1. Основные понятия и определения в области надёжности аппаратного обеспечения компьютерных систем

Основные понятия и определения в области надежности аппаратного обеспечения компьютерных систем содержит ГОСТ 17.002-89 – Надежность в технике. Термины и определения.

Надежность – свойство технического объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Под объектом понимается либо компьютерная система (например, компьютерная сеть), либо её подсистема (например, компьютер, винчестер, принтер). Очевидно, что в течение эксплуатации объект расходует свои ресурсы и в конце концов прекращает свою эксплуатацию. Надежность является сложным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения состоит из сочетания свойств.

– безотказности;

– ремонтопригодности (восстанавливаемости);

– долговечности;

– сохраняемости.

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в приспособленности его к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путём технического обслуживания и ремонта.

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния, при установленной системе путём технического обслуживания и ремонта.

Сохраняемость – свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (транспортирования).

Т.е. видно, что понятие надёжности является фундаментальным понятием, которое охватывает все стороны технической эксплуатации систем.

Наработка – продолжительность или объем работы объекта. Выражается чаще всего через время, может быть в другой форме: количество циклов работы, количество решённых задач и т.д.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта. Отказ почти всегда вызывается физическим разрушением объекта (полностью или частично).

Рассмотрим примеры отказов. Например, для транзистора отказ возникает часто из-за пробоя эмиттерного или коллекторного переходов. В результате такого отказа две точки оказываются соединёнными накоротко. Это внезапный отказ типа «короткое замыкание», аналогично и для конденсатора.

У транзисторов существует и другой тип отказа, когда происходит сгорание внутренних соединений кристалла с внешними контактами, или нарушение внешних контактов. В этом случае сопротивление между двумя точками равно бесконечности. Такой отказ носит название внезапного отказа типа «обрыв», аналогично и у резисторов.

Наработка до отказа – наработка объекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа.

Сбой – самоустраняющийся отказ или однократный отказ, устраняемый незначительным вмешательством оператора. Чаще всего для компьютерных систем сбои вызываются внутренними или внешними помехами, имеющими электромагнитный характер. Таким образом, сбой – кратковременное нарушение правильной работы объекта, после которого работоспособность объекта самовосстанавливается или восстанавливается оператором без проведения ремонта.

Работоспособное состояние – это состояние объекта, при котором значение всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно – технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Основные качества компьютеров и КС, связанные с надежностью, определяются распределением отказов во времени, процессами восстановления и организацией обслуживания.

Улучшение надёжности требует дополнительных затрат при разработке, изготовлении и эксплуатации. В общем случае, установление требований к надёжности компьютеров и КС представляет собой сложную технико-экономическую задачу, решаемую по критерию минимума суммарных расходов.

В случае, когда отказ компьютера и КС может повлечь за собой опасность для жизни людей, уровень надёжности выбирается из требования, чтобы вероятность отказа соответствовала практически невозможному событию.

Подводя итог вышеизложенного, можно сказать что надёжность – сложное комплексное свойство объекта, которая может разлагаться на более простые (частные) свойства. Рассмотренные нами 4 свойства надёжности рекомендуется для широкого класса объектов. Однако для КС этих свойств надёжности оказалось недостаточно. Поэтому находят применение дополнительные свойства.

Устойчивость (живучесть) – свойство объекта сохранять работоспособность полностью или частично в условиях неблагоприятных воздействий, не предусмотренных нормальными условиями эксплуатации.

Главный смысл требований к живучести объекта состоит не только в том, что бы он длительное время работал непрерывно без отказа в нормальных условиях эксплуатации, и чтобы его можно было быстро отремонтировать, но также и в том, чтобы объект в ненормальных условиях эксплуатации сохранял работоспособность, хотя бы и ограниченную.

Достоверность информации выдаваемой объектом – свойство объекта производить безошибочно преобразование, хранение и передачу информации. Показателем достоверности обычно является вероятность искажения либо потери информации в одном знаке.