Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Алгоритмы конструирования.doc
Скачиваний:
297
Добавлен:
16.04.2013
Размер:
9.26 Mб
Скачать

Модели и алгоритмы

Конспекты лекций по курсу

Компьютерные технологии проектирования вычислительных устройств

  1. Цели и задачи проектирования

вычислительных систем и устройств

Процесс проектирования сложных ВУ можно рассматривать как задачу синтеза, в которой на определенной элементно-технологической базе требуется построить объект, реализующий заданный класс функций.

При этом выполняются заданные ограничения на параметры и качество функционирования объекта.

Результатом проектирования является комплект КТД, на основании которого производится изготовление, отладка и испытания опытных образцов изделия, а затем, после корректировки КТД по результатам испытаний, производится техническая и технологическая подготовка серийного или массового производства изделия.

Система – совокупность элементов, объединенных в структуру для достижения определенной цели.

Цель – множество результатов, определяемых назначением системы.

Функция системы Ф (что система делает) – это правило получения результатов, определяемых назначением системы. Обычно функции сложных ВС стремятся описать в математической форме, ввиду компактности и четкости последней.

Структура системы S (как устроена система) – фиксированная совокупность ее элементов и связей между ними. Универсальной (математической) формой изображения структуры является граф G.

Сложная ВС считается определенной, если заданы ее функция и структура.

Свойства сложных систем:

  • Многообразие функций, реализуемых системой;

  • Сильная взаимосвязь между отдельными функциями;

  • Иерархический принцип построения структуры.

Система может иметь новое качество, не присущее ее составляющим элементам (система, состоящая из элементов T, R и C, приобретает новое свойство и становится логическим элементом).

Процесс проектирования сложных систем определяется двумя главными факторами: назначением системы и элементной базой. Следующие шаги проектирования:

А) Пусть задано назначение системы в виде функции Ф. Исходя из свойств и содержания Ф можно определить номенклатуру элементов, пригодных для создания системы.

Б) Выбранная номенклатура элементов имеет соответствующий перечень функций f1, f2,…fк,…fn, которые реализуются выбранными элементами. Указанные fк, к=1,N более просты, чем функция Ф, и относятся к более низкому уровню иерархии.

В) Чтобы выявить структуру S, реализующую функцию Ф, необходимо путем формальных преобразований построить эквивалентную Ф функцию F как композицию f1, f2,…fк,…fn. Этим самым функция Ф будет детализирована до элементарных функций fк, для реализации каждой из которых имеется определенный структурный элемент.

Местоположение функций f1, f2,…fк,…fn в записи функции F предопределяет место соответствующих элементов в структуре.

По этой причине функцию Ф можно использовать в качестве формы для построения структуры S, состоящей из элементов, реализующих заданную функцию Ф.

Г). Если система сложная, то рассмотренная выше процедура проектирования повторяется по отношению к каждой из функций f1, f2,…fк,…fn, реализуемых элементами структуры S.

В результате этого будет выявлена структура верхнего уровня иерархии и т.д.

Таким образом, роль функции в отношении структуры является определяющей, т.е. функция определяет структуру.

Вывод: Сложные ВС должны проектироваться по принципу "сверху вниз", т.е. от верхнего уровня представления функций и структур - к нижнему. Такой подход в проектировании сложных ВС наз. функциональным.

Проблемы проектирования сложных ВС:

  • Высокое качество проектирования на каждом этапе создания ВС;

  • Сокращение сроков и стоимости проектирования;

  • Надежность и стойкость к механическим, тепловым, специальным и прочим воздействиям и т.д.

Решение проблемы: системный подход к проектированию на основе автоматизации всех этапов и шагов проектирования ВС, т.е. использование компьютерных технологий проектирования.

Автоматизация Проектирования (АП)– проектирование, при котором отдельные преобразования описания объекта и (или) алгоритма его функционирования или алгоритма процесса, а также представления описания на различных языках, осуществляются взаимодействием пользователя и компьютера.

АП – является связующим звеном в цепочке ТЗ – разработка – изготовление – отладка - эксплуатация.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.