Конструирование, производство и эксплуатация средств вычислительной техники

При изучении учебного материала  следует учитывать связь данного  предмета с дисциплинами специальности  «Инженерная графика», «Электрорадиоматериалы и радиокомпоненты», «Инструментальные средства разработки аппаратно-программных систем», «Микропроцессоры и микропроцессорные системы», «Периферийные  устройства ВТ».

Задания данной дисциплины необходимы для выполнения дипломного проекта.

Изучаемый материал необходимо посвящать современному состоянию  и перспективам развития конструкции и производства узлов и СВТ в целом, использованию автоматического оборудования, промышленных роботов, гибких производственных систем. При изучении предмета особое внимание уделяется автоматизированным методам проектных работ, как средству повышения технического уровня и качества разрабатываемых устройств. Кроме того, важно дать студентам основы автоматизации технологических процессов, управления технологическими процессами производства СВТ, технологической подготовкой производства СВТ.

При разработке технологических  процессов, в основе которых лежат  химические процессы, необходимо правильно  решать экологические процессы, использовать ресурсосберегающие технологии.

Для закрепления теоретических  знаний и приобретения практических навыков программой предусматривается выполнение практических работ после изучения соответствующей темы или параллельно.

Содержание ряда тем  и практических работ, а также  объем, отводимых часов на их изучение, может быть изменен в зависимости от специфики и технического оснащения учебного заведения.

В завершении курса обучения программой предусмотрено обязательное выполнение курсового проекта.

Практические занятия  и курсовое проектирование должны обеспечить закрепление у студентов теоретических знаний, научить пользоваться научно-технической документацией, соблюдать правила ЕСКД и ЕСТД.

Изучение учебного материала  должно сопровождаться демонстрацией  наглядных пособий с использованием технических средств обучения.

Проверка знаний учащихся должна быть регулярной. Одним из видов проверки является обязательная контрольная работа. Тематика и содержание контрольной работы определяется предметной (цикловой) комиссией специальных дисциплин учебного учреждения. Программа рассчитана на 153 часа аудиторных занятий (в том числе 40 часов лабораторных и практических работ, а также 30 часов – курсовое проектирование).

Программа содержит введение и четыре основных раздела:

  Раздел 1. Конструкция СВТ.

  Раздел 2. Производство СВТ.

  Раздел 3. Контроль, испытание и эксплуатация СВТ.

  Раздел 4. Курсовая работа.

По окончании курса  предусмотрено проведение зачета и экзамена.

 

Тематический план

 

Наименование разделов и тем	Макс. учебная нагрузка	Количество аудиторных                                     часов при очной форме обучения		Сам. работа
		Всего	В том числе практ. работы
1	2	3	4	5
Введение		1
Раздел 1. Конструирование СВТ		68	20	18
Тема 1.1 Системный подход при конструировании и производстве  СВТ. Основы проектирования СВТ		6	2	2
Тема 1.2 Техническая документация		8	-	1
Тема 1.3 Конструкторское проектирование плат печатного монтажа		14	2	2
Тема 1.4 Конструкторское проектирование сборочных единиц СВТ		12	2	2
Тема 1.5 Конструирование блоков и общая компоновка СВТ		8	2	2
Тема 1.6 Защита СВТ от внешних воздействий		10	6	4
Тема 1.7 Надежность СВТ		4	2	2
Тема 1.8 Автоматизация конструирования и     проектирования СВТ		6	4	3
Раздел 2. Производство СВТ		35	16	10
Тема 2.1 Общие сведения о производственном процессе		7	6	3
Тема 2.2 Общие технологические процессы		8	-	1
Тема 2.3 Специальные технологические  процессы		14	8	5
Тема 2.4 Автоматизация производства СВТ		6	2	1
Раздел 3. Контроль, испытание и эксплуатация СВТ		20	4	3
Тема 3.1 Технический контроль и испытания устройств СВТ		8	2	1
Тема 3.3 Эксплуатация и техническое обслуживание СВТ		8	-	1
Тема 3.4 Ремонт СВТ. Документация на эксплуатацию и ремонт СВТ		4	2	1
Раздел 4. Курсовая работа		30	-	15
Всего по дисциплине:	239	153	40	46

 

 

 

 

 

 

 

Содержание дисциплины

 

Ведение.

Задачи и содержание дисциплины . Значение средств вычислительной техники (СВТ) в развитии производства.

Связь предмета с другими  дисциплинами специальности.

   Техническое отличие поколений СВТ, обусловленное элементной базой. Создание автоматизированных систем проектирования – путь к повышению производительности труда. Конструктивно-технологические особенности СВТ различных поколений. Особенности производства  на современном этапе.

 

Раздел 1. Конструирование СВТ

 

Тема 1.1 Системный подход при конструировании и производстве  СВТ. Основы проектирования СВТ

 

1.1.1 Общие вопросы проектирования.

Вопросы организации проектирования. Термины, определения. Задачи, решаемые на стадиях внешнего и внутреннего проектирования.  Понятия НИР, ОКР и НИОКР.  Этапы внутреннего проектирования. Ресурсо- и энергосберегающие технологии производства и использования вычислительной техники.

1.1.2 Содержание основных этапов  проектирования.

Техническое задание. Основные разделы технического задания. Техническое предложение. Содержание отчетов технического предложения, его значения  цели. Технический проект и его назначение. Этап рабочего проектирования. Виды научно-технической документации, разрабатываемой на всех этапах проектирования. Стандартизация этапов проектирования.

1.1.3 Группы показателей качества  конструкций ЭВМ и их назначение.

