), которое указано автором изобретения в заявке; наследнику автора изобретения; Государственному фонду изобретений России, если исключительное право на использование изобретения передается автором государству. Исключительное право на использование изобретения принадлежит обладателю патента, которое предоставляет ему возможность использования изобретения по своему усмотрению, если это не нарушает прав других патентообладателей. Однако патентообладатель должен использовать права, предоставленные патентом, без ущерба интересам государства и общества.
Ограничения прав патентовладельца по территории и по срокам является важным условием при установлении патентной чистоты. Патентная чистота есть юридическое свойство объекта, заключающееся в том, что он не попадает под патенты, действующие в определенной стране. Наряду с этим существует понятие патентоспособность — возможность технического решения быть запатентованным в качестве изобретения в определенных странах.
Проверка патентной чистоты необходима не только при экспортных поставках, но и во всех случаях разработки нового и усовершенствования старого изделия ВТ. Документом, подтверждающим патентную чистоту изделия, является патентный формуляр, который входит в состав технической документации. Он составляется разработчиком с самого начала разработки и предъявляется на всех стадиях рассмотрения и утверждения технической документации на все объекты независимо от того, предназначены они для экспорта или для потребления внутри страны. Нельзя считать, что, если объект поставляется на экспорт в течение длительного времени и до сих пор не предъявлялось исков со стороны иностранных патентовладельцев, то можно продолжать поставки без проверки патентной чистоты. В зарубежной патентной практике по патентным спорам известны случаи, когда патентовладельцы выжидали по семь и более лет с предъявлением иска, так как рассчитывали, что за это время их предполагаемые убытки возрастут и, следовательно, увеличится размер иска.
