практика. Содержание практики Общее ознакомление с учреждением, предприятием, организацией
 Скачать 129.85 Kb.
|
Основные направления развития нанотехнологий.Можно выделить три направления, тесно связанные между собой: • изготовление электронных схем (в том числе объемных) с активными элементами, чьи размеры сравнимы с размерами единичных молекул или атомов; • разработка и изготовление наномашин, т.е. механизмов роботов величиной с молекулу, использование которых открывает перед человечеством невиданные перспективы; • непосредственная манипуляция атомами и молекулами и сборка из них всевозможных материалов (как здание собирается из кирпичей). Эта задача в свою очередь распадается на две концепции. Первая –перестройка имеющихся структур (например, перестроив порядок атомов в угле, можно изготовить алмаз). Вторая – сборка большего из меньшего (так, используя молекулы воды и углекислого газа, можно изготовить из них сахар или крахмал, как это делают растения). В электронике ожидается создание сверхбыстродействующих компьютеров не только с обычными архитектурами, но и нейрокомпьютеров, сверхбыстродействующих функциональных устройств с рекордной производительностью. В оптоэлектронике будут синтезированы давно ожидаемые излучатели с перестраиваемым спектром и широкополосные фотоприемники с высокими КПД. Кардинальные изменения произойдут в медицине с реализацией возможностей генной инженерии, созданием эффективных молекулярных диагностических устройств и соответствующих биосинтезаторов. Радикально преобразуется химическая индустрия, предприятия которой превратятся из гигантов в практически персональные синтезаторы. Новые эффекты нанотехнологий связаны не только с уменьшением размеров компонентов систем. Благодаря более малым размерам ученые надеются выйти на новый качественный уровень полупроводниковой электроники и создать совершенно новые поколения процессоров. На мономолекулярном уровне нанотехнологии позволяют получать качественно новые результаты. Например, разбивка сплошного материала на наночастицы увеличивает общую площадь поверхности в миллионы раз. Большая площадь поверхности означает увеличенную реактивную способность. Наноматериалы плавятся, воспламеняются и абсорбируют гораздо легче, чем их сплошные массивные аналоги. Например, массивный брусок золота является химически инертным, а золотое нанокольцо действует как катализатор. Ученые Ростокского Университета (Германия) полагают, что бессвинцовые припои могут плавиться при меньших температурах за счет введения в них определенных наночастиц. Некоторые наноматериалы с уменьшением размеров (менее длины волны видимого света) становятся прозрачными. Благодаря этому эффекту ученые научились передавать свет через такие непрозрачные материалы, как, например, кремний. Другие материалы становятся чрезвычайно прочными. Например, углеродные нанотрубки обладают очень высокой прочностью и гибкостью, поскольку их атомарная структура — это структура алмаза. Наконец, еще одна общая тенденция в технологии СБИС — переход от алюминиевых соединительных линий на кристалле на медные. «Медная» технология позволяет повысить быстродействие СБИС примерно на 10% с одновременным снижением потребляемой мощности. Приведенные выше закономерности определяют общие направления совершенствования технологий СБИС. Для более объективного анализа необходимо принимать во внимание функциональное назначение микросхем. В аспекте архитектуры ВМ и ВС следует отдельно рассмотреть «процессорные» СБИС и СБИС запоминающих устройств. Основные виды средств измерений и их классификация. Средство измерений (СИ) – техническое средство, предна- значенное для измерений, имеющее нормированные метрологи- ческие характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее еди- ницу физической величины, размер которой принимают неиз- менным (в пределах установленной погрешности) в течение из- вестного интервала времени. Данное определение раскрывает суть средства измерений, за- ключающуюся, во-первых, в «умении» хранить (или воспроизво- дить) единицу физической величины; во-вторых, в неизменности размера хранимой единицы. Эти важнейшие факторы и обуслов- ливают возможность выполнения измерения (сопоставление с единицей), т.