Прогр. КТО, ч.2 (1084780), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

любую комбинацию рассмотренных методов с применением естествен­ной или принудительной системы циркуляции воздуха (или жидкос­ти). Однако при использовании систем охлаждения на базе прину­дительной циркуляции необходимо учитывать увеличение массы кон­струкции и потребляемой мощности.

При изучении методов обеспечения нормального теплового ре­жима необходимо обратить внимание на ряд упрощающих посылок, позволяющих использовать коэффициентные методы расчета теплово­го режима и влияние характеристик теплового режима на надеж­ность работы аппаратуры ЭВМ. Следует обратить особое внимание на необходимость контроля температурных режимов в ЭВМ, а также целесообразность использования программных методов расчета тем­пературных полей в конструкциях.

Вопросы для самопроверки

1. Каковы нормы и требования к температурным режимам в устройствах ЭВМ и каковы задачи теплового конструировапния?

2. Какие физические явления положены в основу различных методов охлаждения аппаратуры?

3. Как обеспечивается удовлетворительный тепловой режим работы отдельных корпусных БИС и МКМ?

4. Дайте сравнительную характеристику основным видам сис­тем охлаждения ЭВМ.

5. В чем состоит аналогия между расчетами в электротехнике и расчетами тепловых режимов? В чем различия?

6. В чем заключается коэффициентный метод расчета тепловых режимов конструкций ЭВМ?

7. Чем определяется нагретая зона конструкции?

8. Какими конструктивными мерами можно добиться лучшей теплоотдачи в конструктивных модулях ЭВМ?

9. Как отразить влияние характеристик теплового режима на надежность.

10. Какими способами можно оценить эффективность системы охлаждения, используемой в ЭВМ?

11. Для чего проводятся тепловые испытания?

6. Обеспечение устойчивости конструкций ЭВМ к внешним воздействующим факторам (ВВФ)

6.1. Способы обеспечения устойчивости несущих конструкций к внешним механическим воздействиям. Метрологические понятия в оценке ВВФ: вибрации, ударов, аккустических шумов. Резонансные явления, их размерности. Критерии устойчивости к ВВФ.

Понятия о виброустойчивости и вибропрочности конструкции. Частота собственных колебаний и роль демпфирования конструкций в резонансных явлениях. Система амортизации явлений.

Воздействие ударных импульсов на конструкции. Принципы за­щиты средств ВТ от совместного воздействия различных механичес­ких нагрузок. Учет линейных ускорений при вибрациях.

6.2. Способы обеспечения устойчивости конструкций к внеш­ним климатическим воздействиям. Классификация внешних климати­ческих воздействий на аппаратуру. Поведение материалов и эле­ментов конструкций ЭВМ в климатической среде. Электрохимические процессы деградации электрической изоляции и меры по их предот­вращению. Атмосферная корозия деталей. Воздействие грибковых образований и способы защиты от плесени. Принципы выбора метал­лопокрытий, красок и защитных лаков.

1, гл.5, с.303-324, 362-393; 2, гл.7, с.186-213;

5, гл.11, с.362-371; 6, гл.4,10, с.115-170, 352-367.

Методические указания

При изучении данной темы необходимо ознакомиться с тем, как отдельные виды механических воздействий: удары, вибрации, линей­ные ускорения, влияют на работоспособность ЭВМ. Необходимо рас­смотреть путь распространения колебаний в конструкции от объек­та-носителя ЭВМ через шасси корпуса к печатным платам и отдель­ным микросхемам и ЭРЭ, изучить допустимые уровни механических воздействий для различных типов микросхем (ИС, БИС, СБИС, МКМ). Исходя из оценок влияния механических воздействий на детали конструкции и элементы крепления, найболее подверженными меха­ническому разрушению считаются элементы предварительно нагруже-

нные монтажными нагрузками (винты, болты, заклепки), а также

разъемные соединители, используемые в аппаратуре.

