Заняття 2.1 Інженерні методи забезпечення надійності.

1. Поняття структурної схеми надійності (ССН) комп’ютерних систем та мереж.

2. Основні розрахункові співвідношення для показників безвідмовності комп’ютерних систем та мереж.

3. Інженерні методи обчислення показників безвідмовності комп’ютерних систем та мереж.

1. Поняття структурної схеми надійності (ссн) комп’ютерних систем та мереж.

Ціль розрахунку надійності об'єкта РЕТ полягає у визначенні значень показників надійності об'єкта за відомим значенням показників надійності його елементів при заданих умовах експлуатації об'єкта і його елементів. Поняття розрахунку надійності узагальнює поняття розрахунку безвідмовності, ремонтопридатності, довговічності й збереженості. Таким чином, розрахунок надійності може включати тільки визначення показників якої-небудь однієї властивості надійності або їхньої деякої сукупності. Часто в літературі поняття розрахунку надійності помилково ототожнюється з поняттям розрахунку тільки безвідмовності.

В основі будь-якого розрахунку надійності завжди лежить певна модель об'єкта, що являє собою в деякому формальному вигляді всі стани працездатності й (або) справності об'єкта, які цікавлять нас при даному розрахунку. На практиці найбільш широке поширення одержали два види таких моделей: структурна схема надійності об'єкта й граф стану й переходів об'єкта.

Розглянемо методи розрахунку надійності, в основі яких лежить структурна схема надійності. Застосування моделі графа станів і переходів докладно описане в [14, I5]. Граф станів і переходів використається також у розділі 5 цього видання як модель об'єктів з відновлюваним резервом.

1.1. Структурна схема надійності об'єкта

Під структурною схемою надійності (ССН) розуміють наочне уявлення (звичайно графічне) умов, при яких об'єкт працездатний або непрацездатний. Елементи об'єкта на схемі зображуються у вигляді прямокутників, які з'єднуються між собою у відповідності з наступними правилами:

1. Якщо відмова елемента приводить до відмови деякої частини об'єкта, то на ССН такий елемент з'єднується послідовно з іншими елементами цієї частини об'єкта. Якщо відмова будь-якого елемента приводить до відмови всього об'єкта, то на схемі всі елементи з'єднуються послідовно.

2. Якщо відмова елемента не приводить до відмови деякої частини об'єкта, то на ССН такий елемент з'єднується паралельно з іншими елементами цієї частини об'єкта. Структурна схема надійності з паралельним включенням елементів характеризує систему з постійним резервуванням (див. розділ 5).

Слід зазначити, що ССН, як правило, не збігається з функціональною або принциповою схемами об'єкта. Розглянемо принципову схему звичайного транзисторного підсилювача (рис 3.1, а)

Рис 3.1.

Нехай допуски на параметри елементів підсилювача підібрані таким чином, що вихід за межі допуску параметра кожного з елементів приводить до виходу за допуск параметрів підсилювача в цілому, тобто, до його відмови. У цьому випадку на ССН підсилювача всі елементи повинні бути з'єднані послідовно (рис. 3.1, б). Цей приклад наочно показує, що структура схеми надійності може різко відрізнятися від структури принципової (або функціональної) схеми об'єкта.

Вид ССН також залежить від режиму роботи об'єкта, обумовленого зовнішніми стосовно об'єкта умовами. Цей факт можна проілюструвати на такому прикладі. Нехай об'єкт являє собою дві ПЕОМ, що працюють паралельно. Якщо вимоги до продуктивності такі, що для обробки інформації досить однієї ПЕОМ, то на структурній схемі надійності об'єкта ці ПЕОМ повинні бути включені паралельно, тому що відмова кожної з них не приведе до зриву функціонування об'єкта (друга ПЕОМ у цьому випадку є резервною). За інших умов, коли вимоги до продуктивності об'єкта зростають і однієї ПЕОМ недостатньо. ПЕОМ на ССН повинні бути включені послідовно.

Треба відзначити, що схема надійності об'єкта може мати не тільки послідовну або паралельну структуру, але і будь-яку іншу, зокрема, мостикову. На практиці такі структури зустрічаються порівняно рідко. Крім того, відомо, що мостикова структура може бути перетворена в послідовно-паралельну [16]. Тому далі основна увага буде приділена розрахунковим співвідношенням для схем надійності з послідовно-паралельною структурою.