е. «делают» техническое средство средством изме- рений. Если размер единицы в процессе измерений изменяется более, чем установлено нормами, таким средством нельзя полу- чить результат с требуемой точностью. Это означает, что изме- рять можно лишь тогда, когда техническое средство, предназна- ченное для этой цели, может хранить единицу, достаточно неиз- менную по размеру (во времени). Средства измерений классифицируют в зависимости от назна- чения и метрологических функций. По назначению СИ подразделяются на меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные уста- новки и измерительные системы. Мера– средство измерений, предназначенное для воспроизве- дения и (или) хранения физической величины одного или не- скольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицахи известны с необходимой точностью. Различают меры: однозначные– воспроизводящие физическую величину одного размера (например, ЭДС нормального элемента равна 1,0185 В); многозначные– воспроизводящие физическую величину раз- ных размеров(например,штриховая мера длины); набормер– комплект мер разного размера одной и той же фи- зической величины, предназначенных для практического приме- нения как в отдельности, так и в различных сочетаниях (напри- мер, набор концевых мердлины); магазин мер– набор мер, конструктивно объединенных в еди- ное устройство, в котором имеются приспособления для их со- единения в различных комбинациях (например, магазин электри- ческих сопротивлений). Измерительныйпреобразователь– техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее дляпреобразованияизмеряемойвеличины в другую величину, или измерительный сигнал, удобный для обработки. Это преоб- разование должно выполняться с заданной точностью и обеспе- чивать требуемую функциональную зависимость между выход- ной и входной величинами преобразователя. Измерительный преобразователь или входит в состав какого-либо измерительного прибора (измерительной установки, измерительной системы и или применяется вместе с каким-либо средством измерений. Измерительные преобразователи могут быть классифицированы по различным признакам,например: по характеру преобразования различают следующие виды измерительных преобразователей: электрических величин в элек- трические (шунты, делители напряжения, измерительные транс- форматоры и пр.); магнитных величин в электрические (измери- тельные катушки, феррозонды, преобразователи, основанные на эффектах Холла, Гаусса, сверхпроводимости и т.д.); неэлектриче- ских величин в электрические (термо- и тензопреобразователи, реостатные, индуктивные, емкостные и т.д.); месту визмерительной цепи ифункциям различаютпер- вичные, промежуточные, масштабные и передающие преобра- зователи. Измерительный прибор – средство измерений, предназна- ченное для получения значений измеряемой физической величи- ны в установленном диапазоне. Измерительные приборы подразделяются: по форме регистрации измеряемой величины – на аналого- вые и цифровые; применению – амперметры, вольтметры, частотомеры, фазо- метры, осциллографы и т.д.; назначению – приборы для измерения электрических и не- электрических (магнитных, тепловых, химических и др.) фи- зических величин; действию – интегрирующие и суммирующие; способу инди- кации значений измеряемой величины – показывающие, сигнали- зирующие и регистрирующие; методу преобразования измеряемой величины – непосред- ственной оценки (прямого преобразования) и сравнения; способу применения и по конструкции – щитовые, перенос- ные, стационарные; защищенности от воздействия внешних условий – обыкно- венные, влаго-, газо-, пылезащищенные, герметичные, взрыво- безопасные и др. Технологии сбора, накопления, обработки, передачи и распространения информации. В различных ситуациях приходится контролировать получаемые или распространяемые данные и информацию. С этой целью широко применяются информационные технологии. Различают визуальный и программный контроль, позволяющий отслеживать информацию на полноту ввода, нарушение структуры исходных данных, ошибки кодирования. При обнаружении ошибки производится: ● исправление вводимых данных, корректировка и их повторный ввод; ● запись входной информации в исходные массивы; ● сортировка (если в этом есть необходимость); ● обработка данных; ● контроль и выдача окончательной информации. Важными элементами информационных технологий являются технологии хранения и сохранности информации, данных и знаний. Информационная технология хранения данных, информации и знаний могут выступать как разновидность технологии обработки данных или как самостоятельная информационная технология. Для долговременного хранения информации важным является выбор соответствующего носителя. С первой половины прошлого века надёжными носителями информации считались фотоматериалы, способные в специальных условиях долговременно её