![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Самохин А.Ф. Эксплуатация цифровых вычислительных машин [учеб. пособие]
.pdf- ю -
нием элементов, оказивается обычно наиболее простым и осущест вляется с помошыо тестов, контрольно-измерительной аппаратуры
и визуального осмотра.
2 . Неисправности, обусловленные постепенным уходом пара
метров составных элементов за допустимые пределы.
Причинами, вызываниями этот вид неисправностей, бывают
обычно старение деталей, изменение температуры, повышенная
влажность, загрязнение и т .д . Эти неисправности достаточно хо
рошо прогнозируются. Выявление таких неисправностей обычно бо лее сложно и осуществляется, как правило, путем создания утя желенных режимов работы отдельных устройств машины.
3 . Самоустранявшиеся неисправности, т .е . такие неисправнос
ти, которые периодически появляются и исчезают. Это один из самых неприятных видов неисправности. Причиной чаще всего бывает временное нарушение контактов.
4 . Неисправности, проявляющиеся в виде случайных сбоев.
Причинами могут быть смешение параметров элементов к гр ти ч н о -
допустимым, внешние помехи, толчки напряжение сети, вибрации
и т .д . Борьба со сбоями ведется обычно программными методами
и с помощью системы автоматического устранения случайных сбо ев. Однако, если сбои происходят достаточно часто, этот вид неисправности следует рассматривать как отказ и принимать ме ры к устранению.
Наиболее слабым местом в современных полупроводниковых вычислительных машинах являются внешние устройства: фотоЕвод,
ленточные перфораторы, карточные устройства и устройства пе чати. Как правило, основная масса неисправностей падает именно на них. Так, у ЭЦВМ "Минск-22" примерно 00f неисправностей приходится на долю внешних устройств.
- 11-
По времени большая часть неисправностей возникает в на чальный период работы РВИ {первые 2-3 м-ца). В этот период происходит приработка и выбраковка некачественных деталей.
Кроме того, неисправности делятся на независимые, т .е .
такие, каждая из которых п отдельности влияет на достоверность работы машины, и взаимосвязанные, влияние, которых проявляется только при наличии всей совокупности неисправностей. Наконец,
неисправности можно разделить на первичные и вторичные, возни кавшие вследствие возникновения первичных.
$ Т .4. Основные эксплуатационные характеристики
.Для оценки качества ТОТ и качества их эксплуатации на практике используется ряд эксплуатационных характеристик, каж дая из которых позволяет наиболее полно выявить те или иные стороны эксплуатации. Выбор таких характеристик должен обеспе чить:
1. Возможность сформулировать требования к проектируемым ЭВМ и оценивать пригодность той или иной ЭВМ для выполнения конкретных задач;
2 . Оценку качества организации эксплуатации и использова ния ЭВМ;
3. Ояределение объемов и периодичности профилактических мероприятий, направленных на поддержание технического состояния
машины на заданном Зфовне;
4. Рациональный выбор количества запасных деталей блоков и узлов, необходимых для поддержания исправного состояния ма шины в течение определенного календарного срока;
5. Определение направлений доработки и модернизации ЭВМ
- 12 -
в |
процессе эксплуатации. |
|
|
Мы остановимся весьма кратко |
только на тех характеристиках, |
с |
которыми приходится встречаться |
в практике эксплуатации при |
составлении отчетной документации, при определении сроков профи лактических работ и комплектований запасного имущества.
I . Среднее время между двумя соседними отказами,или нара
ботка на отказ.
Величина этой характеристики может быть получена из опытных дан
ных по формуле
т (t)
Здесь Tn(t) - число отказов |
в |
ЭЦВМ, которые произошли за вре |
мя проведения испытаний tv |
. |
При этом имеется в виду, что все |
возникающие в процесое испытаний неисправности устраняются, и
испытание продолжается.
В случае, когда в системе участвует несколько ЭЦВМ,
|
|
M |
t u |
|
|
|
m (t) |
’ |
|
где К - число ЭЦЕМ, |
участвующих в испытаниях, остается посто |
|||
янным во время всех |
испытаний. Для современных ЭВМ Ta(t) лежит |
|||
в пределах TD( t ) |
= 500 ♦ 1000 часов. |
|||
Иногда вместо наработки на отказ |
пользуются обратной величиной |
|||
a f t ) = |
т (t) |
|||
Mtu |
|
|||
называемой суммарной частотой |
отказов. |
Указанные характеристики позволяют в некоторой степени оце нивать собственно надежность машины. Однако, они не учитывают удобства эксплуатации мапши, их ремонтопригодность, расход вре мени не ремонт и т .д .
-<3-
2 . Коэффициент профилактики.
