МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Электростальский филиал Федерального государственного

образовательного учреждения среднего профессионального образования

«Московский колледж управления и новых технологий»

Рабочая программа

учебной дисциплины

«Конструирование, производство и эксплуатация средств вычислительной техники»

для специальности 230101

"Вычислительные машины, комплексы,

системы и сети"

г.о. Электросталь

2010 год

Одобрена цикловой

Методической комиссией «Общепрофессиональных дисциплин»

Пр. №_____________

От «___» ______________ 2010 г.

Председатель ЦМК

________________ /Д.И. Лепихов

Составлена в соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по специальности

Утверждена Методическим Советом колледжа

Протокол № __________

от «___» __________2010г.

Председатель методического Совета - заместитель директора ЭФ «МКУиНТ» по УР

_______/И.В. Краснобельмова

Автор

Лепихов Д.И., преподаватель ЭФ ФГОУ СПО «МКУиНТ»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Примерная программа учебной дисциплины «Конструирование, производство и эксплуатация средств вычислительной техники» предназначена для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 2201 Вычислительные машины, комплексы, системы и сети среднего профессионального образования и является единой для всех форм обучения, а также для всех типов и видов образовательных учреждений, реализующих основные профессиональные образовательные программы среднего профессионального образования.

Примерная программа служит основой для разработки образовательным учреждением рабочей программы учебной дисциплины.

Учебная дисциплина «Конструирование, производство и эксплуатация средств вычислительной техники» является специальной, формирующей базовые знания для получения выпускником профессиональных умений.

Преподавание учебной дисциплины «Конструирование, производство и эксплуатация средств вычислительной техники» должно проводиться в тесной взаимосвязи с другими общепрофессиональными и специальными дисциплинами: «Инженерная графика», «Цифровая схемотехника», «Микропроцессоры и микропроцессорные системы», «Периферийные устройства вычислительной техники», «Инструментальные средства разработки аппаратно-программных систем». Использование междисциплинарных связей обеспечивает системность изучения материала дисциплины, исключение дублирования и позволяет преподавателю рационально распределить учебное время.

Формы проведения учебных занятий выбираются преподавателем, исходя из дидактической цели, содержания материала и степени подготовки студентов.

В результате изучения дисциплины студент должен:

иметь представление:

• о роли и месте знаний по дисциплине «Конструирование, производство и эксплуатация средств вычислительной техники» при освоении смежных дисциплин по выбранной специальности и в сфере профессиональной деятельности;

• об истории создания, тенденциях развития конструкций и технологий производства ЭВМ;

• о процессе проектирования средств вычислительной техники и модульном конструировании средств вычислительной техники (СВТ);

• о ресурсо- и энергосберегающих технологиях производства и использования вычислительной техники;

знать:

• основы компьютерного сопровождения процессов жизненного цикла изделий (КСПИ) вычислительной техники;

• структуру жизненного цикла вычислительной системы;

• содержание работ на стадиях внешнего и внутреннего проектирования СВТ;

• основы модульного конструирования средств вычислительной техники;

• конструкцию узлов на печатных платах;

• способы обеспечения тепловых режимов радиокомпонентов;

• состав конструкторской документации;

• САПР элементов и устройств ЭВМ;

• технологию изготовления печатных плат;

• автоматизированные системы технологической подготовки производства;

• условия эксплуатации электронно-вычислительной техники (ЭВТ);

• основные понятия и факторы, определяющие надежность ЭВМ;

• приемы и методы технического обслуживания, контроля, диагностики СВТ, восстановления работоспособности аппаратно-программных систем;

уметь:

• определять иерархический уровень устройств ЭВТ;

• использовать технологии конструирования, сборки, наладки СВТ;

• рассчитывать тепловые режимы радиокомпонентов;

• работать с технической документацией;

• работать с программами компьютерного конструкторского проектирования;

• определять технологические процессы, использованные при изготовлении сборочной единицы;

• осуществлять комплектование, конфигурирование, настройку аппаратно-программных систем;

• производить техническое обслуживание, контроль, диагностику СВТ.

Программа рассчитана на 160 часов аудиторных занятий, в том числе 40 часов отводится на лабораторные и практические занятия и 30 часов на выполнение курсового проекта.

Для закрепления теоретических знаний и приобретения необходимых практических умений программой дисциплины предусматривается проведение лабораторных и практических занятий, перечень которых носит рекомендательный характер, и выполнение курсового проекта.

