Схемотехника ЭВМ

В методических указаниях представлены требования к оформлению и содержанию курсовых проектов в соответствии с Государственными стандартами и стандартом предприятия СТП УГТУ-УПИ 1-96 "Общие требования и правила оформления дипломных и курсовых проектов (работ)", введенным в УГТУ 1 марта 1996 года.

Курсовой проект является учебным документом, выполняемым в процессе изучения соответствующей дисциплины, и содержит пояснительную записку к курсовому проекту и обязательный графический материал, представляемый к защите.

Методические указания содержат основные вопросы организации проектирования и защиты проекта, а также вопросы, связанные с оформлением пояснительной записки, её содержанием, правилами оформления, объемом и структурой. Приведены примеры разработки некоторых устройств ЭВМ.

1. СОДЕРЖАНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

Курсовой проект по дисциплине «Схемотехника ЭВМ» должен соответствовать специальности и содержать решение вопросов создания или исследования блоков или устройств, входящих в состав ЭВМ, комплексов или сетей ЭВМ, разработанных студентом в соответствии с поставленной задачей, а также обоснование необходимости разработки и принятых при этом инженерных и программных решений.

Тема курсового проекта должна быть актуальной, т.е. выдвигаться потребностями и логикой развития вычислительной техники, ее применения в различных областях. Актуальность работы должна быть обоснована в пояснительной записке. Название проекта должно четко отражать его содержание, быть кратким. Темы курсовых проектов предлагаются студентам преподавателями и сотрудниками кафедры. Студенту предоставляется право выбора темы. Студент может предложить свою тему, обосновав целесообразность ее разработки.

Допускается проектирование по комплексной тематике, когда несколько студентов разрабатывают смежные темы, объединенные одной проблемой. При этом задания выдаются каждому студенту индивидуально, пояснительные записки должны быть также индивидуальными. Защита таких проектов проводится на одном заседании комиссии, принимающей проекты.

2. ВОПРОСЫ ОРГАНИЗАЦИИ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

2.1 Оформление задания

Работа над курсовым проектом включает время изучения лекционного материала и литературных источников по теме курсового проектирования. Как и всякое проектирование, эта работа регламентируется стандартами ЕСКД и ЕСПД и включает в себя следующие стадии: техническое задание, эскизный проект, технический проект, рабочий проект и внедрение. Первая стадия выполняется во время знакомства с постановкой задачи, изучения специальной литературы, выявления особенностей и путей решения поставленной задачи, сроков ее выполнения.

Результатом должен стать текст технического предложения на проект (3-5 стр. машинописного текста – согласовывается с руководителем во время консультаций) с указанием формулировки выбранной темы, требований к её реализации и условий проверки правильности выполнения.

В разделе “Исходные данные” задания на курсовой проект определяется та информация, которая задается в начале проектирования, в том числе ограничения на техническую базу, на условия и размеры задачи, форматы входных и выходных документов и др. Эти сведения оговариваются с руководителем во время подготовки задания на курсовое проектирование.

Раздел “Содержание пояснительной записки” включает перечень основных вопросов, которые должны быть рассмотрены в записке. Календарный план определяет сроки выполнения работ и оформления пояснительной записки.

Утвержденный бланк задания с пояснительной запиской к курсовому проекту представляется в комиссию по защите проектов, а после защиты вместе с пояснительной запиской хранится в делах кафедры.

2.2 Руководство курсовым проектированием

Каждому студенту распоряжением по кафедре назначается руководитель.

Основные обязанности руководителя состоят в следующем:

· выдача задания на проектирование;

· проведение консультаций;

· контроль за ходом выполнения курсового проектирования в соответствии с календарным планом;

· проверка готовности проекта к защите;

Руководитель не несет ответственности за ошибки в расчетах, в стиле изложения и грамотности пояснительной записки, за качество оформления записки.

2.3 Завершение проектирования

Полностью законченный проект проверяется студентом и подписывается на титульном листе. Руководитель делает в бланке задания на курсовое проектирование или на титульном листе запись о допуске работы к защите.

Оформленная пояснительная записка с графическими материалами накануне защиты (или раньше) передается на проверку руководителю проектирования.

