Основными частями ЭКВМ являются (рис. В.2, а): клавишное устройство и переключатели, с помощью которых в устройстве ввода данных формируются команды для оперативного запоминающего устройства, арифметико-логического устройства, постоянного (внутреннего или сменного внешнего) запоминающего устройства ЗУ и устройства управления. Из устройства управления через устройство вывода данных проходят команды формирования цифр и знаков (в программируемых ЭКВМ) на экран комбинированного монодисплея и (при необходимости) команды блокиоовки в устройства ввода данных. Генератор опорных частот формирует тактовые сигналы, используемые в работе частей ЭКВМ. Источник питания обычно выполняется в виде универсального устройства, позволяющего работать от гальванических элементов, аккумуляторов и стабилизированного сетевого блока питания (Adaptor).

Так как в современных ЭКВМ используется алгебраическая логика (данные вводятся так же, как записываются числовые значения в формулу), то для выполнения многих расчетов достаточно знать назначение и расположение клавиш и правила их использования. В настоящее время стандартизовано расположение только цифровых клавиш и клавиши плавающей запятой (запятой, которая может быть введена между любыми разрядами числа). Расположение остальных клавиш в ЭКВМ даже одной и той же страны или фирмы может быть разным. Поэтому на панели ЭКВМ можно выделить только области расположения клавиш и вспомогательных переключателей (рис. В.2, б).

По назначению и наиболее распространенным обозначениям клавиши ЭКВМ можно сгруппировать следующим образом (рис. В.З); для ввода числа и показателя степени 1,

6, работы с памятью 7, 10, выполнения арифметических расчетов и вычисления алгебраических функций 11 ... 13, вычисления логарифмических и комбинаторных функций 14, 15, тригонометрических и гиперболических функций 16, 17, статистических функций 18, перепо-

Опертивте зтвмина/ощее ffompauamffo

i/ompouomffa

Арифмвтино-

логичесное

i/empaucmSo

Генератор опорной частоты

/1остоянное Ъааамимающее устройство

Устройство улрав/гения

ycmpaacmSo ввоа данаб/х

Нлаёишаае устройство и переключатели

Ноточнин аитамия

НоМ1?инировантш монаисплей

Панель расположения доаолнительнй/х фун/аиональм/х нлавс/шей

Ланем рас/;оУ7в ения ttuippoSdU клавишей

дона

раоположения

всломоаательнь/х

переключателей

Паиелд

раааолом-етл основных функааоналбных в ктанйаь/х клавишей

Рис. В.2. Функциональная схема ЭКВМ (а) и расположение ее элементов вя на управления на лицевой панели (б)

да значений единиц измерения 19 и ввода специальных функций 20.

В некоторых ЭКВМ при расчетах тригонометрических функций имеется возможность ввода данных в радианах, десятичных градусах, градусах, минутах и секундах и гонах g (g = 1,57 . 10-2 рад 0,01 прямого угла) и их перевода друг в друга, что создает большие удобства (например: 1 рад = 57,3° = 57°18 = = 63,7 гон), а также возможность выполнения вычислений с простыми дробями (символы а*/с или просто /). Использование префиксных клавишей (клавишей совмещения функций F и Р) позволяет использовать клавиши ввода данных дважды или трижды, что существенно уменьшает площадь панели и габариты ЭКВМ в целом.

При прочих равных условиях для пользователя ЭКВМ наиболее важными являются показатели ее экономичности и возможности вычислений. Экономичность зависит от типа микросхемы и параметров индикатора монодисплея. Самые экономичные индикаторы выполняются на жидких кристаллах (с ними ЭКВМ потребляет 0,4 ... 0,6 мВт, цифры темного цвета на песочном фоне), менее экономичны индикаторы на све-тоизлучающих диодах с красным свечением (потребление ЭКВМ 0,2 ... ... 0,4 Вт) и люминесцентные с зеленым или сине-зеленым свечением (0,25 ... 0,6 Вт). Программируемые ЭКВМ с внутренним или внешним ЗУ потребляют 0,7 ... 1,5 Вт.