В зависимости от профиля подготовки выпускника и материально-технического обеспечения дисциплины возможны изменения и замена отдельных практических и лабораторных занятий другими, сходными по содержанию. Для лучшего усвоения учебного материала его изложение необходимо проводить с применением технических и аудиовизуальных средств обучения.

При разработке рабочей программы учебной дисциплины образовательное учреждение может вносить изменения в содержание, последовательность изучения учебного материала и распределение учебных часов по разделам (темам), а также в перечень практических и лабораторных занятий, не нарушая логики изложения дисциплины и при условии обязательного выполнения государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности.

Для проверки знаний студентов в рабочей программе рекомендуется указывать, по окончании изучения каких разделов следует проводить рубежный контроль. Форму и сроки проведения контроля по дисциплине определяет образовательное учреждение.

Рабочая программа рассматривается предметной (цикловой) комиссией и утверждается заместителем директора по учебной работе.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Наименование разделов и тем

Количество аудиторных часов при очной форме обучения

лекции

в том числе

лабор.

занят.

практ.

занят.

1

2

3

Введение

2

Раздел 1.

Конструирование средств вычислительной техники

50

24

Тема 1.1

Системный подход при конструировании и производстве СВТ

6

Тема 1.2

Модульный принцип конструирования СВТ

4

Тема 1.3

Электрические соединения в конструкциях ЭВТ

4

Тема 1.4

Конструкторская, технологическая и нормативно-техническая документация

2

Тема 1.5

Типовые конструкции модулей СВТ

4

Тема 1.6

Особенности конструкций ПЭВМ

4

4

Тема 1.7

Конструирование печатных плат

4

Тема 1.8

Обеспечение помехоустойчивости и тепловых режимов в конструкциях СВТ

8

Тема 1.9

Автоматизация проектирования и технологической подготовки производства ЭВТ

14

20

Раздел 2.

Производство СВТ

30

12

Тема 2.1

Производственный процесс

4

Тема 2.2

Технология изготовления конструктивных модулей на основе печатных плат

6

Тема 2.3

Сборочные процессы в производстве СВТ

4

12

Тема 2.4

Надежность и средства ее повышения

10

Тема 2.5

Автоматизация производства СВТ

6

Раздел 3.

Эксплуатация СВТ

10

12

Тема 3.1

Установка, конфигурирование и модернизация

6

12

Тема 3.2

Техническое обслуживание, контроль и диагностика СВТ

2

Тема 3.3

Виды неисправностей СВТ и способы их устранения

2

Курсовое проектирование

60

Всего по дисциплине:

152

48

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ВВЕДЕНИЕ

Цели и задачи дисциплины. Общее ознакомление с разделами учебной дисциплины и методами их изучения. Взаимосвязь дисциплины «Конструирование, производство и эксплуатация средств вычислительной техники» с другими дисциплинами.

Краткие исторические сведения о конструкции первых электронных вычислительных машин и технологиях их изготовления.

Раздел 1. КОНСТРУИРОВАНИЕ СРЕДСТВ

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Тема 1.1 Системный подход

при конструировании и производстве СВТ

Студент должен:

иметь представление:

• о ресурсо- и энергосберегающих технологиях производства и использования вычислительной техники;

• о концепции компьютерного сопровождения процессов жизненного цикла (КСПИ) изделий вычислительной техники;

знать:

• стадии жизненного цикла технического изделия;

• задачи, решаемые разработчиками на стадиях внешнего и внутреннего проектирования;

• значение исследований свойств внешней среды и прогноза ее развития;

• последствия исключения из жизненного цикла изделия стадии утилизации;

• содержание работ и отличительные признаки технической документации, разработанной на этапах предварительного, эскизного и технического проектирования;

• определение понятий: техническое предложение, эскизный проект, технический проект и рабочий проект;

• взаимосвязь между различными показателями качества ЭВМ;

• требования к техническим характеристикам ЭВМ;

• группы эксплуатации СВТ;

• категории размещения ЭВТ на объектах эксплуатации;

• общую структуру организационно-технической системы КСПИ;

• инструментальные средства КСПИ;

уметь:

• составлять информационную модель гипотетического предприятия;

• пользоваться инструментальными средствами КСПИ-программы.

Жизненный цикл технической системы и его структура. 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.

Группы показателей качества конструкций ЭВМ и их назначение.

Требования, предъявляемые к техническим средствам ЭВТ. Параметры воздействующих климатических факторов для различных групп ЭВМ. Климатическое исполнение изделий ЭВТ. Категории конструкций ЭВМ для различных условий эксплуатации.