Под коэффициентом профилактики понимается отношение времени, за траченного на профилактику и ремонт машины, к полезному времени
ее работы: |
, |
■ |
|
L ПрОф + |
t pew |
tflOA
Время tnpocp |
, |
t pe/u |
и t пол берется за определенный календарный |
срок (обычно |
за |
го д ). |
Под полезным временем работы понимается |
время, затрачиваемое |
непосредственно на решение задач и отладку |
||
программ. Под |
tnpocp |
понимается суммарное время, .затрачиваемое |
|
на проведение |
профилактических мероприятий, под t рем - время, |
||
затрачиваемое на текущий ремонт машины. Время простоя машины в |
|||
исправном состоянии не учитывается. |
Эта характеристика позволяет судить не только о надежности, но и об удобствах эксплуатации и ремонтопригодности машины.
3. Коэффициент эффективности профилактики.
Этот коэффициент характеризует качество профилактических меропри ятий. Под коэффициентом эффективности профилактики КдП понимает
ся отношение числа неисправностей, обнаруженных при проведении профилактики, к общему числу неисправностей, возникших в течение определенного календарного срока;
И л
^эп “
|
|
|
П п + П « |
|
где f l п |
- |
число |
неисправностей, |
обнаруженных при проведении про |
|
|
филактики, |
|
|
Лсг |
- |
число |
неисправностей, |
не обнаруженных при профилактике, |
- 14-
во возникших во время работы машины;
Понятно, ч то , увеличивая время и объем профилактических работ,
можно довести КдП до единица, но тогда коэффициент использова ния упадет до нуля. Поэтому время, отводимое на профилактичес
кие работа, |
следует выбирать в разумных пределах. |
||
4 . |
Среднее время устранения неисправностей, или среднее |
||
время восстановления. |
|
||
Величина среднего времени отыскания неисправности может быть |
|||
вычислена по формуле |
п , |
||
|
ср. рем -------------- -------------------- . |
||
где £ р е м ( |
- |
время, потребное на отыскание и устранение неис |
|
правности, |
|
|
|
Т1 |
- |
число неисправностей. |
|
У ЭВМ третьего |
поколения |
Тор.рем~ 0 ,5 час. ага величина характе |
ризует не только ремонтопригодность ЦВМ, но и степень автоматиза ции поиска неисправностей, а также квалификацию обслуживающего персонала.
5 . Коэффициент использования.
Одной из важнейших характеристик является коэф
фициент использования. Под коэффициентом использования машины
понимается отношение полезного времени машины к общему времени |
||
простоя и работы: |
t пол |
|
|
||
|
^ с п = ~ |
+ 1прост |
|
■пол |
гдг под t пол понимается то же, что в п .2 , а под t прост ~ время,
затрачиваемое на профилактику и ремонт, а также время простоя машины в исправном состоянии. Эта характеристика позволяет су дить не только о надежности, эксплуатационных качествах и реман-
- (5-
топригодности, но и об эффективности использования машины, точнее,
о ее загруженности. Этой характеристикой широко пользуются, так как она характеризует не только машинный парк, но и качество ра боты персонала и всей организации, имеющей ЭЦВМ. При хорошей ор ганизации работ KjIcn ~ 0,95 + 0,97 .
6.Коэффициент готовности.
Под коэффициентом готовности понимают отношение времени исправ ной работы к суш е времени исправной работы я времени, потребно го на отыскание и устранение неисправности.
+ пол
Кг = t1прОф +1пол +t рем
В отличие от коэффициента использования коэффициент готовности не учитывает простои, не связанные с ремонтом аппаратуры. Таким образом, коэффициент готовности характеризует, плавным образом,
ремонтопригодность машины и качество технического обслуживания.
Обычно Кр я: 0,99 .
7 . Среднее время полезной работы машины за сутки.
Под средним временем полезной работы за сутки понимают отноше ние суммарного времени полезной работы машины за определенный календарный срок к количеству суток (рабочих и выходных), насчи тывающихся в этом календарном сроке.
п
tnOAi
о р .=
к
Эта характеристика оценивает не только качество машины, но и сте пень ее загруженности в данной организации. Обычно Тср.оя22 часа.
- /б -
Выше мы рассмотрели характеристики, которые так или иначе связаны о возникновением отказов. Время я е , затрачиваемое на устранение последствий обоев, практически входит в полезное время.
8. Для полной характеристики машины необходимо дать коли чественную оценку достоверности ^гнкционировшшя машины. Такой величиной может быть среднее время бессбойной работы.
'л
|
П е 5 ( t ) |
’ |
|
где ^ jiff(О - количество сбоев, произошедших за время |
испы- |
||
ханий |
f , |
|
|
9 . |
Наиболее общим критерием надежности ЭЦВМ можно |
считать |
вероятность правильного решения задачи в течение данного времени.