При анализе конструкций, как механических систем, необхо­димо ознакомиться с условиями, учет которых позволяет избежать возникновения резонансных колебаний в конструкции. К ним, в частности, относится требование о том, чтобы резонансные часто­ты печатных плат и других элементов конструкции должны в 2-3 раза превышать верхнюю частоту спектра входных воздействий. Ес­ли это условие не выполняется, необходимо использовать аморти­заторы для устоновки конструкции. Следует ознакомиться с мето­дикой расчета собственных частот колебаний для конструкций, вопросами подбора и расчета амортизаторов.

Также при изучении данной темы необходимо ознакомиться с влиянием климатических факторов на конструкционные материалы, связанное с процессами коррозии, потерей механических и диэлек­трических свойств, и способами защиты поверхности металлических и неметаллических материалов от агрессивной внешней среды.

Вопросы для самопроверки

1. Назовите воздействующие на транспортируемые ЭВМ механи­ческие факторы и характеризующие их параметры.

2. Какие типовые виды отказов возникают в аппаратуре ЭВМ при действии механических факторов?

3. Как определяется собственная частота колебаний констру­кции ЭВМ и ее составных частей?

4. Назовите способы увеличения (уменьшения) собственной частоты колебаний конструктивных элементов.

5. Чем определяется эффективность системы амортизации?

6. Назовите основные принципы расстановки амортизаторов.

7. Как влияют климатические факторы на работоспособность конструкционных материалов?

8. Назовите способы защиты конструкций ЭВМ от климатичес­ких воздействий.

9. Как влияет окружающая температура на качество герме­тизации?

10. Как выбирают антикоррозионные покрытия?

7. Конструктивно-технологическое обеспечение надежности ЭВМ

7.1. Физические источники деградации элементов конструкций ЭВМ: диффузионные процессы в электронных компонентах, термомеха-

нические нагрузки, усталостные разрушения (мало и многоцикловая

усталость), процессы миграции и электрохимические процессы де­градации изоляции и др. Классификация погрешностей реализации элементов конструкций и характеристика законов их распределения.

7.2. Понятие о теории надежности. Связь нагрузки с проч­ностью, стабильность параметров. Основные понятия надежности: отказ, полный отказ, перемежающийся отказ, внезапный отказ, по­степенный (параметрический) отказ, долговечность, обслуживаемые и необслуживаемые системы, невосстанавливаемые и восстанавли­ваемые системы. Отказы, связанные с износом элементов. Коли­чественная оценка надежности: вероятность безотказной работы, интенсивность отказов. Профилактика, приработка и электротермо­тренировка элементов конструкций.

7.3. Связь нагрузки на элемент конструкции с его надежно­стью. Содержание карт режимов электронных компонентов и исполь­зование их в расчете параметров надежности. Связь надежности системы с надежностью элементов. Понятие о резервировании.

7.4. Основы проектных расчетов надежности элементов, узлов и устройств ЭВМ с учетом различных факторов, влияющих на коли­чественные характеристики надежности. Пример последовательности расчета надежности элементов конструкции модуля второго уровня.

1, гл.7, с.429-476; 2, гл.4, с.111-125; 5, гл.10, с.277-353.

14, гл,1,4,5,7,8, с.8-43, 96-133, 146-190.

Методические указания

При изучении данного раздела необходимо исходить из того, что надежность ЭВМ является одной из основных ее характеристик, которая зависит как от надежности используемой элементной базы, так и от принятых схемотехнических и конструктивно-технологи­ческих решений. Требования к надежности постоянно повышаются. ЭВМ в смысле надежности является сложным объектом, состоящим из

нескольких отдельных объектов, таких, что отказы их независимы,

но отказ каждого приводит к отказу сложного.

