Вычислительной математики

Персональный компьютер (ПК) — малогабаритный, с малой' потребляемой мощностью, дешевый, высокопроизводительный и высоконадежны?! комплекс вычислительной аппаратуры и программных средств, ориентированный на индивидуальное использование массовым пользователем, не имеющим специальной подготовки в области вычислительной техники и программирования. Важнейшее свойство ПК — простота их использования — достигается эффективными средствами общения пользователя с компьютером (см. гл. 5), и в первую очередь, «дружелюбным» характером программного обеспечения, позволяющим широко применять диалоговый режим работы с активным участием в нем самого компьютера путем внесения в процесс общения в той или иной степени игрового компонента, представления пользователю для выбора различных «меню», подсказок при его ошибках, реализации различных обучающих программ.

Рецензенты: кафедра «Конструирование и технология производства РЭА» Московского авиационного института им. Серго Орджоникидзе (зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. Б. Ф. Высоцкий), кафедра «Конструирование и производство электронно-вычислительной аппаратуры» Минского радиотехнического института (зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. В. П. Ключников)

Интегральные микросхемы разрабатываются и выпускаются промышленностью в виде функциональных рядов микросхем. Каждая из микросхем ряда предназначается для выполнения определенной схемной функции, например усиления, генерирования, реализации логической операции И — НЕ, И — ИЛИ — НЕ и др. При разработке обычно такой ряд микросхем предназначается для осуществления определенного комплекса аппаратуры. Если он охватывает все встречающиеся в данном комплексе аппаратуры схемные функции, такой ряд называют функционально полным рядом микросхем. В дальнейшем хорошо зарекомендовавшие себя функциональные ряды микросхем расширяются и используются в разработках самых различных комплексов радио- и вычислительной аппаратуры.

Значительная часть функциональных узлов вычислительной аппаратуры и аппаратуры автоматики строится на основе триггеров различного типа. Триггер представляет собой логический элемент, способный занимать два устойчивых состояния. Схема триггера синтезируется из простых логических элементов И —г НЕ, ИЛИ— НЕ. Она состоит из собственно триггера и логики, предназначенной для управления срабатыванием триггера. Управляющие работой триггера сигналы подаются на входы этой логики. Число возможных вариантов только двухвходовых триггеров достигает 625 [61. Такое большое количество разновидностей триггеров, конечно, не используется. Наиболее широкое распространение получили пять—восемь типов триггеров, некоторые из которых мы рассмотрим ниже.

Какими бы поразительными ни казались успехи в области компоновки, технологии сборки и монтажа электронно-вычислительной аппаратуры на бескорпус-

Книга предназначена для студентов, обучающихся по специальности «Конструирование и технология радиоэлектронных средств», а также по специальности «Конструирование и технология электронных вычислительных средств», так как многие конструкторские решения по обеспечению электромагнитной и тепловой совместимости, защиты от механических воздействий и влаги, внешнего оформления с учетом требований эргономики и технической эстетики являются общими как для радиоэлектронной, так и для электронно-вычислительной аппаратуры.

ной вычислительной аппаратуры, телевизионной, связной аппаратуры и др.

Данное учебное пособие рекомендовано студентам названных специальностей, но может быть использовано и студентами других специальностей (060S «Автоматика и телемеханика», 0648 «Конструирование и производство электронной и вычислительной аппаратуры»).

7. Нореиков И. П., Маничев В. Б. Системы автоматизированного проектирования электронной и вычислительной аппаратуры.— М.: Высшая школа, 1983.— 272 с.

иному принципу управления бозродился. Выли созданы постоянные запоминающие устройства с циклом обращения 0,5 мксек и даже 0,25 мксек. В настоящее время созданы постоянные запоминающие устройства на интегральных схемах, обладающие еще большим быстродействием. Изменился подход к микропрограммированию, которое сейчас рассматривается не как средство повышения гибкости программирования, а как метод построения системы управления процессором, удобный для инженера-разработчика вычислительной аппаратуры Программист, работающий на современной машине с микропрограммным управлением, может, вообще говоря, не подозревать о ее микропрограммной природе и использовать все современные средства математического обеспечения, включая алгоритмические языки самого высшего уровня. В то же время использование микропрограммного принципа облегчает разработку логики процессора и предоставляет возможность ее легкой переделки в процессе разработки.