Студент готовит выступление о содержании проекта на 5 -10 мин, в котором отмечается актуальность работы, место работы в ряду предшествующих работ, формулировка основных задач и их решений, предполагаемое использование полученных результатов.

3. ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

Объем пояснительной записки определяется из того, что в нее должны входить:

· титульный лист (1 стр.);

· задание на проектирование (стандартный бланк);

· содержание (1 стр.);

· перечень условных обозначений (расшифровка необщепринятых аббревиатур), символов, единиц и терминов (1 стр.);

· введение с постановкой задачи (1-3 стр.);

· основная часть (10-15 стр.);

· заключение с формулировкой результатов (1 стр.);

· приложения (3-5 стр.);

· библиографический список.

Основная часть должна в себя включать:

· обзор состояния вопроса;

· обоснование необходимости разработки и принятых решений;

· привязка разрабатываемого устройства или системы к более общей системе, частью которой она является;

· описание разработанных схем (структурной, функциональной, принципиальной), анализа работы схем, временных диаграмм, расчетов;

·  результаты апробации работы спроектированного устройства ;

Рекомендуемый объем записки составляет 20-30 стр. машинописного текста, выполненного через 1,5 интервала. В крайнем случае допускается рукописное выполнение пояснительной записки. В этом случае ее объем составляет 30-40 стр.

Титульный лист выполняется на стандартных бланках УГТУ-УПИ. Пример заполнения титульного листа приведен в приложении 1.

Пояснительной записке присваивается шифр, который записывается на титульном листе под надписью “Пояснительная записка”. Вид шифра показан ниже. Учебная специальность имеет номер 230101. Код классификационной характеристики присваивают по классификатору ЕСКД или отраслевым классификаторам. Если тема не имеет кода, то на месте кода в обозначении записывается четыре нуля.

Пояснительная записка выполняется на листах белой бумаги формата А4 (210 х 297 мм) машинописным способом через 1,5 интервала с одной стороны листа. В исключительных случаях допускается выполнение записки рукописным образом тушью или пастой (чернилами) одного цвета: черного, синего или фиолетового.

Листы оформляются без выполнения рамок с оставлением полей: левое — не менее 20 мм, правое, верхнее и нижнее — не менее 10 мм. Номера страниц проставляются в правом верхнем углу листа.

Текст основной части пояснительной записки разделяется на разделы, подразделы, пункты. Разделы должны иметь порядковую нумерацию в пределах основной части, подразделы - в пределах раздела и т.д. В конце номеров разделов и подразделов ставят точку. Например, 3.2.3.

Перечисления в тексте именуются строчными буквами.

Заголовки разделов записываются симметрично тексту прописными буквами. Заголовки подразделов записываются с абзаца строчными буквами. Точку в конце заголовка не ставят. Перенос слов в заголовках и подчеркивание заголовков не допускается.

Структурные части начинаются с нового листа, которые не нумеруются. Заголовки пишутся прописными буквами: СОДЕРЖАНИЕ, ВВЕДЕНИЕ, СТРУКТУРНАЯ СХЕМА, ….БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК, ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Текст пояснительной записки должен быть кратким, четким и не допускать различных толкований.

Ссылки на формулы в тексте дают в виде, например, "...в формуле (4.1)", что означает ссылку на первую формулу четвертого раздела.

В тексте числа с размерностью следует писать цифрами, без размерности — словами, например: "стоимость 30 тыс. рублей", "проверка проводится три раза".

Иллюстрации выполняются на отдельных листах пояснительной записки или на листах чертежной или миллиметровой бумаги формата А4 карандашом или черной, синей, фиолетовой пастой. Каждая иллюстрация в пояснительной записке помещается после первой же ссылки на неё. В приложение выносятся только те рисунки и таблицы, которые не используются в основной части непосредственно при изложении материала. Иллюстрации обозначаются словом "Рис.", нумеруются в пределах раздела арабскими цифрами и снабжаются подрисуночными надписями.

Рисунки располагаются таким образом, чтобы их можно было рассматривать без поворота записки. Если это невозможно, то расположить так, чтобы для рассмотрения документ можно было повернуть по часовой стрелке.

Таблицы именуются в пределах раздела, например, табл.3.1.

