49921 (Системи автоматизованого проектування), страница 2

4. Різницевий метод розв'язку краєвих задач

Основні поняття теорії різницевих схем. Поняття про порядок точності, збіжність та швидкість збіжності різницевих схем. Поняття про апроксимацію диференціальної крайової задачі різницевою схемою. Поняття про стійкість різницевих схем. Збіжність як результат апроксимації та стійкості. Застосування різницевих схем для розв’язування нестаціонарних задач.

5. Основи методу скінченних елементів

Метод зважених нев’язок. Метод Гальоркіна. Поняття про слабку варіаційну постановку. Інтерполяційні поліноми для скінченних елементів. Побудова базисних функцій. Схема розв’язку краєвих задач методом скінченних елементів. Дискретизація області у МСЕ. Типи скінченних елементів. Алгоритми триангуляції.

VI. Методи та засоби комп’ютерних інформаційних технологій

1. Моделі сигналів

Визначення поняття “інформаційна технологія”. Компоненти інформаційної технології. Основні технологічні операції обробки інформації. Поняття сигналу і його моделі. Ортогональні представлення сигналів. Частотна форма відображення сигналу. Спектри періодичних сигналів. Спектри імпульсних сигналів. Розподіл енергії в спектрі сигналу. Випадковий процес як модель сигналу. Ймовірнісні характеристики випадкових процесів. Стаціонарні і ергодичні випадкові процеси. Спектральне представлення випадкових сигналів. Канонічний розклад. Властивості кореляційної функції сигналу. Спектральна густина випадкового сигналу. Розподіл енергії в спектрі сигналу.

2. Дискретизація сигналів

Способи представлення сигналів. Переваги цифрової форми представлення сигналів. Постановка задачі дискретизації сигналів. Дискретизація в часі за допомогою вибірок. Теорема відліків. Кореляційний критерій вибору періоду дискретизації. Критерій допустимого відхилення. Адаптивна дискретизація. Квантування сигналів.

3. Кількісна оцінка інформації

Модель джерела інформації. Ентропія джерела інформації. Властивості ентропії дискретних повідомлень. Ентропія об’єднання статистично незалежних систем. Ентропія об’єднання статистично залежних систем. Ентропія неперервних повідомлень. Кількість інформації як міра знятої невизначеності. Надлишковість повідомлень. Узагальнені характеристики сигналів і інформаційних каналів. Теорема Шенона для дискретного каналу без завад. Інформаційний канал із завадами. Теорема Шенона для каналу із завадами.

4. Кодування сигналів

Прості рівномірні цифрові коди. Рефлексивні коди. Коди Грея. Основні принципи завадостійкого кодування. Зв’язок коректуючої здатності коду з кодовою відстанню. Побудова кодів із заданою коректуючою здатністю.

5. Систематичні коди

Побудова систематичного коду. Декодування систематичних кодів. Приклади систематичних кодів. Коди Хемінга. Загальна характеристика циклічних кодів. Двійкові багаточлени і дії над ними. Побудова циклічних кодів. Утворюючий багаточлен. Декодування циклічних кодів. Матричне представлення циклічних кодів. Огляд циклічних кодів з різною виправляючою здатністю. БЧХ-коди.

6. Алгоритми стиснення інформації

Загальна характеристика методів кодування для стиснення інформації. Статистичне кодування Хафмана і Шенона-Фано. Арифметичне кодування. Метод “стосу книг”. Алгоритм Лемпела-Зіва. Алгоритм Лемпела-Зіва-Велча. Архіватори. Стиснення графічних файлів.

7. Проблеми захисту інформації

Можливі канали витоку інформації. Функції систем захисту інформації. Основні принципи проектування систем захисту інформації. Захист інформації в САПР. Криптографічні методи захисту інформації. Види систем криптографічного захисту. Оцінка параметрів криптографічних систем. Системи шифрування даних. Стандарт шифрування даних DES і його модифікації. Система B-Crypt. Алгоритм швидкого шифрування FEAL-1. Стандарт шифрування по ГОСТ 28147-89. Криптографічні системи з відритим ключем. RSA-система шифрування. Порівняння криптографічних систем. Техніка управління ключами шифрування.