Концепция и методология компьютерного сопровождения процессов жизненного цикла изделий (КСПИ (CALS) - технологии). Общая структура организационно-технической системы КСПИ. Система логистической поддержки изделия. Электронный технический документ и электронно-цифровая подпись.

Стандартизация технологий представления данных. Классификация данных и их связь со стадиями жизненного цикла продукции.

Практическое занятие. Изучение структуры и возможностей КСПИ-программы.

Тема 1.2 Модульный принцип конструирования СВТ

Студент должен:

знать:

• сущность модульного принципа конструирования на основе композиции и декомпозиции;

• назначение компоновочной схемы;

• основные принципы построения базовых конструкций;

• иерархические уровни конструктивных модулей;

• состав иерархических уровней модулей для основных систем базовых конструкций ЭВМ.

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

Тема 1.3 Электрические соединения в конструкциях ЭВТ

Студент должен:

знать:

• назначение электрических соединений в конструкциях ЭВМ;

• уровни коммутаций электрических соединений;

• способы конструкторско-технологической реализации электрических соединений между модулями и элементами ЭВМ;

• способы выполнения межконтактных соединений;

• электрические характеристики монтажных проводов и кабелей, применяемых в технических средствах ЭВМ;

• виды контактных соединений конструктивных модулей ЭВМ;

• параметры разъемных соединителей;

уметь:

• определять способ выполненного межконтактного соединения;

• выбирать монтажный провод или кабель, исходя из условий поставленной задачи;

• осуществлять разъемное соединение и разъединение конструктивных модулей ЭВМ;

• интерпретировать маркировку разъемных соединителей.

Электрические соединения в конструкциях ЭВМ и влияние их конструктивно-технологической реализации на электрические характеристики изделий ВТ. Электрические характеристики проводов и кабелей, применяемых в технических средствах ЭВТ. Контактные соединения. Параметры разъемных соединителей. Проблемы, обусловленные электрическим монтажом, и способы их устранения.

Практическое занятие. Расчет паразитных параметров и волновых сопротивлений соединительных кабелей и проводов. Определение условий согласования соединительных кабелей и проводов с электронными компонентами устройств ЭВТ.

Тема 1.4 Конструкторская, технологическая и нормативно-техническая документация

Студент должен:

знать:

• основные группы документации;

• особенности выполнения конструкторской документации на изделия ЭВТ;

• состав нормативно-технической документации;

• назначение Единой системы конструкторской документации (ЕСКД);

• распределение стандартов ЕСКД по классификационным группам;

• состав графической конструкторской документации;

• состав конструкторской документации;

• изображения условно-графических обозначений элементов ВТ;

• виды схем, правила их оформления.

Особенности выполнения конструкторской документации на изделия ЭВТ. Единая система конструкторской документации (ЕСКД), Единая система технологической документации (ЕСТД), Единая система программной документации (ЕСПД). Распределение ЕСКД и ЕСТД по классификационным группам. Виды конструкторской и технологической документации.

Тема 1.5 Типовые конструкции модулей СВТ

Студент должен:

знать:

• место и роль монтажной платы в конструкциях ЭВТ;

• конструкции ячеек ЭВМ на основе печатных плат;

• определение типового элемента замены (ТЭЗ) и его конструктивные особенности;

• основные требования, предъявляемые к конструкциям монтажных печатных плат;

• виды компоновки ячеек ЭВМ;

• конструкции многослойных керамических плат для монтажа бескорпусных ИМС;

• конструкцию модулей ЭВМ на металлическом теплоотводящем элементе с использованием толстопленочной технологии, стеклоэмалей и полимерных пленок;

• основные схемы несущих конструкций, применяемых в частичных блоках;

• конструктивные модули, относящиеся к высшим иерархическим уровням технических средств ЭВТ;

• особенности конструкций стоек, шкафов, каркасов и рам.

Конструкции модулей низших иерархических уровней на основе печатных плат и тенденции их совершенствования. Основные требования, предъявляемые к ТЭЗам. Характеристики ТЭЗов. Варианты установки корпусных навесных элементов на платы. Крепление и подсоединение бескорпусных элементов на платы. Особенности кристаллоносителей, применяемых в зарубежных ЭВМ.

Конструкции модулей технических средств ЭВМ высших иерархических уровней.

