МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Вычислительная техника»

Кафедра «Вычислительная техника»

Выпускная квалификационная работа

Методические указания

Самара

Самарский государственный технический университет

2015

Публикуется по решению Методического совета ФАИТ

УДК

Надежность распределенных вычислительных сетей: метод. указания к лабораторным работам / Сост. В.С. Семенов. - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2015. - 35 с.

Методическое пособие содержит материалы для самостоятельной работы студентов по изучению вопросов надежности распределенных вычислительных систем.

Рассмотрены вопросы оценки надежности РВС, оценки надежности промышленных систем безопасности и многофункциональных систем. Также рассмотрено исследование надежности различных архитектур при структурном резервировании.

Для студентов, обучающихся по программе бакалавриата по направлениям 09.03.01 – Информатика и вычислительная техника, 09.03.04 – Программная инженерия, а также для обучающихся по программе магистратуры направления 09.04.01 – Информатика и вычислительная техника.

 В.С. Семенов, 2015

 Самарский государственный технический университет, 2015

Введение

Для обеспечения эффективного функционирования распределенных вычислительных систем необходимо обеспечить их высокую надежность. Понятие надежности связано со способностью системы выполнять возложенные на нее функции в течение требуемого времени с заданным качеством.

В лабораторных работах изучаются методы оценки надежности РВС, методы оценки надежности систем промышленной безопасности и многофункциональных систем.

Одна из лабораторных работ посвящена исследованию надежности различных архитектур при применении структурного резервирования.

1. Лабораторная работа № 1 Оценка надежности распределенных вычислительных систем с различными показателями надежности

Цель работы – ознакомиться с методами решения задач оценки надежности распределительных вычислительных систем.

Заданы структура систем (рис. 1) и надежность устройств и линий связи системы. Условия задачи приведены в таблицах. Решения выполняются по варианту, выбранному преподавателем. Расчеты могут быть выполнены в табличном редакторе EXCEL.

Рисунок 1 - Структурная схема системы

Таблица 1 - Значения интенсивности отказов устройств [1/час] системы

Компонент системы	Номера вариантов
	1	2	3	4	5
С1	110-5	510-5	810-5	210-6	510-6
С2	210-6	510-6	710-6	910-6	1210-7
С3	410-6	610-6	810-6	710-6	1110-6
ПК1	210-4	410-4	510-4	610-4	710-4
ПК2	310-5	510-5	610-5	710-5	810-5
ПК3	210-6	410-6	610-6	810-6	910-6

С – сервер

ПК – персональный компьютер

Таблица 2 - Общая длина линий связи системы

	Номера вариантов
	1	2	3	4	5
Общая длина линий связи системы [км]	50	70	100	140	200

Таблица 3 – Интенсивность отказов 1 км линии связи распределенной вычислительной системы

	Номера вариантов
	1	2	3	4	5
Значения интенсивности отказов 1 км линии связи [1/час]	210-8	310-9	410-10	510-10	710-10

Необходимо найти:

- интенсивность отказов системы

где - интенсивность отказов компонента ;

- количество типов компонентов;

- число компонентов типа ;

.

- наработку на отказ

- вероятность безотказной работы системы.

- время, для которого определяется надежность, час (табл.4);

- основание натуральных логарифмов,

Для вычисления можно воспользоваться таблицей 5.

Таблица 4 – Время, для которого определяется надежность системы (заданное время)

	Номера вариантов
	1	2	3	4	5
Заданное время [час]	8000	10000	13000	15000	18000

Таблица 5 – Функция экспоненциального распределения

x	e-x	x	e-x	x	e-x	x	e-x	x	e-x
0,00	1,0000	0,15	0,8694	0,30	0,7408	0,44	0,6440	0,90	0,4066
0,01	0,9900	0,16	0,8607	0,31	0,7334	0,45	0,6378	0,95	0,3867
0,02	0,9802	0,17	0,8521	0,32	0,7261	0,46	0,6313	1,00	0,3679
0,03	0,9704	0,18	0,8353	0,33	0,7189	0,47	0,6250	1,05	0,3499
0,04	0,9608	0,19	0,8270	0,34	0,7118	0,48	0,6188	1,15	0,3166
0,05	0,9512	0,20	0,8187	0,35	0,7047	0,49	0,6126	1,20	0,3012
0,06	0,9418	0,21	0,8106	0,36	0,6977	0,50	0,6065	1,25	0,2865
0,07	0,9324	0,22	0,8025	0,37	0,6907	0,55	0,5769	1,30	0,2725
0,08	0,9231	0,23	0,7945	0,38	0,6839	0,60	0,5488	1,35	0,2592
0,09	0,9139	0,24	0,7866	0,39	0,6771	0,65	0,5220	1,40	0,2466
0,010	0,9048	0,25	0,7788	0,40	0,6703	0,70	0,4966	1,45	0,2346
0,12	0,8869	0,26	0,7711	0,41	0,6637	0,75	0,4724	1,50	0,2231
0,13	0,8869	0,27	0,7634	0,42	0,6570	0,80	0,4493	2,00	0,1353
0,14	0,8781	0,29	0,7483	0,43	0,6505	0,85	0,4274	4,00	0,0498

Содержание отчета

1. Структурная схема рассматриваемой распределенной вычислительной системы.

2. Задание, номер варианта.

3. Полученные значения интенсивности отказов, наработки на отказ, вероятности безотказной работы системы.