हार्डवेयर आर्किटेक्चर



अभियान्त्रिकी में, हार्डवेयर शिल्प विद्या प्रणाली के भौतिक घटकों और उनके अंतर्संबंधों की पहचान को संदर्भित करता है। यह विवरण, जिसे प्रायः हार्डवेयर अभिकल्पना प्रतिरूप कहा जाता है, हार्डवेयर अभिकल्पकों को यह समझने की अनुमति देता है कि उनके घटक प्रणाली शिल्प विद्या में कैसे उपयुक्त होते हैं और सॉफ़्टवेयर घटक अभिकल्पकों को सॉफ़्टवेयर विकास और एकीकरण के लिए आवश्यक महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करते हैं। हार्डवेयर शिल्प विद्या की स्पष्ट परिभाषा विभिन्न पारंपरिक अभियान्त्रिकी विषयों (जैसे, विद्युत और यांत्रिक अभियान्त्रिकी) को नई यंत्रों, उपकरणों और घटकों के विकास और निर्माण के लिए अधिक प्रभावी ढंग से एक साथ काम करने की अनुमति देती है। हार्डवेयर भी एक अभिव्यक्ति है जिसका उपयोग कंप्यूटर अभियान्त्रिकी उद्योग के भीतर (इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर) हार्डवेयर को उस पर चलने वाले सॉफ़्टवेयर से स्पष्ट रूप से अलग करने के लिए किया जाता है। लेकिन स्वचालन और सॉफ्टवेयर अभियान्त्रिकी विषयों के भीतर हार्डवेयर को केवल किसी प्रकार का कंप्यूटर नहीं होना चाहिए। एक आधुनिक स्वचालित वाहन अपोलो अंतरिक्ष यान की तुलना में कहीं अधिक सॉफ्टवेयर चलाता है। इसके अतिरिक्त, आधुनिक विमान पूरे विमान में सन्निहित और वितरित किए गए लाखों कंप्यूटर निर्देशों को चलाए बिना काम नहीं कर सकता है और दोनों मानक कंप्यूटर हार्डवेयर और IC तारकृत तर्क द्वार, समधर्मी और संकर उपकरण, और अन्य अंकीय घटकों जैसे विशेष हार्डवर्ड घटकों में रहते हैं। कंप्यूटर, निजी संगणकीय सहायक (PDA), सेल फोन, शल्यक यंत्रीकरण, सैटेलाइट और सबमरीन सहित अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए अलग-अलग भौतिक घटकों को जटिल प्रणाली बनाने के लिए प्रभावी रूप से प्रतिरूप बनाने की आवश्यकता है।

हार्डवेयर शिल्प विद्या एक इंजीनियर (या इंजीनियर होने के लिए) इलेक्ट्रॉनिक या इलेक्ट्रोयांत्रिक हार्डवेयर प्रणाली का प्रतिनिधित्व है, और इस तरह के प्रणाली के लिए अभिकल्पना को प्रभावी ढंग से लागू करने की प्रक्रिया और अनुशासन है। यह आम तौर पर सूचना, सॉफ्टवेयर और उपकरण प्रोटोटाइप को शामिल करने वाली एक बड़ी एकीकृत प्रणाली का हिस्सा है। यह एक प्रतिनिधित्व है क्योंकि इसका उपयोग संबंधित विक्षनरी के बारे में जानकारी देने के लिए किया जाता है: एक हार्डवेयर प्रणाली वाला तत्व, उन तत्वों के बीच संबंध, और विक्षनरी: उन संबंधों को नियंत्रित करने वाला नियम।

यह एक प्रक्रिया है क्योंकि बाधाओं के एक सेट के भीतर एक हार्डवेयर प्रणाली के शिल्प विद्या, और/या उस शिल्प विद्या से एक अभिकल्पना को बनाने या बदलने के लिए चरणों का एक क्रम निर्धारित है।