сохранять. При этом используется технология микрофильмирования. Микрофильмирование - это совокупность процессов изготовления, хранения и использования носителей микроизображений информации. Микроизображением считается изображение, которое можно прочитать только с помощью оптических средств с увеличением до 40 крат (40x). Микроформа – это или полноразмерная, или уменьшенная в 9–30 раз (масштаб 1:9–1:30) копия оригинала. По виду изображения выделяют негативные или позитивные микроформы. Для хранения больших объёмов электронной информации создаются специальные локальные и распределённые хранилища. Доступ к распределённым хранилищам может осуществляться из любого конца планеты. Информационные хранилища электронной информации – это специальные программно-технические комплексы, в т.ч. специальные сети хранения данных, получившие название Storage Area Network (SAN), а в корпоративных сетях – специализированные Network Attached Storage (NAS-серверы). Они осуществляют совместимость, интеграцию и администрирование серверов общего назначения, а также хранение огромных массивов данных. Термин “информационный поиск” (англ. “information retrieval”) ввёл американский математик К. Муэрс. Он заметил, что поиск проводится для того, чтобы найти нужные данные. Для этого сначала надо сформулировать информационный запрос, а затем с его помощью осуществлять поиск необходимых данных в различных источниках информации. "Информационный поиск" - это выполнение определённых логических и технических операций, необходимых для нахождения информационных материалов (документов, сведений о них, фактов, данных и знаний), наиболее полно отвечающих запросу (релевантность) и информационным потребностям (пертинентность) пользователя. В традиционных технологиях ИПС – это картотеки и каталоги, справочники, указатели, энциклопедии, архивы и другие материалы. Операции передачи данных, информации и знаний представляют процессы их распространения среди пользователей путём применения средств и систем коммуникации. Эти системы позволяют перемещать (т.е. пересылать) различные виды информации от их отправителя (источника) к получателю (приемнику). Электронная информация может распространяться в разных средах (в воздухе и вакууме, воде, различных материалах и др.). Для её распространения используются средства связи. Средства связи - это технические системы передачи (приёма) информации (данных и знаний) на расстояние. Они образуют линию или канал связи, соединяющие оконечные устройства приёма и передачи. Телекоммуникации можно определить как транспортную среду передачи данных. Она создается с помощью средств связи для обеспечения отдельных людей, групп пользователей и организаций необходимой им информацией. В беспроводных системах связи антенной передатчика обеспечивается распространение электромагнитных или иных (например, оптических) волн и сигналов на одном конце линии или канала. Организационная структура сертификации. Системы и схемы сертификации Система сертификации - совокупность участников сертификации, осуществляющих ее по правилам, установленным в этой системе. Любая система сертификации располагает собственными правилами процедуры её проведения. сист, располагающая собств правилами, процедурой и упр-ия для проведения сертификации и соответствия. Систему сертификации в общем виде составляют: центральный орган, который управляет системой, проводит надзор за её деятельностью и может передавать право на проведение сертификации другим органам; правила и порядок проведения сертификации; нормативные документы, на соответствие которым осуществляется сертификация; процедуры (схемы) сертификации; порядок инспекционного контроля. В зависимости от заинтересованности сторон системы сертификации бывают национальными, региональными, международными. Национальная система сертификации создается на национальном уровне. В качестве национального органа по сертификации в Российской Федерации определено в настоящее время Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. Региональная система сертификации создается на уровне ряда стран из любых регионов мира, например, в рамках Европейской экономической комиссии ООН. На региональном уровне функционируют около 100 систем и соглашений по сертификации. Международная система сертификации создается на уровне ряда стран из любых регионов мира правительственной международной организацией. Ведущее место в этой области деятельности принадлежит ISO. Система сертификации ГОСТ Р представляет собой совокупность систем сертификации однородной