Тема 1.6 Особенности конструкций ПЭВМ

Студент должен:

знать:

• отличительные особенности конструкций персональных ЭВМ;

• варианты компоновки системного блока;

• конструкции системного блока и периферийных устройств отечественных и зарубежных ПЭВМ;

уметь:

• выполнять сборку и разборку системного блока ПЭВМ семейства IBM;

• заменять платы расширения в системном блоке;

• подключать периферийные устройства к системному блоку.

Особенности конструкций персональных ЭВМ. Корпуса, блоки питания, системные платы, платы расширения, соединители и перемычки, накопители информации. Периферийные устройства и соединители ввода/вывода.

Лабораторное занятие. Изучение конструкции образцов системного блока и периферийных устройств персональных ЭВМ.

Тема 1.7 Конструирование печатных плат

Студент должен:

знать:

• конструктивно-технологические разновидности печатных плат;

• конструктивно-технологические особенности многослойных печатных плат с выступающими выводами и открытыми контактными площадками;

• способы обеспечения межслойных соединений в многослойных печатных платах;

• сравнительные характеристики вариантов многослойных печатных плат;

• факторы, учитываемые при выборе варианта конструкции многослойной печатной платы;

• основные конструктивные параметры печатных плат;

• назначение сигнальных, потенциальных и технологических слоев печатной платы;

• конструкционные материалы печатных плат;

• конструктивные особенности гибких печатных плат и материалы, используемые для их изготовления;

• устройство печатных плат с металлическим основанием и материалы, используемые для их изготовления.

Общие понятия, классификационные признаки и основные конструктивно-технологические разновидности печатных плат. Сравнительные характеристики вариантов многослойных плат. Параметры конструкций и требования, предъявляемые к печатным платам. Электрические, конструктивные, технологические, механические и другие параметры печатных плат.

Тенденции совершенствования конструкций печатных плат (уменьшение размеров проводников, контактных площадок и отверстий, повышение плотности размещения конструктивных элементов; увеличение размеров печатных плат и размещение на них подавляющего числа межсоединений элементов).

Тема 1.8 Обеспечение помехоустойчивости и тепловых режимов

в конструкциях СВТ

Студент должен:

знать:

• методы расчета помехоустойчивости в конструкциях ЭВТ;

• условие теплового баланса;

• иерархию нагретых зон;

• условия нормального теплового режима отдельного электронного компонента;

• характеристики теплового режима изделия ЭВТ;

• упрощенную методику расчета количества теплоты, отдаваемой нагретым телом;

• общую характеристику систем охлаждения;

• особенности и возможности естественного охлаждения; системы принудительного охлаждения и их недостатки;

уметь:

• определять объемную и поверхностную плотности теплового потока.

Причины возникновения помех. Связи между элементами в системе. Помехи при соединении элементов «короткими» и «длинными» связями. Расчет помехоустойчивости.

Тепловые воздействия на конструкции ЭВТ. Источники и стоки теплоты. Теплообмен и тепловой баланс. Иерархия нагретых зон.

Тепловой режим изделия. Условия нормального теплового режима отдельного элемента. Объемная и поверхностная плотности теплового потока. Проблемы отвода теплоты, пути их решения.

Виды теплообмена в конструкциях ЭВТ и их особенности. Коэффициенты теплообмена и теплопроводности. Расчет количества теплоты, отдаваемого нагретым телом.

Системы охлаждения и способы обеспечения нормального теплового режима конструкций ЭВТ. Выбор способа охлаждения.

Практическое занятие. Расчет помехоустойчивости в конструкциях ЭВТ.

Практическое занятие. Расчет тепловых процессов и надежности компонентов ТЭЗа.

Тема 1.9 Автоматизация проектирования и технологической

подготовки производства ЭВТ

Студент должен:

знать:

• комплекс технических средств САПР; структуру, компоненты, уровни, особенности САПР радиоэлектронной аппаратуры;

• классификацию, тенденции развития и перечень проектных задач, решаемых с помощью CAD-систем;

• задачи, решаемые при проектировании электрических схем;

• программы, предназначенные для проектирования структурных, функционально-логических и принципиальных схем;

• отличительные черты систем проектирования печатных плат;

• назначение, общую характеристику, отличительные особенности систем конструкторского проектирования;

• состав пакетов программ, пользовательский интерфейс и основные приемы работы с пакетом программ конструкторского проектирования (по выбору образовательного учреждения);

уметь:

• выполнять проектные задачи при компьютерном проектировании электрических схем;

• создавать условные графические обозначения компонентов электронных схем и их посадочные места;

• составлять схемы электрические принципиальные с помощью графических редакторов пакетов прикладных программ;

• разрабатывать печатную плату электронного устройства;

• выполнять проектирование простых конструктивных элементов ЭВТ с помощью системы конструкторского проектирования и технологической подготовки производства.