Требования, предъявляемые к техническим  средствам ЭВТ: минимальные себестоимость, масса, габариты, потребляемая мощность, максимальные надежность, технологичность, быстродействие и др. Параметры воздействующих климатических факторов для различных групп ЭВМ. Климатическое исполнение изделий ЭВТ. Категории конструкций ЭВМ для различных условий эксплуатации.

1.1.4 Модульный принцип конструирования СВТ

Достоинства модульного принципа  построения конструкций СВТ. Системы  базовых конструкций. Основные принципы построения базовых конструкций. Единый размерный модуль. Уровни конструктивных модулей. 

1.1.5 Жизненный цикл технической системы и его структура.

Концепция и методология компьютерного  сопровождения процессов жизненного цикла изделий (КСПИ (CALS) – технологии).  Общая структура организационно-технической системы КСПИ.

 

Практическое занятие.

Анализ технологичности конструкции.

Самостоятельная работа.

Подготовка к занятиям. Выполнение практической работы.

 

Тема 1.2 Техническая документация.

 

1.2.1 Общие положения стандартизации  технической документации.

Основные группы технической документации. Нормативно-техническая документация (НТД). Состав и назначение НТД. Состав и правила оформления конструкторской документации (КД) и технологической документации (ТД). Основное назначение стандартов Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Состав и правила оформления ТД, регламентируемые Единой системой технологической документации (ЕСТД). Классификационный принцип обозначения государственных стандартов ЕСКД и ЕСТД. Виды изделий: детали, сборочные единицы, комплексы, комплекты.

1.2.2 Виды конструкторской документации и основные требования к ним.

Назначение конструкторской документации (КД). Наименование КД, их шифры и  определения. Номенклатура КД, разрабатываемых  на различных этапах проектирования изделия. Проектная и рабочая  КД. Виды КД в зависимости от  способа  их выполнения: оригиналы, подлинники, дубликаты, копии.

Комплектность конструкторской документации. Состав и назначения основного документа изделия, основного комплекта документов и полного комплекта документов. Структура обозначения конструкторского документа.

Основные требования к конструкторским  документам. Обозначение форматов, основные надписи, масштабы изображений. Требования, предъявляемые к рабочим чертежам. Требования к выполнению текстовых документов. Особенности оформления документов, состоящих из сплошного текста и текста, разбитого на графы. Состав и содержание разделов технических условий (ТУ).

 

Самостоятельная работа.

Подготовка к занятиям.

 

Тема 1.3 Конструкторское  проектирование плат печатного монтажа.

 

1.3.1 Требования к конструкции  печатной платы.

Основные понятия и определения  печатного монтажа. Преимущества использования печатных плат по сравнению с традиционным проводным монтажом. Основные конструктивно-технологические разновидности печатных плат. Односторонние, двухсторонние, многослойные  печатные платы. Классификация печатных плат по точности выполнения рисунка схемы. Основные конструктивные параметры.

1.3.2 Конструкторский расчет печатной  платы.

Порядок выполнения расчетов печатных элементов платы. Исходные данные для  расчета. Расчеты минимального диаметра переходного и монтажного отверстия, диаметра контактной площадки металлизированного  отверстия, ширины проводников, расстояния между проводниками и другие. Электрические параметры печатной платы.

Сопротивление печатных проводников, допустимая токовая нагрузка проводников, допустимые рабочие напряжения между элементами проводящего рисунка.

1.3.3 Этапы проектирования печатной  платы.

Выбор типа и класса точности печатной платы, габаритных размеров и конфигурации контура, материала основания печатной платы. Размещение навесных элементов с учетом требований к компоновке и трассировке печатных проводников. Размещение элементов проводящего рисунка на печатной плате.

Разработка и оформление чертежа  печатной платы. Требования, предъявляемые к оформлению чертежа. Содержание технических требований.

 

Практическое занятие.

Изучение методики проектирования печатных плат различных типов. Разработка чертежа печатных плат.

Самостоятельная работа.

Подготовка к занятиям. Выполнение практической работы.

 

Тема 1.4 Конструкторское  проектирование сборочных единиц СВТ.

 

1.4.1 Основные требования к конструкции  печатных узлов.

Конструкция печатного узла (ячейки) и назначение его составных частей. Выбор варианта установки электрорадиоэлементов (ЭРЭ) и интегральных микросхем (ИМС) на печатную плату. Особенности конструирования печатного узла с ЭРЭ и ИМС, имеющими штыревые и планарные выводы. Основные конструктивные параметры ячеек.

1.4.2 Особенности конструирования  ячеек с микросборками. 

Микросборка и ее конструктивные характеристики. Подложка, выполненная по тонкопленочной и толстопленочной технологии, кристаллы ИМС, имеющие шариковые или балочные выводы. Одностороннее и двухстороннее расположение ИМС на печатной плате. Герметизация ячеек с микросборками.

1.4.3 Разработка и оформление  сборочного чертежа. 

Назначение сборочного чертежа  печатного узла. Проекции, габаритные, установочные размеры. Нанесение позиционных обозначений. Размещение и изображение навесных элементов. Варианты установки навесных ЭРЭ и ИМС. Сведения, содержащиеся в технических требованиях чертежа. Форма и состав спецификации. Содержание граф и разделов спецификации.

 

Практическое занятие.

Разработка сборочного чертежа  печатного узла СВТ.

Самостоятельная работа.

Подготовка к занятиям. Выполнение практической работы.

 

Тема 1.5 Конструирование блоков и общая компоновка СВТ.

 

1.5.1 Конструирование блоков.

Блоки с ячейками – модулями. Односторонняя  и двухстороння установка ячеек  на объединительной печатной плате. Блок этажерочной конструкции. Особенности  конструкции блока с врубными ячейками и их разновидности. Блоки книжной конструкции разъемного и неразъемного типов. Конструкция, назначение и виды панелей.