продукции. Первой российской системой обязательной сертификации стала Система ГОСТ Р. Система сертификации ГОСТ Р - самая крупная в России, она охватывает все виды продукции, которые подлежат сертификации в соответствии с Законом «О защите прав потребителей» и другими законодательными актами, касающимися отдельных видов продукции. Практика показывает, что заявители на добровольную сертификацию также чаще всего обращаются в эту систему. Значимое место, в организационной структуре сертификации занимает институт инспекторов по надзору за государственными стандартами и обеспечением единства измерений. Авторитетность и влиятельность деятельности государственных инспекторов добавляет тот факт, что главным государственным инспектором в области стандартизации, метрологии и сертификации является председатель Госстандарта России. Важным связующим звеном, в обеспечении работы федеральных и региональных служб сертификации, являются территориальные центры стандартизации и метрологии (ЦСМ). Это своего рода административные конгломераты, группируемые по средствам создания советов директоров, при этом не являющиеся юридическими лицами. Неотъемлемой частью организационной структуры сертификации, являются технические комитеты (ТК) занимающиеся разработкой региональных, государственных и международных стандартов. Важным информационным ресурсом по сертификации является такая часть организационной структуры сертификации, как – Федеральный фонд государственных стандартов и общероссийских классификаторов технико-экономической информации, международных и национальных стандартов, правил, норм и рекомендаций по стандартизации, метрологии и сертификации. Совместно с менее крупными, но не менее важными подразделениями организационной структуры сертификации, а именно с региональными базами данных «Каталогизация продукции» и федеральными информационными ресурсами базами и банками данных, эта организация делает работу по сертификации и информацию о ней доступной и открытой, что способствует повышению количества сертифицированной продукции. Наличие данных ресурсов, упрощает и процедуру проверки наличия, у определенного предприятия сертификата соответствия, защищая тем самым права потребителей. Сертификацию продукции на основе имеющихся стандартов и нормативных актов, а также обеспечивают и инспекционный контроль, предусмотренный условиями сертификата соответствия, производят центры обязательной сертификации и испытательные лаборатории по отдельным отраслям производства – органы сертификации (ОС). ОС выполняет следующие функции: сертифицирует продукцию (услуги), выдает сертификат и лицензии на применение знака соответствия; осуществляет инспекционный контроль за сертифицированной продукцией (услугой); приостанавливает либо отменяет действие выданных им сертификатов; представляет заявителю необходимую информацию. ОС несет ответственность за обоснованность и правильность выдачи сертификата соответствия, за соблюдение правил сертификации. Федеральные научно-исследовательские институты и центры стандартизации, метрологии и сертификации являются ключевым звеном в организационной структуре сертификации, производя сертификационные мероприятия, а также разрабатывая инновационные методы выявления соответствия продукции и совершенствуя стандарты. Принципы построения операционных систем. Сопровождение операционных систем. Каждая ОС является сложной и уникальной программной системой. Однако в их основу положены общие принципы перечисленные ниже. Принцип модульности. Предусматривает построение ОС из функционально законченных модулей. Выполнение модулей ОС не должно зависеть от их расположения в памяти. Перед размещением модуля в памяти производится его настройка под фактические адреса. Существенную роль при этом играют способы адресации процессора и алгоритм распределения памяти, реализованный в ОС. Принцип функциональной избирательности. В ОС выделяются наиболее важные и часто используемые модули, которые являются основой системы. Эту часть называют ядром ОС. Модули ядра выполняют такие базовые функции ОС, как управление процессами, памятью, устройствами ввода-вывода, системой прерываний. Модули ядра постоянно находятся в оперативной памяти и называются резидентными. Остальные системные модули хранятся на жестком диске и называются транзитными. Принцип генерируемости. Позволяет настроить ядро и остальные компоненты ОС исходя из конкретной конфигурации ЭВМ и круга решаемых задач. Процедура настройки называется инсталляцией. Принцип функциональной