Системы автоматизированного проектирования. Структура САПР. Виды обеспечения. Комплексы технических средств САПР. Уровни САПР. САПР радиоэлектронной аппаратуры.

Классификация CAD/CAM-систем. Обзор современных отечественных и зарубежных систем.

Системы проектирования электрических схем. Пакеты прикладных программ для проектирования структурных, цифровых, аналоговых и смешанных схем.

Системы проектирования печатных плат. Система сквозного проектирования радиоэлектронной аппаратуры.

Компьютерные чертежно-графические системы для разработки конструкторской и технологической документации аппаратно-программных систем.

Лабораторное занятие. Компьютерное моделирование схемы электрической структурной.

Лабораторное занятие. Исследование влияния технологического разброса параметров электронных компонентов на выходные параметры и характеристики электронной схемы.

Лабораторное занятие. Проектирование типового элемента замены в системе проектирования печатных плат.

Лабораторное занятие. Изучение системы конструкторского проектирования.

Лабораторное занятие. Изучение программы технологической подготовки производства печатной платы.

Раздел 2. ПРОИЗВОДСТВО СВТ

Тема 2.1 Производственный процесс

Студент должен:

знать:

• составные части производственного процесса;

• состав технологического оборудования, приспособлений и оснастки, применяемых в производстве СВТ.

Типы, основные характеристики, составные части производственного процесса. Технологическое оборудование, приспособления и оснастка. Назначение, структура и состав конструкторско-технологических служб. Показатели технологичности конструкции.

Тема 2.2 Технология изготовления конструктивных модулей

на основе печатных плат

Студент должен:

знать:

• типовые процессы изготовления печатных плат;

• особенности технологии изготовления многослойных печатных плат;

• группы методов изготовления печатных плат, отличающиеся по способу формирования рисунка и создания токопроводящего покрытия;

• основные способы получения рисунка платы, применяемые на практике;

• операции типового технологического процесса изготовления ТЭЗа;

• методы установки элементов на печатные платы;

• методы повышения качества паяных соединений;

• назначение отмывки ТЭЗов после пайки;

• этапы выходного контроля ТЭЗов.

Конструкционные материалы, применяемые для изготовления печатных плат. Фольгированные и нефольгированные слоистые диэлектрики. Технология изготовления эпоксидного стеклотекстолита.

Способы формирования рисунка и создания токопроводящего покрытия в печатных платах.

Типовые процессы изготовления печатных плат. Входной контроль материалов, изготовление заготовок, подготовка поверхности заготовок, получение защитного рисунка, химическое меднение, гальваническая металлизация, травление меди, обработка монтажных отверстий, обработка заготовок по контуру, выходной контроль плат.

Типовая структура технологического процесса изготовления ТЭЗов: входной контроль электрорадиоэлементов и печатных плат, подготовка их к монтажу, установка комплектующих на плату, нанесение флюса и его сушка, пайка, очистка ТЭЗов от остатков флюса, контрольно-регулировочные работы, технологическая тренировка, маркировка, герметизация и приемо-сдаточные работы.

Тема 2.3 Сборочные процессы в производстве СВТ

Студент должен:

знать:

• варианты установки корпусных навесных элементов на печатные платы;

• требования по размещению и ориентации компонентов;

• способы крепления и подсоединения бескорпусных элементов на платы;

• инструменты и оборудование, технологии поверхностного монтажа и демонтажа;

• основные способы разъемных соединений, применяемые в технологии сборки блоков аппаратно-программных систем;

• технологические процессы, используемые для неразъемных механических соединений;

• разновидности электрического монтажа блоков аппаратно-программных систем;

• состав операций, выполняемых на этапе общей сборки и монтажа аппаратно-программных систем;

• технологию изготовления и пути снижения трудоемкости изготовления жгутов;

• последовательность выполнения сборки и монтажа аппаратно-программной системы;

• содержание технического выходного контроля собранного изделия;

• основные методы регулировки аппаратно-программной системы;

• цель проведения испытаний образцов и серийных изделий ЭВТ;

• разновидности испытаний устройств ЭВТ;

• виды испытаний серийно изготавливаемых изделий;

уметь:

• выполнять сборку и разборку аппаратно-программной системы при обслуживании и ремонте.

