Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Уфимский государственный авиационный технический университет

А.Р. Ураков

Технологические особенности проектирования вычислительной техники

Рекомендовано Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия

Уфа 2005

УДК 32.973.02-02(Я7)

ББК 004.415.2 (03(07))

Ураков А.Р.

У68 Технологические особенности проектирования вычислительной

техники: Учебное пособие / А.Р. Ураков; Уфимск. гос. авиац. техн.

ун-т. Уфа:УГАТУ, 2005. – с. 101

Описаны технологические особенности, которые определяют устройство вычислительных машин, а также используются при их проектировании. Приводятся определения, которые требуются при изучении предмета, но недостаточно описаны в учебной литературе. Проведен анализ и сравнение современных инженерных решений.

Содержание учебного пособия соответствует рабочей программе курса «Организация ЭВМ и систем» специальности 230104.65 – Системы автоматизированного проектирования. Направление 230100 – Информатика и вычислительная техника.

Ил. 15. Библиогр. 9 назв.

Научный редактор: зав. каф. КМ, УГАТУ,

д-р физ.-мат. наук, проф. Житников В.П.

Рецензенты: проректор по информатизации

Кемеровского госуниверситета,

д-р физ.-мат. наук, проф. Афанасьев К.Е.

Уфимский институт Московского

государственного университета коммерции

д-р экон. наук, проф. Муфтиев Г.Г.

ББК 004.415.2 (03(07))

© А.Р. Ураков, 2005

© Уфимский государственный

авиационный технический университет, 2005

Введение

Что такое технологические особенности проектирования вычислительной техники? Для этого нужно понимать что такое технология. Технология – это совокупность методов изготовления, а в нашем случае совокупность методов изготовления вычислительной техники. Это означает, что заданное устройство может быть изготовлено некоторым набором способов (методов), которые будут применяться в некоторой последовательности. Этот набор способов чрезвычайно разнообразен, но не идеален. Каждый метод имеет свои достоинства перед другими методами, свои недостатки и, главное (!), свои ограничения. Все это вместе называется технологическими особенностями метода изготовления. Инженер, проектирующий какое-то устройство, на каждом этапе проектирования должен: во-первых, выбрать методы изготовления, во-вторых, знать технологические особенности этих методов, иначе устройство будет работать плохо или не будет работать вовсе. Совершенных методов не существует и то, какие технологические решения выбирает инженер в ходе проектирования заданного прибора определит то, как будет устроен этот прибор, его принцип работы, его эксплуатационные характеристики. Знать методы изготовления, знать особенности этих методов изготовления, знать как эти особенности были учтены в ходе проектирования – значит знать технологические особенности проектирования.

В этом учебном пособии не описывается технология изготовления вычислительной техники, так как это задача другого учебного курса. В этом пособии изучается только то, как устроены некоторые важные узлы вычислительной техники, но делается это с учетом технологии производства этих узлов. Цель пособия – довести до читателя знание того, как устроена вычислительная техника через понимание тех принципов, которые это определяют.

Иногда кажется, что многообразие и сложность вычислительной техники, которые мы наблюдаем в настоящее время, делают ее изучение весьма трудным занятием. Действительно, современный процессор является самым сложным изделием, произведенным человеком за всю историю цивилизации. В производстве ЭВМ используются самые совершенные технологии. Между открытием технологии и внедрением ее в производство проходит чрезвычайно малый срок, новые технологии появляются каждые несколько лет. Однако, все эти достижения компьютерной индустрии покоятся на весьма простых основополагающих принципах. Такими же простыми принципами при производстве ЭВМ объединяются все промышленные технологии между собой. Современный процессор, при всей своей сложности, развивался поступательно, начиная от самого простого устройства, причем усложнения, сделанные на каждом этапе, также достаточно просты и очевидны.

Целью данного учебного пособия является ознакомление учащихся с технологическими и организационными принципами, которые положены в основу современных ЭВМ. Пособие должно подготовить студента к самостоятельной конструкторской работе. Студент должен хорошо знать приводимые определения, основные инженерные решения, положенные в основу современных устройств, понимать причину применения тех или иных устройств. В идеале будущий инженер должен знать: почему выбрано то или иное решение, каковы рамки применимости этого решения, будет ли оно сочетаться с другими, может ли или должно ли быть заменено на другое, даст ли эта замена какой-то эффект? Для этого почти все приводимые в пособии технические решения кратко проанализированы. Предполагается, что это, помимо всего прочего, будет способствовать развитию у студентов инженерного мышления.