Возможности вычислений определяются количеством разрядов числа (мантиссы) и показателя степени (экспоненты), быстродействием, количеством вычисляемых функций и числом ЗУ. Наиболее распространены ЭКВМ с 8-разрядным индикатором, который иногда может использоваться для индикации 5-разрядной мантиссы и 2-разрядной экспоненты. 10-разрядный индикатор мантиссы с 2-разрядной экспонентой, как правило дает излишнюю точность. Наиболее приемлем для инженерных расчетов индикатор с 8-разрядной мантиссой и 2-разрядной экспонентой. Точность вычислений гарантируется не ниже последнего или предпоследнего знака мантиссы. Существуют ЭКВМ, в которых при 8-разрядноГ1

8 9 J

2 \ E Efi ENT ENTER

I dp \mL F ДВ

4 [AVlfHlfV

5 EE EEX EXP ВП

бШШ ШШ ШШ ШШ

\CLx

cue) EM Mc CLP em

ZAP /7+ Л- M M*

SIS-

M->x

m/cn

s**g x/g R RV <

11 + - -- X =

I I I I I I fP]

IVrl \y\ I / I Г?

/Л; ARC 13

Igs log loj fO

Orrr

sin

arc из

arc ton

Ъу Zy- SSy

Say SBxi/

>PBL

*REC

С RAH 16

\llMS V.ns a-d R-m \l!-*R

tan

°F**°C \ft**m in**a ><i;j pM \lltii**]

P n+x Ipl Д 20

Рнс. В.З. Наиболее распространенные символы обозначения операции: / - расположение цифровых клавиш в варианты обозначения плавающей запятой; 2 - окончание набора числа; 3 -последовательное стирание последнего неправильно набранного знака и стирание только одного последнего знака (f-ьДВ); 4 - смена знака; 5 - ввод показателя степени 10 (ввод порядка); б - скобки; 7 - полный сброс С (входные, выходные регистры и память); сброс входа X (дисплея), сброс регистров ввода - вывода CL (С), очистка всех регистров памяти или регистров с номером л; S - ввод данных в постоянное ЗУ (при этом возможно выполнение действий сложения, вычитания, деления и умножения) либо ввод в постоянное ЗУ с номером п; 9 - вывод данных из постоянного ЗУ на дисплей, вывод данных с последующей очисткой постоянного ЗУ ( М/СЛ1); 10 - обмен данных между дисплеем и постоянным ЗУ, с регистром постоянного ЗУ какого-либо номера (нажать RI я цифровую клавишу) обмен данных операнда и оператора {RV); -знаки сложения, вычитания, деления, умножения и равенства (итога); /2 - алгебраические функции возведения в степень извлечения корня, знак получения обратной величины (инверсии); /J -символы инверсии (в ряде ЭКВЛ\ символ ARC используется как аналог 1/х); /4 - символы логарифмирования и потенцирования; 15 - факториалы, сочетания и перестановки; 16 - перевод углов, записанных в градусах, минутах, секундах {DMS), в радианах {RAD), в гоны {CRA CRAD, ая) в десятичные градусы (DEG) и обратно; /7 - обозначение прямых (sin. . . .) и обратных (sin-.....

arcsin) тригонометрических, гиперболических (hyp) и обратных гиперболических (archyp) функций; /в-символы выполнения статистических расчетов (при одной и двух переменных), определения количества параметров (п), линейной регрессии (LR, L.R.), постоянных регрессии (а, Ь), коэффициента корреляции гху и коэффициента вариации V; 19 ~ перевод полярных координат в декартовы и наоборот, обратный перевод {CONV), перевод англо-аме-

риканских единиц измерения в метрическую систему и обратно; 20 - символы совме. щенной функции (f), снятия режима совмещенной функции (CF), второй совмещенной функции (Р) вычисления выражений вида А+ВяУа+В и погрешностей (Д)

мантиссе внутренние расчеты ведутся с 16-разрядными числами, что повышает точность вычислений.

Быстродействие современных непрограммируемых ЭКВМ с индикаторами на жидких кристаллах составляет 2 ... 4 с, со светодиодными и люминесцентными индикаторами - 0,1 ... 0,5 с. В программируемых ЭКВМ быстродействие составляет 1 ... ... 5 с в зависимости от сложности программы вычислений. Количество вычисляемых научных функций обычно 20 ... 40, количество ЗУ (регистров памяти) - 5 ... 30. Для программируемых ЭКВМ дополнительными характеристиками являются: число шагов программы (обычно в пределах 49 ... 224), количество ЗУ (8 ... 30), число подпрограмм (до 10), число переходов вида х < у, х > у; X ф у; X = у; X < О, х > 0; х > 0; X ф 0; д; =: О и возможность использования внешних магнитных карт. Масса ЭКВМ с индикаторами на жидких кристаллах составляет 60 ... 80 г, на светодиодных и люминесцентных индикаторах - 125 ... 250 г и программируемых - 400 ... 1500 г.