Приложения оформляются как часть пояснительной записки. Каждое приложение начинается с нового листа. При ссылке на приложение пишут слово “ПРИЛОЖЕНИЕ” полностью и указывают номер приложения, например, “ПРИЛОЖЕНИЕ 3”. Нумерация всех листов записки с приложениями должна быть сквозная.

4. ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ

К графическим документам курсовых проектов относятся чертежи, схемы, таблицы, диаграммы, графики, выполненные как демонстрационные плакаты.

Допускается выполнение всех графических работ с помощью ЭВМ. Рисунки на чертежной или миллиметровой бумаге, фотографии и документы, полученные на ЭВМ, допускается наклеивать на листы ватмана.

Количество и состав графических документов определяется заданием на курсовой проект. Графические материалы, выносимые на листы, должны являться выборкой из графических материалов пояснительной записки. Минимальное количество листов графических работ формата А1 — два.

Графические документы выполняются карандашом или черной тушью на листах ватмана формата А1. Возможно выполнение чертежей с

применением ЭВМ. Допускается использовать формат А2.

Листы нумеруются. Номер помещается в верхнем левом углу листа. Допускается выполнять номера на отдельных листах бумаги, которые прикрепляются во время защиты на листы иллюстрационного материала.

Каждый лист должен иметь заголовок. Заголовок выполняется в верхней части листа.

4.1 Чертежи

Чертежи курсовых проектов выполняются по ГОСТ 2.302-68.

На чертежах общих видов и сборочных чертежах допускается помещать кинематические и другие схемы, таблицы технических параметров, технические указания.

Надписи на чертежах выполняются шрифтами по ГОСТ 2.304-81, а таблицы наносят согласно ГОСТ 2.316-68. Пример выполнения основной надписи приведен в прил. 2.

4.2 Схемы

Схемы выполняются в соответствии с требованиями
ГОСТ 2.701-84.

В зависимости от видов элементов и связей схемы подразделяются на виды, каждый из которых обозначается буквой, как показано в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Виды схемы	Обозначение
Электрическая	Э
Гидравлическая	Г
Пневматическая	П
Кинематическая	К
Вакуумная	В
Энергетическая	Р

Схемы в зависимости от основного назначения подразделяются на типы. Типы схем обозначаются цифрами (см. табл. 4.2).

Определения типов схем приведены в прил. 3. Общие требования к оформлению схем приведены в прил. 4. Условные обозначения на схемах приведены в прил. 5.

Таблица 4.2

Тип схемы	Обозначение
Структурная	1
Функциональная	2
Принципиальная	3
Соединения	4
Подключения	5
Общая	6
Расположения	7
Объединенная	0

4.3 Таблицы, графики, диаграммы

Таблицы, графики, диаграммы и т.п., предназначенные в качестве наглядных пособий, могут быть оформлены в цвете, причем элементы одного назначения выполняют одним и тем же цветом. При необходимости на поле листа дают пояснения условных цветов обозначения. Если таблиц больше одной, то их нумеруют арабскими цифрами. Номер помещают в правом верхнем углу над таблицей.

Таблица может иметь заголовок, помещаемый над таблицей.

Тексты (слова и цифры) выполняют чертежным шрифтом по
ГОСТ 2.304-81.

В качестве наглядных пособий могут быть изготовлены модели, макеты, демонстрационные компьютерные программы.

4.4 Правила выполнения основных надписей

На каждом листе графических документов выполняют основную надпись, которую располагают в правом нижнем углу листа вдоль длинной его стороны.

Форма, содержание, расположение и размеры граф основных надписей должны соответствовать ГОСТ 2.104-68. Пример надписи для чертежа приведен в прил. 2.

5. ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ

Описание программных продуктов должно содержать следующие разделы: общие сведения по программе, руководство пользователя программой и тексты программы.

Общие сведения включают в себя:

· название и обозначение программы;

· язык программирования или программную систему, в которой решается задача;

· описание логической структуры программы и ее связь с другими программами;

· описание информационной структуры программы;

· требования к техническим средствам, необходимым для функционирования программы;

· входные и выходные данные программы;

· способы вызова программы.

Руководство пользователя (или руководство оператора) должно содержать:

· сведения о назначении программы, достаточные для понимания функций программы и ее эксплуатации;

· условия, при которых программа может быть выполнена;

· порядок выполнения и последовательность действий пользователя, обеспечивающих загрузку, запуск, выполнение и завершение программы с указанием возможных вариантов команд и функциональных клавиш;

· сообщения о ходе выполнения программы, а также его действия в случае сбоев, и возможности повторного запуска программы.