8. Захист від несанкціонованого доступу

Ідентифікація об’єктів і механізми підтвердження справжності. Паролі. Ідентифікаційні картки. Надання повноважень і механізми контролю доступу до інформації. Принцип мінімальних привілей. Розділення користувачів. Матриці доступу. Реалізація матриці доступу в операційних системах. Анулювання прав доступу.

VII. Основи автоматизованого проектування складних об’єктів і систем (СОС)

1. Методологічні аспекти автоматизованого проектування складних об'єктів і систем (СОС)

Поняття складного об’єкта чи системи (СОС). Формальне визначення складної системи. Концепція багаторівневих систем в теорії проектування. Ієрархічні багаторівневі системи як об'єкт проектування. Основні види ієрархій. Ієрархічний порядок та принцип в технічних СОС (радіоелектронні засоби, технологічні процеси та інше). Декомпозиція систем. Життєвий цикл СОС. Об’єкти проектування та об’єкти автоматизації. Місце САПР в сучасному виробництві. Вимоги до сучасних CAD/CAM/CAE. Основні поняття та визначення, пов'язані з процесом проектування: завдання на проектування, об'єкт проектування, процес проектування, проектні рішення, результат проектування, проектний документ, проект, проектна процедура та операції. Методологія проектування СОС. Поняття стратегії та технології автоматизованого проектування СОС. Стадії та етапи стандартної технології проектування. Задачі функціонального, конструкторського та технологічного проектування. Системний підхід до автоматизованого проектування. Конструкторська ієрархія СОС. Блочно-ієрархічний підхід до процесу проектування. Горизонтальні та вертикальні рівні проектування. Нисхідне та висхідне проектування. Типові маршрути і процедури проектування. Ітераційний процес проектування. Процедури синтезу, аналізу та верифікації в автоматизованому проектуванні. Принципи побудови маршрутів проектування (МП). Загальний алгоритм процесу автоматизованого проектування. Функціональна схема процесу проектування. Формалізація задач синтезу і аналізу. Способи організації та моделі ПП СОС. Поняття середовища проектування. Стратегії автоматизованого проетування СОС. Адаптація САПР до об’єкта проектування. Концепції адаптації САПР.

2. Структура та особливості використання САПР. Новітні технології в складі сучасних КСП

Склад та структура КСП. Проектуючі та обслуговуючі підсистеми САПР. Типова функціональна структура САПР. Класифікація САПР. САПР в системі сучасного виробництва. Інтеграція САПР з іншими автоматизованими системами підприємства. Підсистеми виробничого планування та управління. Комп’ютерна підтримка прийняття рішень. Недоліки стандартної технології автоматизованого проектування. Технології наскрізного і паралельного проектування: основні принципи. Агентна технологія проектування СОС. Системне проектування нових технічних СОС: основні положення системного проектування нових СОС. Схема системного проектування нових СОС. Системне середовище САПР – CAD Framework. Архітектура системного середовища. Представлення проекту, управління проектними даними та методологією проектування в CAD Framework. Безпаперові технології в проектуванні СОС. Підсистеми ведення проектів в сучасних КСП. Поняття інженерного документообігу. Системи підтримки електронного документообігу на підприємстві.

3. Автоматизація процесів прийняття проектних рішень на основі математичних моделей і методів в проектуванні СОС

