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, उपग्रह और पनडुब्बी 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 अभियन्ता (या अभियन्ता होने के लिए) विद्युत् या विद्युत् यांत्रिक आलेखित्र 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 सामान्यतः सूचना, सॉफ्टवेयर और उपकरण प्रतिमान को सम्मिलित करने वाली एक बड़ी एकीकृत प्रणाली का हिस्सा है।

यह एक अभ्यावेदन 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 है।

यह एक प्रक्रिया है क्योंकि व्यवरोध के सम्मुच्चय 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 अभ्यासकर्ता को बाधाओं के एक सम्मुच्चय के भीतर प्रणाली को अभिकल्पना 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, कदाचित ही कभी, वैद्युतयांत्रिकी) विद्युत योजक और प्रणाली और इसके बाहरी वातावरण के बीच उपतंत्र, विशेष रूप से संचालित उपकरणों या इलेक्ट्रॉनिक प्रदर्शनी से संबंधित है। (यह अनुवर्ती, विशेष अंतरापृष्ठ, कंप्यूटर मानव अंतरापृष्ठ, AKA मानव कंप्यूटर अंतरापृष्ठ, या HCI के रूप में जाना जाता है; जिसे पहले मानव यंत्र अंतरापृष्ठ कहा जाता था।) संबद्ध परिपथ (IC) अभिकल्पक 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 सूक्ष्म इलेक्ट्रॉनिकी, ऑप्टो इलेक्ट्रोनिकी 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 सामान्यतः उपयोग किए जाते हैं। हालांकि, दृश्य पर अंकीय कंप्यूटरों के आगमन और एक अलग अनुशासन के रूप में सॉफ्टवेयर अभियान्त्रिकी के विकास के साथ, अभियन्ता हार्डवेयर कलाकृतियों, सॉफ्टवेयर कलाकृतियों और संयुक्त कलाकृतियों के बीच अंतर करना प्रायः आवश्यक होता था।

एक कंप्यूटर प्रोग्राम हार्डवेयर शिल्पकृति, या मशीन, जिसमें कंप्यूटर प्रोग्राम का अभाव है, वह अशक्त है; यहां तक ​​​​कि एक सॉफ्टवेयर शिल्पकृति या प्रोग्राम के रूप में भी उतना ही अशक्त है जब तक कि इसका उपयोग उपयुक्त (हार्डवेयर) मशीन के अनुक्रमिक स्थिति 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 अभिकल्पित किया जा सकता है। कंप्यूटर और सॉफ्टवेयर अभियान्त्रिकी विषयों (और, प्रायः, अन्य अभियान्त्रिकी विषयों, जैसे संचार) के भीतर, हार्डवेयर, सॉफ्टवेयर और प्रणाली शब्द कंप्यूटर प्रोग्राम, सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर उपकरण अपने प्रोग्राम के साथ पूर्ण होता है।

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, सामान्यतः हार्डवेयर नियंत्रक में GPIO (सामान्य प्रयोजन इनपुट और आउटपुट) पिन होते हैं, इन पिन का व्यवहार कूट के खंड द्वारा नियंत्रित होता है।

हार्डवेयर अभियन्ता या वास्तुकार विशेष रूप से हार्डवेयर उपकरण के साथ सौदे करता है (अधिक या कम); सॉफ्टवेयर अभियन्ता या वास्तुकार विशेष रूप से प्रोग्राम के साथ (अधिक या कम) सौदे करता है; और प्रणाली अभियन्ता 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 बनी प्रणाली अपने बाहरी वातावरण, विशेष रूप से उपयोगकर्ता को ठीक से प्रभावित करने और अपने इच्छित कार्य को करने में सक्षम है।

एक हार्डवेयर शिल्प विद्या, तब, एक निश्चित या परिवर्तनशील प्रोग्राम को चलाने में सक्षम इलेक्ट्रॉनिक या विद्युत् यांत्रिक उपकरण का एक सार प्रतिनिधित्व है।

एक हार्डवेयर शिल्प विद्या में सामान्यतः इलेक्ट्रॉनिक और यांत्रिक सेंसर और प्रवर्तक के साथ-साथ समधर्मी, अंकीय या संकर कंप्यूटर के कुछ रूप सम्मिलित होते हैं। हार्डवेयर अभिकल्पना को एक 'विभाजन योजना (गणित)' या कलन विधि 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: बंधित उपतंत्र के एक व्यावहारिक सम्मुच्चय में व्यवस्थित करता है, जिसमें आवश्यकता से अधिक भाग नहीं होते हैं। अर्थात्, यह एक विभाजन योजना है जो अनन्य, समावेशी और सुविस्तृत हैं। विभाजन का एक प्रमुख उद्देश्य हार्डवेयर उपतंत्र में तत्वों को व्यवस्थित करना है ताकि उनके बीच कम से कम विद्युत संयोजन और इलेक्ट्रॉनिक संचार की आवश्यकता हो। सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर दोनों में, एक अच्छा उपतंत्र 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 परीक्षणों के लिए एक प्रभावी आधार प्रदान करता है।

यह भी देखें

 * कम्प्यूटर सहायित विनिर्माण (CAM)
 * इलेक्ट्रॉनिक अभिकल्पना स्वचालन (EDA)
 * एल्मर FEM सॉल्वर
 * अनंत तत्व विश्लेषण
 * हार्डवेयर वास्तुकार
 * संबद्ध परिपथ (IC)
 * बहुत बड़े पैमाने पर एकीकरण (VLSI)
 * VSHIC हार्डवेयर विवरण भाषा (VHDL)
 * प्रौद्योगिकी CAD (TCAD)
 * स्पष्ट कास्केड प्रौद्योगिकी
 * विशिष्ट एकीकृत परिपथ आवेदन
 * खुला स्रोत हार्डवेयर