Таким образом, зная расчетные задачи, можно по приведенным рекомендациям выбрать подходящий

Рис. В.4. Отечественные ЭКВМ для инженерных расчетов: БЗ-18Л (а), C3-I5 (б) и программируемая БЗ-21 (в)

Таблица В.2

Основные параметры отечественных ЭКВМ для инженерных и научных расчетов (рис. В.4)

тип ЭКВМ. Для большинства обычных инженерных расчетов достаточны ЭКВМ с внутренними программа-

Введение

ми вычисления логарифмических и тригонометрических функций (БЗ-18А, БЗ-18М, БЗ-19М, СЗ-15), при необходимости частых вычислений гиперболических, комбинаторных и статистических функций следует использовать ЭКВМ, имеющую такие программы, или программируемую ЭКВМ. При работах по частным программам и при вычислении нестандартных функций лучше применять ЭКВМ с программированием (БЗ-21) (табл. В.2).

Так как соотношения стоимости ЭКВМ для инженерных расчетов с программированием (во внутреннее ЗУ или на внешнюю магнитную сменную карту) примерно равно 1.1, 5...2.2,5...3, то нет смысла использовать более сложную ЭКВМ, чем это нужно для расчетов.

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ КОНСТРУКЦИЮ РЭА

1. КЛАССИФИКАЦИЯ РЭА*

1.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ [2]

Термин радиоэлектронная аппаратура (РЭА) появился в 1963 г. для общего описания изделий радиотехники (приемников, передатчиков), вычислительной техники (ЭВМ и устройств для обработки данных), промышленной электроники (устройства управления технологическими процессами, приборы для воздействия на материалы и детали) и т. п. В настоящее время различают радиоэлектронные системы (радиосвязя, радиолокации и навигации, управления и т. п.) и радиоэлектронные устройства (радиоприемные, радиопередающие и т. п.). В литературе по конструированию термин РЭА относят к широкому классу изделий, в которых используют преимущественно электромагнитные сигналы для передачи, приема и преобразования информации.

Основной физический механизм работы РЭА - многократное преобразование природы сигналов. Например, в простейшем радиоприемнике (рис. 1.1, а) входной сигнал, зашифрованный в свойствах электромагнитного поля /, преобразуется иа выходе аитеины в сигнал высокой частоты 2. Аналогичные эффекты происходят в детекторе Д и громкоговорителе Гр. По первому впечатлению таких преобразований не происходит в усилителях высокой и низкой частоты (природа входных 2 и 3 и выходных 2 и 3 сигналов одинакова). Однако рассмотрение упрощенной схемы усилителя низкой частоты (рис. 1.1, б) показывает, что он является сложным преобразова-

* Составитель Р. Г. Варламов.

телем, включающим в себя нить накала нн (преобразователь электрической энергии в тепловую), катод к (преобразователь тепловой энергии в энергию электронного газа), промежуток сетка-катод с - к (преобразователь энергии входного управляющего сигнала Wbx в энергию электрического поля) и т. д.

При работе резисторов происходит преобразование электрической энергии в тепловую. При работе конденсаторов и катушек индуктивности требуется не только наличие соответствующим образом выполненных проводников, но определенного пространства (емкость или индуктивность [1] - способность проводников с током и окружающего их пространства накапливать энергию электрического или магнитного поля). Таким образом, все схемотехнические элементы, устройства и системы - преобразователи, требующие при работе дополнительного объема пространства для поглощения или накопления тепловой, акустической, световой, электромагнитной и т. п. энергии. Поэтому решение конструкторско-компоновочных задач требует обязательного учета как природы эффектов преобразования, так и дополнительных объемов для их нормального протекания. Необходимая степень учета этих факторов зависит от конструктивных особенностей РЭА.

Таким образом, конструкцию РЭА следует рассматривать в виде определенным образом упорядоченной статической комбинации (структуры) исходных свойств (материалов, элементов) и их взаимосвязей, обеспечивающих заданное динамическое преобразование физической природы