При оценке показателей надежности необходимо выявить те элементы конструкций, которые могут привести к их отказу, и учитывать, что надежность зависит от режимов работы и степени тяжести внешних воздействий. При разработке конструкции ЭВМ расчетные значения показателей надежности необходимо сравнивать с показателями, установленными в техническом задании (ТЗ). Если последние лучше расчетных, следует принимать меры для повышения надежности: использовать конструктивные элементы и способы мон­тажа, обеспечивающие лучшие показатели надежности, разрабаты­вать конструкции, более эффективно защищающие компоненты от внешних воздействий, облегчающие тепловой режим, применять ме­тоды профилактики и резервирования.

Вопросы для самопроверки

1. Назовите и обоснуйте основные показатели надежности.

2. Перечислите основные физические источники деградации элементов конструкции ЭВМ.

3. Дайте характеристику основным законам распределения по­грешностей при изготовлении элементов конструкций.

4. Что определяет вероятность безотказной работы ЭВМ?

5. Какие виды отказов имеют место в ЭВМ, какова их природа?

6. Что определяет интенсивность отказов изделий?

7. Какие законы изменения вероятности безотказной работы применимы для ЭВМ?

8. Как используются карты режимов работы элементов при расчете параметров надежности?

9. Какие существуют методы резервирования?

10. Поясните роль профилактики в повышении надежности ЭВМ.

8. Вопросы эргономики при конструировании ЭВМ

Характеристики человека-оператора как звена в единой сис­теме человек-машина. Психофизические и антропологические харак­теристики: зрение, слух, цветовое восприятие, тактильная чув-

ствительность, возможности двигательного аппарата и др.

Характеристики средств отображения информации и органов управления. Выбор формы, композиции, фактуры и цвета панелей отображения и управления.

Общие требования технической эстетики и задачи художест­венного конструирования и компоновки ЭВМ и систем.

1 , гл.8, с.477-506; 5 , гл.5, с.123-165;

6 , гл.8, с.300-331; 7 , гл.9, с.242-261.

Методические указания

Взаимодействие человека с вычислительной аппаратурой связа­но с выполнением ряда функций: избирательного выбора и приема информации, переработки информации, принятия решения, выпол­нения физических действий на основе принятых решений, проверки результатов путем принятия новой информации. Человек-оператор осуществляет эти функции с помощью органов чувств и центральной нервной системы. Их правильный учет необходим как при проекти­ровании общей компоновочной схемы микроэлектронной вычислитель­ной машины, так и (в особенности) при конструировании пультов и органов управления ее работой. Поэтому студенту, в результате изучения данной темы, необходимо иметь представление о роли че­ловека-оператора в системе человек-машина, его пропускной спо­собности и скорости переработки информации путем зрения, слуха, тактильной чувствительности; знать условия работы человека-опе­ратора и требования к организации его рабочего места; форму­лировать конструктивные требования к органам управления и ин­дикации; понимать требования технической эстетики и инженерной психологии; уделять особое внимание художественному оформлению машины, улучшающему ее эстетическое восприятие.

Вопросы для самопроверки

1. Дайте характеристику роли человека-оператора в системе человек-машина.

2. Чем определяется время сенсомоторной реакции человека?

3. Какие требования предъявляются в организации рабочего места человека-оператора?

4. Назовите значения параметров, определяющих нормальные условия работы человека-оператора.

5. Дайте количественную характеристику антропологическим показателям оператора.

6. Назовите основные рецепторы и их характеристики. Каковы особенности их учета при конструировании средств ВТ?

7. Сформулируйте рекомендации по размещению средств отоб­ражения информации и органов управления.

8. Каковы задачи художественного конструирования ЭВМ?

ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ N 2 И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ЕЕ ВЫПОЛНЕНИЮ

Контрольное задание, отражающее конструкторскую часть курса, содержит 50 вариантов, каждый из которых представляет отдельную контрольную работу. Студент должен выполнить один из вариантов контрольного задания в соответствии со своим шифром. Вариант за­дания определяется студентом путем деления на 2 (с последующим округлением) числа, образуемого двумя последними цифрами шифра.

Контрольную работу следует выполнять на листах белой бумаги с надписью на титульном листе:

Характеристики

Список файлов книги