24)Классификация отказов информационных систем. Характеристики надёжности при внезапных и постепенных отказах.

Отказы объектов могут классифицироваться по многим признакам, например, по условиям возникновения, внешним проявлениям, способам обнаружения.

В табл. 1.1 приведена классификация отказов по основным признакам.

Классификационный признак	Значение классификационного признака	Вид отказа
1. Характер изменения основных параметров объекта до момента возникновения отказа	Скачкообразное изменение одного или нескольких параметров	Внезапный отказ
	Постепенное изменение одного или нескольких основных параметров	Постепенный отказ
2. Взаимосвязь отказов	Отказ элемента объекта не обусловлен повреждениями или отказами других элементов объекта	Независимый отказ элемента
	Отказ элемента объекта обусловлен повреждениями или отказами других элементов объекта	Зависимый отказ элемента
3. Происхождение отказов	Нарушение установленных правил и (или) норм конструирования, несовершенство принятых методов конструирования	Конструкционный от-каз
	Нарушение установленного процесса изготовления или ремонта объекта, несовершенство технологии	Производственный отказ
	Нарушение установленных правил и (или) условий эксплуатации объекта	Эксплуатационный отказ
4. Устойчивость неработоспособного состояния (характер отказа)	Неработоспособность сохраняется устойчиво	Устойчивый отказ
	Неработоспособность сохраняется кратковременно, после чего работоспособность самовосстанавливается или восстанавливается оператором без проведения ремонта	Самоустраняющийся отказ (сбой)
	Неработоспособность одного и то- го же характера возникает и самоустраняется многократно	Перемежающийся отказ

Постепенный отказ возникает в результате постепенного накопления повреждений, главным образом, вследствие износа и старения материалов. В следствии разной природ происхождения, внезапные и постепенные отказы подчиняются различным закономерностям, поэтому должны быть различны и способы борьбы с ними. Для уменьшения числа внезапных отказов используется тренировка и приработка систем в условиях, близких к условиям эксплуатации, с целью выявления скрытых дефектов производства, а также введение защиты от помех, перегрузок, вибрации и т.п. Уменьшению числа постепенных отказов способствует своевременная замена блоков, выработавших свой технический ресурс.

Отказы в ИС целесообразно подразделять на аппаратные и программные. Аппаратным отказом принято считать событие, при котором изделие утрачивает работоспособность и для его восстановления требуется проведение ремонта аппаратуры или замена отказавшего изделия на работоспособное. Программным отказом считается событие, при котором объект утрачивает работоспособность по причине несовершенства программы (несовершенство алгоритма решения задачи, отсутствие программной защиты от сбоев, отсутствие программного контроля за состоянием изделия и т.д.). Программный отказ устраняется путем исправления программы.

Характеристики надёжности при внезапных и постепенных отказах.

Показатели надежности – это количественные характеристики одного или нескольких свойств, определяющих надежность системы. В основе большинства показателей надежности лежат оценки наработки, т.е. продолжительности или объема работы, выполненной объектом. По отношению к ЭВМ и ее элементам обычно в качестве наработки рассматривают только продолжительность работы.

Когда система работает с перерывами, учитывается суммарная наработка. Если объект эксплуатируется в различных режимах, влияющих на показатели надежности, то наработки могут суммироваться для каждого режима отдельно. Показатель надежности, относящийся к одному из свойств, определяющих надежность объекта, называется единичным. Комплексный показатель надежности относится к нескольким свойствам, определяющим надежность системы. И единичные и комплексные показатели являются вероятностными характеристиками,

т.е. случайными величинами.

При рассмотрении показателей надежности следует различать:

• наименование показателя;

• формулировку показателя, содержащую указание о способах экспериментального или расчетного определения его численного значения;

• численные значения показателя.

1. ПОКАЗАТЕЛИ БЕЗОТКАЗНОСТИ

Вероятность безотказной работы P(t) – вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ не возникает (наработка – это продолжительность или объем работы):

Наработка на отказ – отношение наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию количества его отказов в течение этой наработки.

Для ЭВМ этот показатель называется средним временем между отказами. Если после каждого отказа объект восстанавливается до первоначального состояния, то среднее время между отказами равно среднему времени до отказа.

Интенсивность отказов – условная плотность вероятности возникновения отказа невосстанавливаемого объекта, определяемая для рассматриваемого момента времени при условии, что до этого момента отказ не возник:

Интенсивность отказов показывает, какая часть элементов выходит из строя в единицу времени по отношению к среднему числу исправно работающих элементов.

2 ПОКАЗАТЕЛИ РЕМОНТОПРИГОДНОСТИ.

Вероятность восстановления в заданное время – вероятность того, что время восстановления не превысит заданного.

Время, затрачиваемое на обнаружение и устранение отказов, является случайной величиной, зависящей от ряда факторов: квалификации обслуживающего персонала, качества применяемых в системе испытательных программ, полноты контроля и сигнализации и т.п. Закон распределения времени обнаружения и устранения отказов приближается к экспоненциальному.

Среднее время восстановления – это математическое ожидание времени восстановления работоспособности, т.е. времени, затраченного на поиск и устранение неисправностей.

3 ПОКАЗАТЕЛИ ДОЛГОВЕЧНОСТИ.

Долговечность системы характеризуется ее наработкой от начала эксплуатации до наступления предельного состояния. Эта наработка называется техническим ресурсом. Ресурс для каждого объекта может быть величиной случайной.

Долговечность ИС и ее элементов может оцениваться следующими показателями:

Средний ресурс – математическое ожидание ресурса.

Гамма-процентный ресурс – время, в течение которого объект не достигает предельного состояния с заданной вероятностью γ процентов.

Назначенный ресурс – установленная в нормативно-технической документации суммарная наработка, при достижении которой дальнейшее применение системы по назначению следует прекратить независимо от ее технического состояния

4 . ПОКАЗАТЕЛИ СОХРАНЯЕМОСТИ.

В режиме хранения и (или) транспортирования, так же как и в режиме использования, могут возникать отказы, поэтому сохраняемость характеризуется показателями, аналогичными показателям безотказности: вероятностью невозникновения отказов в течение заданного времени хранения (транспортирования), средним временем хранения до отказа, интенсивностью отказов и параметром потока отказов при хранении. Однако основным в эксплуатации системы является применение, непосредственное ее использование по назначению, поэтому особое значение приобретает оценка влияния хранения и транспортирования на последующее поведение объекта в рабочем режиме. Показатели сохраняемости характеризуют величину срока сохраняемости – календарной продолжительности хранения (транспортирования) объекта в заданных условиях, в течение и после которой сохраняются значения заданных характеристик в установленных пределах.

Средний срок сохраняемости – математическое ожидание срока сохраняемости.

Гамма-процентный срок сохраняемости – срок сохраняемости, который будет достигнут объектом с заданной вероятностью γ процентов