Многоэлектронные атомы. Мультипроцессор реализован по матричной схеме

Полученные на этапах Э2 и Э3 компоненты в совокупности есть ни что иное как инструмент для реализации этапа Э4.

На этапе Э4 проводитсятабличноеописание выбранного объекта с использованием инструмента, компоненты которого разработаны на этапах Э2 и Э3.

Место методологии в процессе проектирования. Данная методология в пособии обозначается как табличный метод проектирования алгоритмов класса программно - логических функций. Рассмотрим место данной методологии в процессе проектирования.

Разработка ПО СРВ характеризуется понятием «жизненный цикл», одним из компонентов которого является проектирование ПО, которое должно представляться в виде двух фаз (этапов):

♦ архитектурное проектирование (проектирование верхнего уровня);

♦ рабочее проектирование (детальное или проектирование нижнего уровня).

В архитектурное проектирование (АП) входит разработка описания программ в самом общем виде: сведения об основных компонентах программ и их взаимосвязях, об основных алгоритмах, которые в них реализуются, об основных структурах данных и т.д. Сюда же входит и декомпозиция программ – разбиение готовой программы на модули, которое проводится в соответствии с рядом проектных принципов и критериев. В результате такой декомпозиции грубо определяется структура программы. Для комплексов алгоритмов, объединённых единой функциональной целью (например, функции сотового телефона) разработка такой методологии входит в этап архитектурного проектирования, ибо методология позволяет представить весь спектр функций в виде набора состояний Sj, соединённых соответствующими связями.

На этапе рабочего проектирования (РП) общее архитектурное описание детализируется до уровня реализации на соответствующем языке программирования.

Принципиальное отличие АП от РП состоит в том, что АП указывает направление конкретной разработки программ (т.е. направление достижения цели), а РП, согласно этому направлению реализует достижение поставленной цели в заданном направлении. /Образное различие АП с РП можно представить в виде следующей аналогии: поставлена задача (цель) – «прибыть из Санкт–Петербурга в Москву». На этапе АП решается задача выбора направления поездки: любой вид транспорта (поезд, самолёт, электричка, автомобиль) непосредственно от Санкт – Петербурга до Москвы, или, например, через Копенгаген и Париж (Санкт - Петербург - Копенгаген, Копенгаген – Париж, Париж – Москва). На этапе РП выбранное направление реализуется. Как видно из примера, если будет выбран путь через Копенгаген, Париж, то на этапе РП поездка «влетит в копеечку», не говоря уже о времени. Такой алогичный пример выбран специально, чтобы показать важность этапа АП. К сожалению, в программных разработках иногда выбирается путь через Копенгаген и Париж, ведь это не география, которую знают все/.

Табличный метод проектирования алгоритмов класса программно - логических функций для больших программных СРВ принадлежит к фазе АП, ибо он задаёт направление разработки алгоритмов с помощью таблиц. На фазе РП такое направление резко снижает объёмы работы, ибо вместо разработки массы программ, реализующих заданный класс алгоритмов функций, разрабатываются таблицы алгоритмов и один комплекс обработки всех таблиц, реализующих этот класс.

Многоэлектронные атомы

Квантовая механика позволяет достаточно просто и, что самое главное, аналитически решить уравнение Шредингера для простейшего случая – атома водорода (Z = 1). Значительно сложнее обстоит дело для атомов, содержащих большое число электронов (Z > 1).

11.1. Принцип Паули. Классификация электронов

Потенциальная энергия многоэлектронного атома состоит из энергии взаимодействия электрона с ядром , где - заряд ядра, и энергии отталкивания от других электронов

, где - расстояние между – м и – м электронами, тогда уравнение Шредингера имеет вид

.

Наличие слагаемого U_{i k} не позволяет получить аналитического решения уравнения Шредингера, поэтому прибегают к приближенным методам. Один из таких методов, называемый методом " самосогласованного поля", предполагает, что электрон движется в некотором результирующем поле, образованном ядром и остальными () электронами (согласованное поле). При таком допущении движение электрона приближенно можно считать как движение в водородоподобном атоме, состоящем из ядра с зарядом - и сферически симметричной оболочки, образованной электронами, поэтому в описании свойств такого электрона сохраняется много общего с описанием свойств электрона в атоме водорода. В частности, состояние каждого электрона в атоме характеризуется теми же четырьмя () квантовыми числами. Наличие же взаимодействия между электронами в многоэлектронном атоме приводит к тому, что вырождение уровней энергии, характерное для атома водорода, у них снимается и каждому состоянию, характеризующемуся четырьмя квантовыми числами, соответствует свое (одно) значение энергии ().

Приближенное решение уравнения Шредингера методом " самосогласованного поля" позволяет определить энерге