Тексты программ рекомендуется не включать в основной текст пояснительной записки, а приводить в приложениях.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО “УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ-УПИ”

Кафедра автоматики и информационных технологий

Оценка__________

Члены комиссии

БУФЕРНЫЙ РЕГИСТР ТИПА «ОЧЕРЕДЬ»

Пояснительная записка

Курсовой проект

230101 0000 26 ПЗ

Руководитель:

К.М. Антонов

доц., канд. техн. наук

Студент:

И.С. Фролов

Р-33032

2006

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Примеры заполнения основных надписей

Рис. П.2.1. Основная надпись для первых листов чертежей и схем

Рис. П.2.2. Основная надпись для перечня элементов

Рис. П.2.3. Основная надпись для чертежей (схем) и текстовых
конструкторских документов (последующие листы)

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ТИПЫ СХЕМ И ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Структурная схема — схема, определяющая основные функциональные части изделия. Структурная схема разрабатывается для схем других типов и используется для общего ознакомления с изделием.

Функциональная схема — схема, разъясняющая определенные процессы, протекающие в отдельных цепях установки или в установке в целом.

Принципиальная схема — схема, определяющая полный состав элементов и связей между ними и дающая представление о принципах работы устройства.

Схема соединений (монтажная) — схема, показывающая соединения составляющих частей установки и определяющая провода, жгуты проводов, кабелей или трубопроводы, которыми осуществляются соединения.

Схема подключения — схема, показывающая внешнее подключение установки к внешним цепям при ее эксплуатации.

Общая схема — схема, определяющая составные части комплекса и соединения их между собой на месте эксплуатации.

Схема расположения — схема, определяющая относительное расположение составных частей устройства, а при необходимости также расположение проводов, жгутов, кабелей, трубопроводов и т.п.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ СХЕМ

Схема — это графический конструкторский документ, на котором показаны в виде условных изображений или обозначений составные части изделия и связи между ними. Схемы выполняют без соблюдения масштаба и действительного пространственного расположения составных частей изделия. Необходимое количество типов схем, разрабатываемых на проектируемое изделие, а также количество схем каждого типа определяется разработчиком в зависимости от особенностей изделия. На схемах, как правило, используют стандартные условные графические обозначения. Если необходимо использовать нестандартизованные обозначения некоторых элементов, то на схеме делают соответствующие пояснения. Следует добиваться наименьшего числа изломов и пересечений линий связи, сохраняя между параллельными линиями расстояние не менее 3мм. На схемах допускается помещать различные технические данные, характеризующие схему в целом и отдельные ее элементы. Эти сведения помещают либо около графических обозначений, либо на свободном поле схемы, как правило, над основной надписью.

Графические обозначения. Электрические элементы и устройства на схеме изображают в виде условных графических обозначений, установленных стандартами ЕСКД или построенных на их основе. При необходимости применяют нестандартизованные условные графические обозначения. Стандартизованные или строящиеся на основе стандартизованных графические обозначения на схемах не поясняют; нестандартизованные обозначения должны быть пояснены на свободном поле схемы.

Размеры условных графических обозначений выбирают из следующих соображений. Стандартные условные графические обозначения элементов выполняют по размерам, указанным в соответствующих стандартах. Если размеры стандартом не установлены, то графические обозначения на схеме должны иметь такие же размеры, как их изображения в стандартах. При выполнении иллюстративных схем на больших форматах можно все условные графические обозначения пропорционально увеличить по сравнению с приведенными в стандартах.

Линии связи. На схемах всех видов линии связи должны состоять из горизонтальных или вертикальных отрезков и иметь минимальное количество изломов и взаимных пересечений. В отдельных случаях допускается применять наклонные отрезки линии связи, длину которых следует по возможности ограничивать. При использовании групповых линий должны выполняться следующие требования. Каждая сливаемая линия в месте слияния должна быть помечена условным порядковым номером (рис.П.4.1,а), допускается помечать линии буквами или сочетанием букв и цифр.