избыточности. Обеспечивает возможность выполнения одной и той же операции различными способами и средствами, что определяет универсальность и гибкость ОС. Принцип независимости программ от внешних устройств. Позволяет осуществлять обмен данными и управление внешними устройствами независимо от их характеристик. Это достигается за счет того, что связь программ с конкретными устройствами производится не на уровне трансляции программы, а в период ее исполнения. Например, программе, выполняющей обработку последовательного набора данных, безразлично, какой носитель будет использоваться для их хранения. Непосредственное управление обменом данных между системой и внешними устройствами выполняют специальные программы, называемые драйверами. Принцип совместимости. ОС должна иметь средства для выполнения прикладных программ, написанных для других ОС. Следует различать совместимость на уровне двоичных кодов и на уровне исходных текстов. Понятие совместимости включает также поддержку пользовательских интерфейсов других ОС. Принцип расширяемости (открытой и наращиваемой ОС). Аппаратные средства компьютера устаревают за несколько лет, а ОС может использоваться десятилетиями (например, ОС UNIX). Поэтому необходимо чтобы в ОС можно было легко внести изменения и дополнения, не нарушая ее целостности. Изменения ОС обычно заключаются в приобретении ею новых свойств, например поддержке новых типов внешних устройств или новых сетевых технологий. Расширяемость достигается за счет модульной структуры ОС. Взаимодействие модулей осуществляется только через функциональный интерфейс. Принцип переносимости (мобильности). Код ОС должен легко переноситься с процессора одного типа на процессор другого типа и с аппаратной платформы одного типа на аппаратную платформу другого типа. Аппаратные платформы различаются не только типом процессора, но и архитектурой всего компьютера. переносимые ОС имеют несколько вариантов реализации для разных платформ, т. е. являются многоплатформенными. Принцип надежности и отказоустойчивости. Система должна быть защищена как от внутренних, так и от внешних ошибок, сбоев и отказов. Ее действия должны быть всегда предсказуемыми, а приложения не должны иметь возможности наносить вред ОС. Важно, включает ли ОС программную поддержку аппаратных средств обеспечения отказоустойчивости, таких как дисковые массивы (RAID) или источники бесперебойного питания. Принцип максимальной производительности. ОС должна обладать настолько хорошим быстродействием и временем реакции, насколько это позволяет аппаратная платформа. На производительность ОС влияет архитектура ОС, многообразие функций, качество программирования кода, аппаратная платформа, на которой работает ОС. Принцип обеспечения безопасности вычислений. Операционная система должна защищать данные и другие ресурсы ВС от несанкционированного доступа, обладать средствами защиты ресурсов одних пользователей от других пользователей. Процесс улучшения, оптимизации и устранения дефектов программного обеспечения после передачи в эксплуатацию называют сопровождением программного обеспечения. Это одна из фаз жизненного цикла программного обеспечения, следующая за фазой передачи его в эксплуатацию. В ходе сопровождения в программу вносятся изменения для исправления обнаруженных в процессе использования дефектов и недоработок, а также для добавления новой функциональности, с целью повысить удобство использования (юзабилити, от англ. usability — дословно «возможность использования», «способность быть использованным», «полезность») и применимость программного обеспечения. Сопровождение необходимо для обеспечения гарантии того, что программный продукт на протяжении всего периода эксплуатации удовлетворяет требованиям пользователей. В общем случае работа по сопровождению проводится для решения следующих задач: устранение сбоев; видоизменение дизайна; расширение функциональных возможностей; создание или дополнение интерфейса взаимодействия с другими системами; приспособленность для возможностей работы на другой или обновленной программной платформе, применение новых системных возможностей функционирования в среде обновленных телекоммуникаций. вывод программного обеспечения из эксплуатации. Сопровождение программного обеспечения определяется как совокупность деятельности, необходимой для обеспечения эконо- мически эффективной поддержки программных систем. Работы по сопровождению подразделяют на предварительные и основные. 