Эта вероятность, вообще говоря, зависит от времени, прошедшего
после |
последней профилактики 1 , |
а также |
от времени решения |
||||
задачи |
Т |
. |
Для ориентировочного |
расчета |
этой величины может |
||
.рги. использована формула |
|
|
|
||||
|
|
|
P ( t ,r ) ~ P r it)-PSo( r ) - P Se( l ) , |
||||
~i 'j) |
- вероятное.ь |
того , что машина окажется работоснособ- |
|||||
|
|
|
ной (не в состоянии ремонта) к началу решения за |
||||
|
|
|
дачи, |
|
|
|
|
РБо(Т) |
- |
вероятность безотказной работы машины в течение |
|||||
|
|
|
времени |
Т |
, необходимого для решения задачи, |
||
Р^ (т) - |
вероятность бессбойной работы машины в течение |
||||||
|
|
|
времени |
Т . |
|
|
|
10. |
|
Наконец, следует упомянуть |
о такой характеристике маш |
как производительность.' Эта характеристика не учитывает надежность
- 17-
машины и нужна эксплуатационникам для оценки качества машины с точки зрения ее вычислительных возможностей и для оценки ка чества программирования.
Производительность определяется как отношение числа операций
алгоритма |
решения задачи ко |
времени, затрачиваемому на программ |
мирование |
и на решение задачи на машине. |
|
|
Т |
+ Т |
|
маш |
прогр |
где Л |
- количество операций алгоритма решения задачи, |
|
Т'маш - время, затрачиваемое на решение задачи, |
||
Тпрогр |
~ время, затрачиваемое на программирование. |
Тмаш можно выразить через быстродействие машины:
|
|
Т |
= Н |
прогр |
Г |
• |
|
|
маш |
|
1 ср |
||
где fl прогр |
- |
количество |
операций, |
выполняемых машиной при ре |
||
|
|
шении задачи, |
|
|
|
|
Г ср |
- |
среднее время выполнения одной операции. |
У^прогр можно выразить следующим образом:
|
ипрогр |
М + Мдоп |
|
|
где /v доп |
- количество дополнительных операций, |
необходимых |
||
для преобразования программы и пересылок информации. |
||||
После |
подстановки получим: |
|
|
|
II = |
И |
|
|
I |
доп ) + тпрогр |
|
|
||
|
|
|
||
|
|
г . р • V |
|
- £ ■ * - Ь р в |
|
|
« • |
^ |
|
|
|
|
I |
|
•••-Jb ..
.О Г Л .-.Л Г. *
- 18-
.Второй член в знаменателе определяет снижение производительное-
ш яа счет необходимости выполнения дополнительных операций. Тре
жШ-же, вместе со вторым, определяет качество программирования и кваяфшации программистов.
Как видно из выражения, производительность тем выше, чем выше
Лнеюродействие машины и чем выше квалификация программистов. Кро
ме * ого , эта величина зависит от |
системы команд машины, объема |
памяти и некоторых других качеств |
машины. |
Таким образом, мы рассмотрели ряд характеристик, имеющих важное значение для правильной и эффективной эксплуатации ЭЦВМ.
Заводы-изготовители и Центральное статистическое управление регулярно собирают от организаций, эксплуатирующих ЭЦВМ, сведе ния, позволяющие получить указанные выше характеристики, и,
обобщая эти сведения, вырабатывают соответствующие предложения до аксплуатации и доработке выпускаемых ЭЦВМ, Многие из этих характеристик целесообразно получить в для внутреннего цотреб-
ленжя в эксплуатирующих организациях.
- 19- |
|
Г л а в а |
II |
МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ |
Ц ВМ |
§ 2 .1 . Классификация ошибок |
и их характеристики |
Ошибки в ЭДЕМ могут быть систематическими или случайными.
Систематические ошибки появляются, как правило, в резуль тате отказов одного или нескольких схемных элементов, входящих
в цепи передачи информации или в устройства, с помощью которых выполняются арифметические и логические операции. Если выполня ется одна и та же операция над одними и теми же числами несколь ко раз, то систематическая ошибка будет повторяться каждый раз.
При других числах или при другой операции она может и не по явиться, несмотря на наличие отказа. Следует заметить, что при отказе некоторых элементов устройства управления машина вообще теряет возможность выполнять операции хотя бы и с ошибками.
Случайные ошибки являются результатом сбоев в тех или иных устройствах машины. Этот вид ошибки является источником основ ных затруднений для эффективной эксплуатации ЭЦВМ, так как мож но до и после решения убедиться в исправности ЦВМ, но при этом нет гарантии того, что в процессе решения не возникла ошибка вследствие сбоя. Поэтому система контроля направлена обычно,глав ным образом, на обнаружение случайных ошибок. Кстати, оистема обнаружения случайных ошибок позволяет в большинстве случаев обнаруживать и систематические, т .е . обнаруживать отказы.
В кодах чисел, которые обрабатываются и передаются в ЦВМ,
ошибки могут быть одиночными или групповыми. Признаки одиноч ной и групповой ошибок могут быть различными в зависимости от