यह एक अनुशासन है क्योंकि ज्ञान के एक समूह का उपयोग चिकित्सकों को बाधाओं के एक सेट के भीतर प्रणाली को डिजाइन करने के सबसे प्रभावी तरीके के रूप में सूचित करने के लिए किया जाता है।

एक हार्डवेयर शिल्प विद्या मुख्य रूप से प्रणाली के सॉफ्टवेयर घटक या प्रणाली के बीच आंतरिक विद्युत (और, शायद ही कभी, वैद्युतयांत्रिकी) विद्युत कनेक्टर और प्रणाली और इसके बाहरी वातावरण के बीच कंप्यूटर बस, विशेष रूप से संचालित उपकरणों या इलेक्ट्रॉनिक डिस्प्ले से संबंधित है। एक उपयोगकर्ता (कंप्यूटिंग) द्वारा देखा गया। (यह बाद वाला, विशेष इंटरफ़ेस, कंप्यूटर मानव इंटरफ़ेस, AKA मानव कंप्यूटर इंटरफ़ेस, या ह्यूमन कंप्यूटर इंटरेक्शन के रूप में जाना जाता है; जिसे पहले मैन-मशीन इंटरफ़ेस कहा जाता था।) इंटीग्रेटेड सर्किट (आईसी) डिजाइनर वर्तमान तकनीकों को नए उत्पादों के लिए नवीन दृष्टिकोणों में चला रहे हैं। इसलिए, सक्रिय उपकरणों की कई परतों को एकल चिप के रूप में प्रस्तावित किया जा रहा है, जो विघटनकारी माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक और नए माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक हार्डवेयर कार्यान्वयन के अवसर खोल रहा है।

पृष्ठभूमि


अंकीय कंप्यूटरों के आगमन से पहले, इलेक्ट्रॉनिक्स और अन्य अभियान्त्रिकी विषयों में प्रणाली और हार्डवेयर शब्द का उपयोग किया जाता था क्योंकि वे आज भी आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं। हालांकि, दृश्य पर अंकीय कंप्यूटरों के आगमन और एक अलग अनुशासन के रूप में सॉफ्टवेयर अभियान्त्रिकी के विकास के साथ, इंजीनियर्ड हार्डवेयर कलाकृतियों, सॉफ्टवेयर कलाकृतियों और संयुक्त कलाकृतियों के बीच अंतर करना प्रायः आवश्यक होता था।

एक कंप्यूटर प्रोग्राम हार्डवेयर आर्टिफैक्ट, या मशीन, जिसमें कंप्यूटर प्रोग्राम का अभाव है, नपुंसक है; यहां तक ​​​​कि एक सॉफ्टवेयर आर्टिफैक्ट या प्रोग्राम के रूप में भी उतना ही नपुंसक है जब तक कि इसका उपयोग उपयुक्त (हार्डवेयर) मशीन के अनुक्रमिक राज्यों को बदलने के लिए नहीं किया जा सकता। हालांकि, एक हार्डवेयर मशीन और इसकी प्रोग्रामिंग को अमूर्त और भौतिक कार्यों की लगभग असीमित संख्या को करने के लिए अभिकल्पना किया जा सकता है। कंप्यूटर और सॉफ्टवेयर अभियान्त्रिकी विषयों (और, प्रायः, अन्य अभियान्त्रिकी विषयों, जैसे संचार) के भीतर, फिर, हार्डवेयर, सॉफ्टवेयर और प्रणाली शब्द कंप्यूटर प्रोग्राम, सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर उपकरण को चलाने वाले हार्डवेयर के बीच अंतर करने के लिए आए। इसके कार्यक्रम के साथ पूरा करें।