Для электронно-вычислительной аппаратуры (ЭВА) универсализация конструкций предпочтительна по сравнению со специализацией,

Сущность метода Монте-Карло. Появление ЭВМ вызвало развитие и широкое использование нового направления вычислительной математики —направления, использующего метод случайных испытаний, называемый также методом Монте-Карло. Сущность метода Монте-Карло удобно рассмотреть на простей-

шиностроения, вычислительной техники и вычислительной математики приводят к появлению новых, более совершенных математических моделей и программ, которые должны заменять старые, менее удачные аналоги.

Характеристики аппаратов связаны, как правило, нелинейными зависимостями с геометрическими размерами и другими параметрами. Поэтому расчет на оптимум требует привлечения специальных разделов вычислительной математики, например нелинейного программирования.

Проблемы математического моделирования электрических цепей и организации их численных расчетов на ЭВМ многообразны и охватывают различные разделы теоретической электротехники, вычислительной математики, проблемного и системного программирования. Из-за ограниченности объема книги авторы не рассмотрели многие вопросы, связанные с вычислительной математикой, теорией и методами программирования. Основное внимание в книге уделено вопросам теоретической электротехники, развитию навыков создания новых математических моделей и методов алгоритмизации задач теории электрических цепей.

60. Мямлин А. Н. Универсальная электронная вычислительная машина с контролем и совмещением операций.— В кн.: Вопросы вычислительной математики и вычислительной техники. М., Машгиз, 1963.

61. Мямлин А. Н., Микель В. М., Кузин Б. П. Арифметическое устройство унинерсальной электронной вычислительной машины с контролем и совмещением операций. — В кн.: Вопросы вычислительной математики и вычислительной техники. М., Машгиз, 1963.

Потребовались новые теоретические проработки ряда аспектов решения практических задач как в методическом, так и в вычислительном плане, чтобы эти требования удовлетворялись. Этому способствовали также достижения вычислительной математики и вычислительной техники, которые они приобрели в последнее время. Благодаря этому удалось решение многих гидроэнергетических задач поставить на принципиально новую основу, позволяющую при том же уровне исходной информации использовать математически более строгие алгоритмы. Это позволило получить более обоснованные решения, согласующиеся как с характером исходной информации, так и с требуемой точностью расчета (не говоря уже о том, что появилась возможность решать такие задачи, которые в силу своей сложности ранее не ставились).

Нахождение экстремума целевой функции (11.28) является предметом одного из основных разделов вычислительной математики — математического программирования. Поскольку целевая функция (11.28) объективно отражает протекание исследуемого процесса, постольку она является его математической моделью и в качестве последней может быть линейной или нелинейной, детерминированной или стохастической, с последействием или без последействия. Каждая из этих разновидностей определяется как самой задачей, так и ее постановкой; в частности, характером исходной информации.

Задачи стационарной теплопроводности в электрических аппаратах многообразны и сложны в СРЯЗИ с многообразием геометрических форм тепдопроводящих тел и граничных условии. Для их приближенных решений можно использовать методы вычислительной математики, такие, как методы сеток и конечных элементов. Приближенные аналитические решения могут быть получены также при различных упрощающих тедположениях. На основе этих решений можно дать оценки температур внутри нагреваемых частей аппаратов и проанализировать связь распределения температур с основными параметрами источников теплоты и геометрическими размерами. Рассмотрим некоторые задачи для наиболее простых геометрических тел, к которым может быть сведено решение реальных задач в электрических аппаратах.

60. Мямлин А. Н. Универсальная электронная вычислительная машина с контролем и совмещением операций.— В кн.: Вопросы вычислительной математики и вычислительной техники. М., Машгиз, 1963.

61. Мямлин А. Н., Микель В. М., Кузин Б. П. Арифметическое устройство универсальной электронной вычислительной машины с контролем и совмещением операций. — В кн.: Вопросы вычислительной математики и вычислительной техники. М., Машгиз, 1963.