1.11 Процесс создания программ. Стандарты языков программирования. Программирование - это процесс создания (разработки) программы, который может быть представлен последовательностью следующих шагов: 1. Спецификация. Один из важнейших этапов, на котором подробно описывается исходная информация, формулируются требования к результату, поведение программы в особых случаях (например, при вводе неверных данных), разрабатываются диалоговые окна, обеспечивающие взаимодействие пользователя и программы. 2. Разработка алгоритма. На данном этапе необходимо определить последовательность действий, которые надо выполнить для получения результата. Если задача может быть решена несколькими способами и, следовательно, возможны различные варианты алгоритма решения, то программист, используя некоторый критерий, например, скорость решения алгоритма, выбирает наиболее подходящее решение. Результатом этапа разработки алгоритма является подробное словесное описание алгоритма или его блок-схема. 3. Кодирование. После того как определены требования к программе и составлен алгоритм решения, алгоритм записывается на выбранном языке программирования. В результате получается исходная программа. 4. Отладка - это процесс поиска и устранения ошибок. Ошибки в программе разделяют на две группы: синтаксические (ошибки в тексте) и алгоритмические. Синтаксические ошибки - наиболее легко устраняемые. Алгоритмические ошибки обнаружить труднее. Этап отладки можно считать законченным, если программа правильно работает на одном-двух наборах входных данных. 5. Тестирование. Данный этап особенно важен, если вы предполагаете, что вашей программой будут пользоваться другие. На этом этапе следует проверить, как ведет себя программа на как можно большем количестве входных наборов данных, в том числе и на заведомо неверных. 6. Создание справочной системы. Если разработчик предполагает, что программой будут пользоваться другие, то он обязательно должен создать справочную систему и обеспечить пользователю удобный доступ к справочной информации во время работы с программой. В современных программах справочная информация представляется в форме СНМ- или HLP-файлов. Помимо справочной информации, доступ к которой осуществляется из программы во время ее работы, в состав справочной системы включают инструкцию по установке (инсталляции) программы, которую оформляют в виде Readme-файла в одном из форматов: TXT, DOC или НТМ. 7. Создание установочного диска. Установочный диск или CD-ROM создаются для того, чтобы пользователь мог самостоятельно, без помощи разработчика, установить программу на свой компьютер. Обычно помимо самой программы на установочном диске находятся файлы справочной информации и инструкция по установке программы (Readme-файл). Язык программи́рования — формальный язык, предназначенный для записи компьютерных программ. Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, определяющих внешний вид программы и действия, которые выполнит исполнитель (обычно — ЭВМ) под её управлением. Со времени создания первых программируемых машин человечество придумало более восьми тысяч языков программирования (включая эзотерические, визуальные и игрушечные). Каждый год их число увеличивается. Некоторыми языками умеет пользоваться только небольшое число их собственных разработчиков, другие становятся известны миллионам людей. Профессиональные программисты могут владеть десятком и более разных языков программирования. Язык программирования предназначен для написания компьютерных программ, которые представляют собой набор правил, позволяющих компьютеру выполнить тот или иной вычислительный процесс, организовать управление различными объектами, и т. п. Язык программирования отличается от естественных языков тем, что предназначен для управления ЭВМ, в то время как естественные языки используются, прежде всего, для общения людей между собой. Большинство языков программирования использует специальные конструкции для определения и манипулирования структурами данных и управления процессом вычислений. Как правило, язык программирования определяется не только через спецификации стандарта языка, формально определяющие его синтаксис и семантику , но и через воплощения (реализации) стандарта — программные средства, обеспечивающих трансляцию или интерпретацию программ на этом языке ; такие программные средства различаются по производителю, марке и варианту (версии), времени выпуска, полноте воплощения стандарта, дополнительным возможностям; могут иметь определённые ошибки или особенности воплощения, влияющие на практику использования языка или даже на его стандарт. |