हार्डवेयर नियंत्रक नामक एक मध्य उपकरण की मदद से एक हार्डवेयर को एक सॉफ्टवेयर से नियंत्रित किया जा सकता है, इस हार्डवेयर नियंत्रक का उपयोग हार्डवेयर से विभिन्न स्वचालित कार्य करने के लिए किया जा सकता है, आमतौर पर हार्डवेयर नियंत्रक में GPIO (सामान्य प्रयोजन इनपुट और आउटपुट) पिन होते हैं, ये पिन होते हैं कोड के टुकड़े द्वारा नियंत्रित व्यवहार। हार्डवेयर इंजीनियर या वास्तुकार विशेष रूप से हार्डवेयर उपकरण के साथ डील करता है (अधिक या कम); सॉफ्टवेयर इंजीनियर या वास्तुकार विशेष रूप से कार्यक्रम के साथ (अधिक या कम) सौदे करता है; और प्रणाली इंजीनियर या प्रणाली आर्किटेक्ट यह देखने के लिए जिम्मेदार है कि प्रोग्रामिंग हार्डवेयर उपकरण के भीतर ठीक से चलने में सक्षम है, और यह कि दो संस्थाओं से बना प्रणाली अपने बाहरी वातावरण, विशेष रूप से उपयोगकर्ता के साथ ठीक से बातचीत करने और उसका प्रदर्शन करने में सक्षम है। इरादा समारोह।

एक हार्डवेयर शिल्प विद्या, तब, एक निश्चित या परिवर्तनशील प्रोग्राम को चलाने में सक्षम इलेक्ट्रॉनिक या इलेक्ट्रोयांत्रिक उपकरण का एक सार प्रतिनिधित्व है। एक हार्डवेयर शिल्प विद्या में आमतौर पर इलेक्ट्रॉनिक और यांत्रिक सेंसर और एक्चुएटर्स के साथ-साथ समधर्मी, अंकीय या संकर कंप्यूटर के कुछ रूप शामिल होते हैं। हार्डवेयर अभिकल्पना को एक 'विभाजन योजना (गणित)' या एल्गोरिद्म के रूप में देखा जा सकता है, जो प्रणाली की सभी वर्तमान और पूर्वाभास योग्य आवश्यकताओं पर विचार करता है और आवश्यक हार्डवेयर घटकों को साफ-सुथरे विकट: बाउंडेड सबप्रणाली के एक व्यावहारिक सेट में व्यवस्थित करता है, जिसमें से अधिक भाग नहीं होते हैं। आवश्यक। अर्थात्, यह एक विभाजन योजना है जो अनन्य, समावेशी और सामूहिक रूप से संपूर्ण घटनाएँ हैं। विभाजन का एक प्रमुख उद्देश्य हार्डवेयर सबप्रणाली में तत्वों को व्यवस्थित करना है ताकि उनके बीच कम से कम विद्युत कनेक्शन और इलेक्ट्रॉनिक संचार की आवश्यकता हो। सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर दोनों में, एक अच्छा सबप्रणाली एक सार्थक वस्तु (कंप्यूटर विज्ञान) के रूप में देखा जाता है। इसके अतिरिक्त, शिल्प विद्या (हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर) के लिए उपयोगकर्ता की आवश्यकताओं का एक स्पष्ट आवंटन, निर्मित प्रणाली में उपयोगकर्ता की आवश्यकताओं के सत्यापन और सत्यापन के लिए एक प्रभावी आधार प्रदान करता है।

यह भी देखें

 * कंप्यूटर कंप्यूटर सहायतायुक्त विनिर्माण (सीएएम)
 * इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन स्वचालन (EDA)
 * एल्मर एफईएम सॉल्वर
 * अनंत तत्व विश्लेषण
 * हार्डवेयर वास्तुकार
 * इंटीग्रेटेड सर्किट (आईसी)
 * प्रणाली-ऑन-अ-चिप (एसओसी)
 * बहुत बड़े पैमाने पर एकीकरण (वीएलएसआई)
 * वीएचएसआईसी हार्डवेयर विवरण भाषा (वीएचडीएल)
 * प्रौद्योगिकी सीएडी (टीसीएडी)
 * कास्केड प्रौद्योगिकी खोलें
 * विशिष्ट एकीकृत परिपथ आवेदन
 * ओपन सोर्स हार्डवेयर