Установка корпусных навесных элементов на платы. Геометрическая компоновка ТЭЗов. Варианты конструктивного исполнения модулей на основе печатных плат на корпусных ИМС и микросборках.

Требования к конструкции ТЭЗов, обусловленные необходимостью повышения быстродействия высокопроизводительных ЭВМ. Новые конструктивные решения, обеспечивающие комплексную микроминиатюризацию конструкций. Технология, инструменты и оборудование поверхностного монтажа печатных плат.

Технология сборки блоков и внутриблочного монтажа. Механическое крепление отдельных деталей и изделий электротехники. Электрический монтаж блоков.

Общая сборка и монтаж аппаратно-программных систем. Технология изготовления жгутов. Сборка и монтаж несущего основания. Выходной контроль собранной аппаратно-программной системы. Регулировка аппаратуры. Испытания.

Лабораторное занятие. Сборка системного блока и внутриблочный монтаж ПЭВМ, контроль правильности выполненных операций.

Тема 2.4 Надежность и средства ее повышения

Студент должен:

знать:

• определения понятий: надежность, работоспособность, безотказность, отказ, ремонтопригодность, долговечность, срок службы и сохраняемость радиоэлектронной аппаратуры;

• группы радиоэлектронной аппаратуры (по характеру сохранения работоспособности);

• разновидности отказов радиоэлектронной аппаратуры;

• показатели безотказности и долговечности радиоэлектронной аппаратуры;

• основные схемно-конструктивные факторы, определяющие надежность аппаратно-программных систем;

• производственно-технологические факторы надежности аппаратно-программных систем;

• эксплуатационные факторы надежности аппаратно-программных систем;

• способы повышения надежности аппаратно-программных систем на этапах проектирования и производства;

• мероприятия по обеспечению надежности аппаратно-программной системы в процессе эксплуатации;

• резервирование как метод повышения надежности;

• способы резервирования по масштабу резерва.

Основные технические показатели качества радиоэлектронной аппаратуры. Основные причины отказов аппаратуры.

Схемно-конструктивные факторы надежности. Отказы элементов электронных схем. Коэффициент нагрузки.

Культура производства. Несовершенство технологических процессов, нарушения технологического цикла, ошибки при выполнении сборочных и монтажных работ, загрязненность рабочих мест, воздуха, оборудования и приспособлений, слабый входной и выходной контроль качества продукции, недостаточная квалификация рабочих и инженерно-технических работников.

Субъективные эксплуатационные факторы. Объективные эксплуатационные факторы. Ударно-вибрационные нагрузки. Климатические воздействия. Биологические факторы. Космические факторы.

Способы повышения надежности в процессе проектирования и производства аппаратно-программных систем.

Тема 2.5 Автоматизация производства СВТ

Студент должен:

знать:

• необходимость объединения САПР и АСТПП в интегрированную систему проектирования и производства;

• состав системы АСИО;

• достоинства, важнейшие элементы АСТПП;

• средства ведения баз данных компонентов через Интернет;

• определение, стадии развития, сферы использования, роль промышленных роботов в процессе интегрированного автоматизированного производства;

• состав роботизированного участка;

• основные конфигурации современных промышленных роботов;

• суть организации производства по принципам групповой технологии;

• основной принцип ГПС; обязательные элементы, преимущества ГПС.

Система автоматизированного проектирования (САПР). Автоматизированная подготовка производства (АСТПП). Гибкое автоматизированное производство. Гибкие производственные системы (ГПС). Автоматизированная система инженерного обеспечения (АСИО). Компьютерное интегрированное производство.

Промышленные роботы. Конфигурации роботов. Применение роботов в производстве, обслуживании и в автоматизированном контроле. Состав промышленного робота.

Гибкие производственные системы. Способы планирования производства. Технология ГПС. Состав ГПС.

Раздел 3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ СВТ

Тема 3.1 Установка, конфигурирование и модернизация

Студент должен:

знать:

• состав вычислительной системы на базе ПЭВМ;

• типы корпусов, внутреннее устройство системного блока, главные компоненты системной платы ПЭВМ;

• настройки конфигурирования;

• способы подключения периферийных устройств;

• состав системного программного обеспечения;

• технологию добавления и удаления сменных модулей;

• методы модернизации и оптимизации аппаратно-программной системы;

уметь:

• выполнять операции настройки, конфигурирования, модернизацию аппаратно-программной системы.

Аппаратно-программные системы на базе ПЭВМ. Конфигурирование аппаратно-программной системы. Модернизация и оптимизация системы.

