книги из ГПНТБ / Самохин А.Ф. Эксплуатация цифровых вычислительных машин [учеб. пособие]

РИЖСКИЙ КРАСНОЗНАМЕННЫЙ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ им. ЛЕНИНСКОЙ) КОМСОМОЛА

А:;Ф. Самохин

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЦИФРОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЩШН

- <4 У

. ') <.

АННОТАЦИЯ

V

В данном учебном пособии рассматриваются вопросы контроля,

диагностики, технического обслуживания и использования цифро­ вых вычислительных машин. Главное внимание в пособии уделено проблеме организации контроля и диагностики неисправностей ЦВМ.

Вопросы технического обслуживания и организации использо­ вания наложены не в полном объеме. Некоторые задачи техничес­ кого обслуживания раоомотрены лишь в постановочном плане, с тем,

чтобы обратить на них внимание читателя; Ряд вопросов, изучаемых студентами, славным образом, на лабораторных занятиях и во вре­ мя производственной практики (особенности эксплуатации конкрет­ ных устройств, эксплуатации периферийного оборудования и т .п .1) ,

в пособии опущен. Такое распределение материала обусловлено тем, что задача контроля и диагностики является наиболее важной

и сложной и что объем пособия ограничен.

Учебное пособие написано на основе курса лекций, прочи­ танных студентам факультета автоматики и вычислительной техники'.

- 3 -

Характерной чертой современного уровня развития производи­

тельных сил общества является широкое применение вычислительной техники во всех сферах деятельности человека. Вычислительная техника используется в научных исследованиях,.в проектно-конст­

требованием является обеспечение высокой надежности функциониро­ вания вычислительной машины и достоверности результатов перера­ ботки информации. Особо существенное значение это требование приобретает в автоматизированных системах управления, где даже кратковременное нарушение нормальной работы машины может при­ вести к тяжелым последствиям.

Е1нсокая надежность и достоверность фзшкционирования вычис­

лительных машин достигается рациональным проектированием и хоро­ шо организованной эксплуатацией. При проектировании выбирается такая элементная база, структура и констрзпсция, которые обеспе­

чивают надежную работу, эффективный контроль за работоспособ­ ностью, правильностью вычислений, а также возможность быстрого

и качественного восстановления работоспособности машины в слу­ чае возникновения неисправности. В процессе эксплуатации надеж­ ность и достоверность функционирования обеспечиваются регулярным контролем работы машины и выполнением ряда мероприятий, направ­ ленных на поддержание ее работоспособности.

Совокупность мероприятий по контролю работы машины и поддержа­ нию ее работоспособности называется техническим обслзьживанием.

Однако, задачей эксплуатации является не только техническое об­ служивание вычислительной техники, но и обеспечение высокой эф­

фективности е§ использования. Поэтому в дальнейшем под эксплу­ атацией мы будем понимать весь комплекс мероприятий, направлен­ ных на обеспечение надежной и высокопроизводительной работы

средств вычислительной техники при максимальной эффективности

-5 -

-своевременное и качественное выполнение профилактичес­

ких работ ;

-четкая организация ремонтных работ;

-обеспечение нормальных внешних условий и нормальных ре­

-повышение квалификации сотрудников, принимающих участие

вобслуживании и использовании вычислительной техники.

Все перечисленные мероприятия и понятия будут подробно рассмотрены в дальнейшем, поэтому здесь мы ограничимся только их перечислением, не раскрывая содержания.

Эксплуатация вычислительных машин, как правило, организу­ ется в рамках вычислительных центров (ВЦ). Организационная структура ВЦ, принятая в нем технология обработки информации,

техническая оснашенность центра и организация его взаимодей­ ствия с внешней средой оказывают существенное влияние на эффек­ тивность использования ЭВМ и, следовательно, на качество

Профилактические работы включают в себя контроль работоспо­ собности ЭВМ, выявление неисправных элементов, замену изношенных элементов, восстановление параметров элементов и узлов, чистку,

смазку и т ,д . Профилактика проводится в перерыве между вычисле­ ниями в специально отведенное время.

- 6 -

эксплуатации. Поэтому вопроси организационного й технологичес­ кого построения ВЦ также найдут отражение в данном кзфое.