Сливаемые линии не должны иметь разветвлений, т.е. каждый условный номер должен встречаться на линии групповой связи два раза. При наличии разветвлений их количество указывают после порядкового номера линии через дробную черту.

Для уменьшения количества параллельных сонаправленных линий большой протяженности рекомендуется изображать их в однолинейном представлении. При этом следует сохранять порядок следования линий в группе (рис. П.4.1,б). Если это невозможно или нецелесообразно, то на линии наносят соответствующие метки (рис. П.4.1,в).

а	б	в

Рис. П.4.1

Линии, соединяющие графические обозначения на схемах, показывают, как правило, полностью. Допускается обрывать линии связи, если они затрудняют чтение схемы. Обрывы линий заканчивают стрелками. Около стрелок указывают места обозначения прерванных линий, например подключения, или необходимые характеристики цепи (полярность, потенциал и т.д.).

При необходимости на схеме помещают текстовую информацию. Содержание текста должно быть кратким и точным. В надписях не должны применяться сокращения слов, за исключением общепринятых или установленных в стандартах (рис. П.4.2).

а	б

Рис. П.4.2

Структурная схема отображает принцип работы изделия в самом общем виде. На схеме изображают все основные функциональные части изделия (элементы, устройства, функциональные группы), а также основные взаимосвязи между ними. Действительное расположение составных частей изделия не учитывают и способ связи (проводная, индуктивная, количество проводов и т.д.) не раскрывают. Построение схемы должно давать наглядное представление о последовательности взаимодействия функциональных частей в изделии (рис. П.4.3, П.4.4).

Направление хода процессов, происходящих в изделии, обозначают стрелками на линиях взаимосвязи.

Рис. П.4.3

Рис. П.4.4

Функциональная схема. Для сложного изделия разрабатывают несколько функциональных схем, поясняющих происходящие процессы при различных предусмотренных режимах работы. Количество функциональных схем, разрабатываемых на изделие, степень их детализации и объем помещаемых сведений определяются разработчиком с учетом особенностей изделия.

Функциональные части и связи между ними изображают в виде условных графических обозначений, установленных в стандартах ЕСКД (рис.П.4.5). Отдельные функциональные части на схеме допускается изображать в виде прямоугольников. В этом случае части схемы с поэлементной детализацией изображают по правилам выполнения принципиальных схем, а при укрупненном изображении функциональных частей — по правилам структурных схем (рис. П.4.6).

Рис. П.4.5

Рис. П.4.6

Принципиальная схема. Принципиальная схема является наиболее полной электрической схемой изделия, на которой изображают все элементы и устройства, необходимые для осуществления и контроля в изделии заданных электрических процессов, все связи между ними, а также элементы подключения (разъемы, зажимы), которыми заканчиваются входные и выходные цепи.

Электрические элементы на принципиальной схеме изображают условными графическими обозначениями, начертание и размеры которых установлены в стандартах ЕСКД.

Схемы выполняют для изделий, находящихся в отключенном положении. В технически обоснованных случаях допускается отдельные элементы схемы изображать в выбранном рабочем положении с указанием на поле режима, для которого изображены эти элементы.

Позиционные обозначения элементов. Всем изображенным на схеме элементам и устройствам присваиваются условные буквенно-цифровые позиционные обозначения (рис. П.4.7).

Рис. П.4.7

Позиционное обозначение проставляют на схеме рядом с условными графическими обозначениями элементов и устройств с правой стороны или над ними.

Перечень элементов. Данные об элементах и устройствах, изображенных на схеме изделия, записывают в перечень элементов. Допускается все сведения об элементах помещать рядом с их изображением на свободном поле схемы. Связь между условными графическими обозначениями и перечнем элементов осуществляется через позиционные обозначения. Перечень помещают на первом листе схемы или выполняют в виде самостоятельного документа на листе формата А4 с основной надписью для текстовых документов по форме 2 ГОСТ 2.104-68. Перечень элементов оформляют в виде таблицы и заполняют сверху вниз (табл. П.4.1). Элементы в перечень записывают в алфавитном порядке буквенных позиционных обозначений. В пределах каждой группы, имеющей одинаковые буквенные позиционные обозначения, элементы располагают по возрастанию порядковых номеров. Элементы одного типа с одинаковыми параметрами допускается записывать в перечень в одну строку.

Таблица П.4.1