Класифікація математичних моделей. Функціональні та структурні моделі. Ієрархія математичних моделей. ММ на мікро-, макро-, та метарівнях. Форми представлення математичних моделей. Вимоги до математичних моделей. Математичне моделювання на мікрорівні. Основні рівняння математичної фізики. Рівняння теплопровідності. Рівняння дифузії. Методи аналізу ММ на мікрорівні. Основні положення та порівняння методів скінченних різниць та скінченних елементів. Математичні моделі СОС на макрорівні. Компонентні і топологічні рівняння. Форми представлення моделей. Приклади ММ елементів електронних схем. Приклади ММ неелектронної природи. Отримання математичних моделей СОС на макрорівні. Математичні моделі СОС на метарівні. Математичні моделі для задач конструювання. Теорія множин та графів. Нечіткі множини. Методи представлення графів. Ейлерові та Гамільтонові ланки та цикли. Характеристичні числа графів. Матричне представлення графів: суміжності, зв'язності, геометрії. Дерева, планарні і плоскі графи. Операції над графами. Математичне забезпечення підсистем машинної графіки і геометричного моделювання. Компоненти математичного забезпечення. Геометричні моделі. Методи й алгоритми машинної графіки. ПМК геометричного моделювання і машинної графіки. Оптимізаційні моделі в процесі проектування СОС. Формалізація оптимізаційних моделей. Етапи побудови оптимізаційних моделей конструктивних та технологічних рішень РЕЗ. Формалізація та рішення задачі призначення оптимальних допусків на параметри об'єктів проектування. Побудова областей пошуку оптимальних рішень.

4 Задачі синтезу та прийняття рішень в процесах конструкторського і технологічного проектування СОС

Особливості та етапи вирішення задач структурного синтезу. Структурний синтез та параметрична оптимізація. Моделі математичного програмування в структурному синтезі (лінійне програмування, метод відсікаючих площин, метод гілок та границь). Задачі синтезу конструкцій РЕЗ. Постановка та формалізація задач конструкторського проектування: задачі компоновки, розміщення та трасування. Математичні моделі задач компоновки. Критерії оптимальності в задачах компоновки. Послідовний та ітеративний алгоритми компоновки. Постановка задачі розміщення конструктивних модулів різних рівнів ієрархії. Класифікація алгоритмів розміщення. Критерії оптимальності в задачах розміщення. Градієнтні, послідовні та ітераційні методи розміщення. Трасування електричних з'єднань. Постановка задачі трасування з'єднань. Класифікація методів трасування. Хвильовий алгоритм трасування та його модифікації. Забезпечення теплоелектричної сумісності в конструкціях РЕЗ. Формалізація теплової моделі конструкції РЕЗ. Стаціонарні та нестаціонарні температурні поля. Методи аналізу стаціонарних і нестаціонарних полів. Формалізація задач забезпечення теплоелектричної сумісності параметрів РЕЗ. Багаторівнева схема забезпечення теплоелектричної сумісності елементів. Типові технологічні процеси виготовлення мікроелектронних пристроїв. Розробка принципової схеми ТП. Розробка операційної технології. Розробка маршрутної технології. Синтез ТП на основі прототипів. Синтез ТП без прототипів. Структура автоматизованого проектування ТП (САПР ТП, АС ТПВ). Приклади типових технологічних процесів виготовлення напівпровідникових ІС. Забезпечення технологічної відтворюваності параметрів СОС. Структурна схема наскрізного технологічного моделювання. Ієрархічна фізико-технологічна модель мікроелектронних пристроїв. Автоматизована система узгодження точності функціональних параметрів з точністю параметрів ТП. Багаторівнева схема технологічної відтворюваності параметрів об'єкту проектування.

VIII. Системне програмування та операційні системи

1. Основи системного програмування

Загальні поняття та визначення. Технічні засоби програмно-технічних систем. Реалізація обчислювального процесу в ЕОМ. Структура програми на Асемблері. Опис і визначення даних. Види адресації. Команди, їх класифікація і структура. Модульне програмування. Переривання, їх види. Обробка переривань. Програмування вводу-виводу. Організація вводу-виводу. Методи і засоби створення програм із складною структурою. Програмування в реальному і захищеному режимі.

2. Операційні системи та їх підсистеми

Визначення, призначення та функції ОС. Підсистема управління пристроями. Підсистема управління файлами. Підсистема управління пам'яттю. Фізична пам'ять. Підсистема управління пам'яттю. Віртуальна пам'ять. Підсистема управління процесами. Управління процесорами. Управління ресурсами. Мережеві та розподілені ОС. Особливості та реалізація MS DOS, Windows та UNIX.