02.10.26

Computer Science/Системная инженерия/Hardware and Software.md

@@ -0,0 +1,82 @@
+- **Hardware** производится один раз и дальше не меняется, не корректируется
+- **Software** адаптируется под задачу, легко изменяется
+- Разделены по времени/специальности: разные дисциплины и разные индустрии
+## Как разделить HW/SW
+1. Определяем возможности "конфигурирования":
+	- Заложенные при проектировании - интерфейс задокументирован и стабилен (ISA, API)
+	- Незадокументированные (нецелевое использование, дыра в безопасности) - используется то, что интерфейсом не гарантировано но работает
+2. Фиксируем интерфейс "конфигурирования"
+	- Набор механизмов
+	- Модель вычислений
+	- Интструментальные средства
+## Конфигурирование [РЭА](Особенности%20производства%20аппаратуры.md#Монтаж%20радиоэлектронной%20аппаратуры%20(РЭА))
+1. Макетные платы
+2. Печатные платы: перерезать, навесить дорожку
+3. Джамперы
+4. Платы расширения
+	- Вычислительные платы
+	- Порты ввода/вывода
+	- Dendy (память программ и графическая память)
+## Реконфигурация. Коммутация
+### Реконфигурируемые архитектуры
+Архитектуры, где задача отображается в структуру вычислителя (пространственно, spatial), а не выполняется потоком инструкций. В отличие от ASIC, это структура может быть перенастроена после изготовления
+1. Программируемые логические интеграционные схемы
+2. Крупногранулярные реконфигурируемые массивы (CGRA)
+3. Выстраивание людей для расчета таблиц
+## Программное управление
+1. Данные (программы) определяют то, какой прикладной процесс будет разворачиваться
+2. Количество уровней исполнения/интерпретации данных ограничено только целесообразностью
+**Временные вычисления** - одна и та же схема последовательно проходит через разные состояния во времени
+## Аппаратное обеспечение
+Электронные и механические части вычислительного устройства, входящие в состав системы. Включает: компьютеры и логические устройства, внешние устройства и диагностическую аппаратуру, энергетическое оборудование
+## Программное обеспечение (ПО)
+Совокупность программ и программных документов необходимых для эксплуатации. Позволяет аппаратному обеспечению выполнять функции
+## Аппаратура и ПО != Hardware и Software
+1. Программная/аппаратная составляющая слабо связаны с SW/HW:
+	- Minix - ОС встроена в Intel ME/CSME
+	- Микропрограммное обеспечение
+2. Часто аппаратурой называют то, что работает как аппаратное обеспечение
+	- Virutal-Computer, Virtual-Network, Virtual-Volume, etc
+	- Реконфигурируемые архитектуры (ПЛИС, CGRA)
+3. Разделение на SW/HW зависит в большей степени от способа использования
+	- Hardware - тяжело/долго/дорого поменять
+	- Software - легко/быстро/дешево поменять
+## Плюсы и минусы ПО/SW
+### Часть плюсов
+1. Быстрый цикл разработки, CI/CD и тд
+2. Меняем у пользователя
+3. Пользователь - Beta-тестер
+### Часть минусов
+1. Высокая сложность программ
+2. Безопасность
+3. Культура разработки. Верификация
+## Типовое HW/SW проектирование
+### Проектируем аппаратуру
+- Система команд и вычислительные механизмы
+- Интерфейсы управления аппаратурой
+- Цифровая схематехника, система команд
+### Пишем программу
+- Прикладная задача
+- Язык и библиотеки
+- Система команд и вычислительные механизмы (виртуальная память, прерывания)
+- Интерфейсы управления аппаратурой
+### Проблемы
+1. Излишне шаблонное проектирование
+2. Высокие интеграционные риски
+3. Последовательная разработка (сроки)
+## Hardware/Software CoDesign
+Мы проектируем систему
+1. Разработка интерфейса HW/SW (системы команд)
+2. Разработка моделей HW/SW, для получения обратной связи
+3. Разработка HW/SW, верификация моделей
+4. Заменая моделей на HW/SW
+
+![](../../Attachments/CoDesign%20HW-SW.png)
+
+В итоге: сокращение цикла разработки
+## Как выбирать инструменты для разработки Software
+1. От доступного Hardware и инструментальных средств
+2. От доступной команды разработки
+3. От прикладной задачи
+	- От области (библиотеки)
+	- От модели вычислений (принципов организации вычислительного процесса: параллелизм, конвейризация, оптимизации и тд)