Лабораторное занятие. Сборка и конфигурирование аппаратно-программной системы.

Тема 3.2 Техническое обслуживание, контроль и диагностика СВТ

Студент должен:

знать:

• определение понятия «профилактическое обслуживание»; процедуры профилактического обслуживания; периодичность проведения профилактического обслуживания;

• перечень инструментов и расходных материалов, используемых при техническом обслуживании СВТ;

• средства для контроля и диагностики состояния СВТ;

уметь:

• выявлять и удалять вирусы;

• выявлять проблемы конфигурирования аппаратно-программного обеспечения;

• выявлять и удалять утерянные кластеры.

Профилактическое обслуживание. Обслуживание мониторов, накопителей информации, устройств ввода-вывода информации. Календарное планирование профилактического технического обслуживания.

Тема 3.3 Виды неисправностей СВТ и способы их устранения

Студент должен:

знать:

• алгоритм проверки полностью нефункционирующей системы;

• симптомы неисправностей блока питания, системной платы, видеосистемы и других устройств;

• набор инструментов для диагностики и ремонта;

• начальные шаги по выявлению неисправностей;

уметь:

• обнаруживать неисправности устройств ВТ;

• заменять неисправные платы и устройства.

Базовые методы устранения неисправностей. Симптомы и выявление неисправностей ВТ.

КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Выполнение курсового проекта является заключительным этапом в изучении данной учебной дисциплины. В ходе выполнения курсового проекта систематизируются и закрепляются полученные теоретические знания и практические умения по общепрофессиональным и специальным дисциплинам: «Математические и логические основы ЭВТ», «Цифровая схемотехника», «Микропроцессоры и микропроцессорные системы», «Периферийные устройства вычислительной техники» при решении комплексных задач, связанных со сферой профессиональной деятельности будущих специалистов.

Основной целью курсового проекта является формирование у студентов умений проектировать устройства вычислительной техники. Выполнение курсового проекта является важным этапом в формировании специалиста в области применения ЭВМ для автоматизации технологических процессов и производств.

Курсовой проект предоставляет студенту следующие основные возможности:

• научиться анализировать техническое задание на проектирование устройств ЭВТ;

• получить навыки поиска научно-технической литературы и работы с ней, правильного составления и оформления технической документации;

• усвоить основные понятия и термины, относящиеся к проектированию цифровых устройств;

• познакомиться с основными проектными процедурами разработки печатной платы и технологией ее изготовления;

• закрепить навыки работы с профессиональными пакетами прикладных программ.

В результате работы над курсовым проектом студент должен:

знать:

• определение понятия программного драйвера (программы-драйвера);

• назначение и отличительные особенности программных драйверов;

• общие принципы разработки программных драйверов;

• технологии разработки программных драйверов и их особенности;

• инструментальные средства для разработки программных драйверов;

• особенности разработки программных драйверов для устройств сопряжения, использующих шины ISA, PCI и др.;

уметь:

• устанавливать на ПЭВМ программные драйверы устройств сопряжения, определять выделяемое адресное пространство, номер прерывания;

• обоснованно выбирать методы подключения вновь разрабатываемого устройства сопряжения;

• составлять протокол обмена ПЭВМ и вновь разрабатываемого устройства сопряжения.

Объектами проектирования являются платы расширения (устройства сопряжения) и программное обеспечение (программные драйверы) для подключения к ПЭВМ различных физических датчиков, исполнительных механизмов и других нестандартных устройств; микропроцессорные устройства управления и контроля; устройства управления и контроля на базе ПЛИС; устройства управления технологическими процессами на базе MicroPC и т.п.

ПЕРЕЧЕНЬ

ПРАКТИЧЕСКИХ И ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

Тема 1.1.

Изучение структуры и возможностей КСПИ-программы.

Тема 1.3.

Расчет паразитных параметров и волновых сопротивлений соединительных кабелей и проводов. Определение условий согласования соединительных кабелей и проводов с электронными компонентами устройств ЭВТ.

Тема 1.3.

Расчет паразитных параметров и волновых сопротивлений соединительных кабелей и проводов. Определение условий согласования соединительных кабелей и проводов с электронными компонентами устройств ЭВТ.

Тема 1.6.

Изучение конструкции образцов системного блока и периферийных устройств персональных ЭВМ.

Тема 1.8.

Расчет помехоустойчивости в конструкциях ЭВТ.

Тема 1.8.

Расчет тепловых процессов и надежности компонентов ТЭЗа.

Тема 1.9.

Компьютерное моделирование схемы электрической структурной.

