В решениях XXV съезда КПСС по пятилетнему плану развития неполного хозяйства СССР на 1976—1980 гг. предусмотрены комплексная автоматизация и механизация проектно-конструкторских работ, создание и внедрение автоматизированных систем управления (АСУ) предприятиями, объединениями, отраслями и общегосударственной системой сбора и обработки информации.
Постоянное усложнение радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), интенсивное внедрение ее в различные отрасли народного хозяйства, а также необходимость разработки новых приборов в достаточно короткие сроки выдвигают на первый план задачу совершенствования методики проектирования РЭА на основе современных электронных вычислительных машин (ЭВМ) и автоматизации отдельных этапов проектирования.
Машинное проектирование РЭА в настоящее время представляет не столько теоретический, сколько практический и производственный интерес. Поэтому конструктор современной РЭА должен обладать определенными навыками использования вычислительных машин в процессе конструкторского проектирования.
Большой вклад в развитие методов машинного проектирования РЭА внесли коллективы разработчиков под руководством Н. Я. Матюхина, Г. В. Орловского, М. И. Пескова, Г. Г. Рябова, О. Н. Юрина, С. А. Майорова, Л. Б. Абрайтиса, А. Н. Мелихова, А. И. Петренко и др.
Настоящая книга является первой попыткой создания систематизированного учебника по курсу «Автоматизация конструирования РЭА», охватывающего весь круг задач, решаемых на этапе конструкторского проектирования электронных блоков РЭА.
Данный курс считается базовой дисциплиной специальностей по конструированию и производству РЭА и ЭВА, основная задача которой — изучение специальных вопросов математики (теории множеств, теории графов, методов описания моделей конструкций и математического программирования) для описания, анализа и оптимизации моделей конструкций РЭА, освоения приемов программирования, возможностей автоматизации отдельных процессов конструирования РЭА и существующих систем автоматизации проектирования радиоаппаратуры (САПР).
После изучения материала курса студенты должны:
а) знать методы математического описания конструкций, моделирования физических процессов и явлений в конструкциях РЭА, принципы алгоритмизации и методы оптимизации процесса конструирования, пути развития машинных методов конструирования;
б) уметь составлять математические модели отдельных конструкций РЭА, подготавливать исходную информацию для ввода ее в ЭВМ, оценивать полученное решение и осуществлять коррекцию результатов;
в) иметь представление о существующих автоматизированных системах проектирования печатных плат и конструкций РЭА, их возможностях,
.ч
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие .................... 3
Введение..................... 5
Глава 1. Цели и задачи автоматизации проектирования РЭА 8
§ 1. 1. Методы конструирования РЭА............ 8
§ 1.2. Основные проблемы конструирования РЭА....... 9
§ 1.3. Этапы проектирования РЭА и возможности их автоматизации. 10 § 1.4. Роль языка программирования в автоматизированных системах машинного проектирования.......... 14
§ 1.5. Тенденции развития систем автоматизированного конструирования .................. 16
§ 1.6. Краткая характеристика вычислительных машин, используемых при решении задач автоматизации проектирования
РЭА ................... 17
Глава 2. Математические методы описания моделей конструкций РЭА 20
§2.1. Основные понятия теории множеств......... 20
§ 2.2. Применение теории графов для описания моделей конструкций РЭА ................. 29
§2.3. Способы задания графов............. 38
§ 2.4. Действия над графами............. 41
§ 2.5. Характеристические числа графов и их применение. . . 43
§ 2.6. Плоские графы и их свойства........... 52
§ 2.7. Особенности конечно-разностной аппроксимации при моделировании процессов в конструкциях РЭА...... 66
§ 2.8. Использование дифференциальных уравнений в частных
производных для описания процессов в конструкциях РЭА. 67 § 2.9. Конечно-разностная аппроксимация диффузионных уравнений .................. 82
§ 2. 10. Конечно-разностная аппроксимация волновых уравнений. 87
§ 2.11. Ошибки конечно-разностных аппроксимаций..... 91
§ 2. 12. Интерполяция, устойчивость и сходимость конечно-разностных аппроксимаций .............. 94
§ 2. 13. Методы решения краевых задач на ЭВМ....... 97
Глава 3. Элементы теории алгоритмов и математические методы оптимизации конструкторских решений......... 102
§ 3. 1. Элементы теории алгоритмов........... 102
§ 3.2. Особенности применения методов линейного, нелинейного и
целочисленного программирования......... 115
§ 3.3. Линейное программирование........... 117
§ 3.4. Нелинейное программирование .-.......... 132
§ 3.5. Целочисленное программирование ......... 143
§ 3.6. Динамическое программирование ......... 155
Глава 4. Алгоритмизация типовых задач конструкторского проектирования в автоматизированных системах........ 160
§ 4. 1. Общие сведения ............... 160
§ 4.2. Покрытие функциональных схем модулями из заданного набора ................... 160
§ 4.3. Выбор оптимального типового ряда конструктивных модулей .................. Г
§ 4.4. Компоновка конструктивных элементов по коммутационным
платам .................. 1
§ 4.5. Постановка задачи размещения модулей.......1
§ 4.6. Алгоритмы, использующие непрерывно-дискретные методы
оптимизации ................ 1
§ 4.7. Алгоритмы, использующие дискретные методы оптимизации. I1 § 4.8. Алгоритмы решения задач трассировки проводных соединений ..................2
§ 4.9. Постановка задачи трассировки печатных соединений. . 2
§ 4.10. Волновой алгоритм Ли.............2
§ 4.11. Модификации алгоритма Ли...........2
§ 4.12. Эвристические алгоритмы трассировки........2
§ 4.13. Особенности трассировки соединений в многослойных печатных платах с применением ЭВМ..........2
Глава 5. Методы моделирования полей в конструкциях РЭА .... 2 § 5.1. Моделирование и расчет адр^пп.."-------
_, „... ^ч^дслирование и расчет электромагнитных полей. ... 2
§ 5.2. Моделирование и расчет тепловых характеристик.....2
§ 5.3. Применение ЭВМ для анализа и расчета механической прочности ............
ГТ„„„----------- ~r,w
...................2!
§ 5.4. Применение ЭВМ для расчета надежности конструкций РЭА. 2S
Глава 6. Подготовка и выдача конструкторско-технологической документации с использованием ЭВМ ..........31
§ 6.1. Внешние носители информации и запоминающие устройства. 3; § 6.2. Подготовка исходной информации и устройства подготовки
данных -..................31
§ 6.3. Автоматизация и автоматические устройства ввода алфавитно-цифровой и графической информации.........3!
§ 6.4. Автоматизация и автоматические устройства вывода алфавитно-цифровой и графической информации.......Зс
§ 6.5. Устройства оперативного взаимодействия оператора с ЭВМ. 34 Глава 7. Комплексные системы автоматизации конструкторского проектирования РЭА ..................34
§ 7. 1. Принципы построения АСКП...........34
§ 7.2. Структура и основные технические характеристики действующих АСКП ................35
§ 7.3. Составление комплекса конструкторских документов и методы
его контроля с применением ЭВМ..........35
§ 7.4. Организация рабочего места конструктора........ 36'
§ 7.5. Перспективы дальнейшего развития АСКП.......36
Приложение ............... . • . 36
Список литературы ................ 37
Предметный указатель......................... 37
Цена: 150руб.