$ 1 . 2 . Основные понятия, определявшие надежность

Надежность - свойство изделия выполнять заданные функции,

сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах

в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработ­ ки, обусловленное безотказностью, ремонтопригодностью п сохран­ ностью.

При применении этого определепия к ЭВМ из прочих эксплу­ атационных показателей особо следует выделить понятие досто­ верности функционирования.

Понятие сохранности для всей машины в целом не пмеет су­ щественного значения, так как основные элементы машины обычно обновляются при ремонте и профилактических работах, поэтому обычно гораздо раньше физического старения наступает моральное старение ЭВМ.

Понятие безотказности характеризуется закономерностями возникновения отказов. Под отказом понимается событие, заклю­ чающееся в полной или частичной утрате системой (ЭРМ) работо­ способности вследствие выхода из установленных допусков одно­ го или нескольких основных параметров.

Различают частичные и'полные, внезапные и постепенные от­

казы.

Частичным называется такой отказ, при котором ЭВМ не мо­ жет выполнять только некоторые задачи. Например, при выходе из строя одного из лентопротяжных механизмов не могут решатьса только задачи, использующие этот механизм.

- 7-

Полным отказом называют такой, при котором ЭВМ не может

выполнять большинство задач.

Под внезапным отказом понимается такой, при котором па­ раметры отдельных элементов изменяются скачком. Эти отказы возникают обычно вследствие внешних воздействий.

Под постепенным отказом понимается постепенных выход за допустимые пределы тех или иных параметров элементов вследст­ вие старения.

Достоверность определяется появлением или не появлением необнаружимых ошибок в процессе вычислений. Понятие достовер­ ности связано с понятием сбоя.

Под сбоем подразумевается кратковременное нарушение нор­ мальной работы машины, при котором один или несколько элемен­ тов машины срабатывают неправильно в процессе одной или несколь­ ких смежных операций, причем, после сбоя элемент может в тече­ ние длительного времени функционировать нормально.

Таким образом, существенным различием между отказом и сбоем является то , что последствием, отказа является нарушение работо­ способности машины в смысле регулярного невыполнения одной или ряда операций, последствием же сбоя, служащим единственным признаком его существования, является ошибка в результате опе­ рации, неверно выполненной машиной. Эта ошибка может сказать­ ся только в данном процессе вычислений и может не повториться при повторном выполнении вычислений по той же программе; следо­ вательно, для устранения отказа необходимо восстанавливать ап­ паратуру, для устранения же сбоя необходимо восстанавливать ин­ формацию, искаженную сбоем ,без вмешательства в аппаратуру ма­ шины.

Причинами возникновения отказов чаше в се ю бывают отаре-

ние деталей, приводящее к выходу параметров за допустимые пределы,и выход их из строя вследствие резких нарушений внеш­ них условий (перегрев, повышенная влажность, резкие толчки напряжения, механическое воздействие и т . д . ) .

Вероятность возникновения сбоя, очевидно, также возрастает при приближении параметров элементов к граничным значениям. Одна­ ко, непосредственные причины сбоя чаше всего бывают внешними

(электрические помехи атмосферного или производственного про­ исхождения, флюктуации питающего напряжения, вибрации, приво­ дящие к кратковременному нарушению контакотов и т . д . ) . Е неко­ торых случаях причиной сбоя может явиться неблагоприятное со ­ четание команд.

Вероятность появления отказов можно рассчитать, если из­ вестно количество деталей в машине и вероятности их отказов в аналогичных условиях. Вероятность же появления сбоев не под­ дается таким расчетам, ибо такая вероятность, будучи отнесен­ ной к одной детали, не имеет смысла. 1!а вероятность появления сбоев сказывается качество монтажа, внешние помехи и т .д .,

поэтому ее можно оценить лишь приближенно, на основании эксп­ луатации аналогичных устройств в аналогичных условиях.

Под ремонтопригодностью понимается приспособленность ма­ шины к обнаружению, устранению и предупреждению отказов. Ре­ монтопригодность зависит от конструктивных особенностей маши­ ны (удобство замены элементов блоков и узлов), от развитости системы контроля, от системы диагностики неисправностей и т .д .

Нем выше.ремонтопригодность, тем меньше времени тратится на ремонт и, следовательно, полнее используется машинное время.