Тема 1.9.

Исследование влияния технологического разброса параметров электронных компонентов на выходные параметры и характеристики электронной схемы.

Тема 1.9.

Проектирование типового элемента замены в системе проектирования печатных плат.

Тема 1.9.

Изучение системы конструкторского проектирования.

Тема 1.9.

Изучение программы технологической подготовки производства печатной платы.

Тема 2.3.

Сборка системного блока и внутриблочный монтаж ПЭВМ, контроль правильности выполненных операций.

Тема 3.1.

Сборка и конфигурирование аппаратно-программной системы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Левин А. И., Судов Е. В. Концепция и технологии компьютерного сопровождения процессов жизненного цикла изделий. - М.: НИЦ CALS-технологий «Прикладная логистика», 2001. - 19 с.

2. Конструирование и технология производства ЭВМ: Учебник / Пикуль М. И., Русак И. М., Цырельчук Н. А. - Минск: Выш. Шк., 1996. - 266 с.

3. Новиков Ю. В., Калашников О. А., Гуляев С. Э. Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC: Практическое пособие /Под ред. Новикова Ю. В.- М.: ЭКОМ., 1998. - 224 с.

4. Хокс Б. Автоматизированное проектирование и производство /Пер. с англ.- М.: Мир, 1991. - 296 с.

5. Норенков И.П., Маничев В. Б. Основы теории и проектирования САПР: Учебник для втузов по спец. «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети». - М.: Высшая школа, 1990. - 335с.

6. PDM STEP Suite. Руководство пользователя. Версия 2.7.- М.: НИЦ CALS-технологий «Прикладная логистика», 2000. - 158 с.

7. Быков А. Б., Гаврилов В. Н., Рыжкова Л. М. и др. Компьютерные чертежно-графические системы для разработки конструкторской и технологической документации в машиностроении: Учебное пособие для начального профессионального образования /Под ред. Чемпинского Л. А. - М.: Издательский центр «Академия», 2002. - 224 с.

8. Сучков Д. И. Проектирование печатных плат в САПР PCAD 4.5: Учебно-методическое пособие. - Обнинск: Микрос, 1992. - 476 с.

9. Романычева Э. Т. и др. AutoCAD: Практическое руководство. - М.: ДМК: Радио и связь, 1997. - 480 с.

10. Разевиг В. Д. Система проектирования цифровых устройств OrCAD. - М.: Солон-Р, 2000. - 160 с.

11. Разевиг В. Д. Система проектирования печатных плат ACCEL EDA (P-CAD для Windows). - М.: СК Пресс, 1997. - 368 с.

12. Келим Ю. М. Типовые элементы систем автоматического управления: Учебное пособие для студентов учреждений профессионального образования. - М.: ФОРУМ: ИНФА-М, 2002.

13. Брукс Чарльз Дж. Аттестация А+. Техник по обслуживанию ПК. Организация, обслуживание, ремонт и модернизация ПК и ОС / Пер. с англ. Брукс Чарльз Дж. - СПб.: ООО «ДиаСофтЮП», 2002. - 816 с.

14. Норенков И. П., Кузьмик П. К. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS-технологии. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 320 с.

15. Мюллер, Скотт. Модернизация и ремонт ПК / Пер. с англ. - 13-е изд. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2002. - 1184 с.

16. Савельев М. В. Конструкторско-технологическое обеспечение производства ЭВМ: Учеб. пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 2001. - 319 с.

17. Платонов Ю. М., Уткин Ю. Г. Диагностика, ремонт и профилактика персональных компьютеров. - М.: Горячая линия - Телескоп, 2002. - 312 с.

18. Новиков Ю. В., Калашников О. А., Гуляев С. Э. Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC: Практ. пособие / Под общ. ред. Ю. В. Новикова.- М.: ЭКОМ., 1998. - 224 с.

19. Смит Дж. Сопряжение компьютеров с внешними устройствами. - М.: МИР, 2000. - 266 с.

20. Колесниченко О. В., Шишигин И. В. Аппаратные средства РС. - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб.: БХВ - Петербург, 2002. - 1024 с.

21. Савельев А. Я., Овчинников В. А. Конструирование ЭВМ и систем: Учебник для вузов по специальности «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети».-2-е изд., перераб. и доп.- М.: Высшая школа, 1989. - 312 с.

22. Разевиг В. Д. Система схемотехнического моделирования и проектирования печатных плат Design Center (PSpice). - М.: СК Пресс, 1996. -272 с.

19