книги из ГПНТБ / Самохин А.Ф. Эксплуатация цифровых вычислительных машин [учеб. пособие]

-з о -

ности сигналов, необходимых для выполнения контрольных микро­ операций (например, контроль регистра может быть осуществлен поочередной подачей нулей и единиц с последуют!им опросом).

Достоинством является возможность локализовать место неисправ­ ности с точностью до разряда. Недостатки те же, что у програм­ мно-логического контроля.

Встроенный контроль - это контроль параметров радиоэлект­ ронной аппаратуры с помощью встроенных в нее датчиков. Контро­ лю могут быть подвергнуты следухшие параметры: амплитуда импуль­ сов, напряжение, ток, частота следования импульсов, временные интервалы. Нужно сказать, что в ЭЦВМ этот вид контроля пока еще не нашел применения.

Комбинированный вид контроля сочетает в себе аппаратный и программный методы контроля, взаимно дополняющие друг друга.

Этот вид контроля получил наибольшее распространение в совре­ менных ЭЦВМ. Чаще всего для обнаружения факта неисправной ра­ боты ЦВМ используется аппаратный контроль, а для локализации места неисправности используются различного рода тесты.

Все сказанное относительно программно-логического и тесто­ вого контроля в рабочем режиме справедливо и для случая исполь­ зования их в режиме профилактики. Однако, следует иметь ввиду,

что для профилактики используются обычно более полные тесты,

так как здесь потеря времени имеет меньшее значение, проверка должна быть более полной и степень локализации неисправностей обычно должна быть более высокой (до элементов или сменных яче­ ек ).

Как правило, в ЦВМ предусматривается возможность автоном­ ной проверки отдельных устройств с использованием средств ап­ паратно-логического контроля. Это позволяет более эффективно

- 3 1 -

использовать машину, так как во время ремонта отдельных устройств ЭЦВМ может использоваться для решения задач, не тре­ бующих участия этих устройств,

§ 2 .4 . Сравнительная оценка методов контроля и влияние контроля на эксплуатационные характеристики ЭВЫ

Структура системы контроля ЭЦВМ существенно зависит от

характера выполняемых машиной задач. При этом она зависит не

точной вероятностью обнаруживать все ошибки, возникающие в ра­ боте машины, т .е . система контроля должна быть полной. При этом,

в ней могут быть использованы либо средства полного аппаратного контроля, либо средства полного программного контроля-, либо их комбинация.

Использование аппаратного контроля целесообразно тогда',

когда к времени обнаружения ошибок предъявляются весьма жест­ кие требования. Это может быть в том случае, когда мащина управляет ответственным реальным процессом при достаточно пол­ ной загрузке машины и при наличии эффективной системы устране­ ния случайных сбоев.

Программный контроль используется в том случае, когда за­ грузка машины предполагается не достаточно полной и имеется возможность допускать запаздывание в обнаружении ошибки,1 Это может быть либо в случае использования ЭВМ для решения научно-

технических и других задач, либо в управляющих ЭЦВЧ с достаточно

- 32-

болыпим периодом дискретизации процесса управления.

В настоящее время, как уже указывалось, наиболее часто используются смешанные системы контроля, в которых аппаратный контроль используется для установления факта наличия ошибки, а

для локализации места неисправности используются программные методы.

Система контроля направлена на решение, главным образом,

двух проблем:

-повышение достоверности функционирования ЭЦВМ,

-сокращение времени поиска неисправностей.

Своевременное обнаружение ошибок и отказов в управляющей ЭЦВМ обеспечивает нормальное функционирование системы, в кото­ рую эта ЭЦВМ включена. В случае же использования ЭЦВМ для ре­ шения задач, не связанных с управлением, обнаружение ошибок исключает затрату машинного времени на продолжение неверного решения. В этом смысле обнаруженные и исправленные ошибки мож­ но не учитывать.при определении количественных характеристик надежности ЭЦВМ. Следовательно, надежность ЭВМ при эффективной системе контроля и исправление ошибок повышается. С другой сто ­ роны, сокращение времени поиска неисправности существенно со­ кращает время ремонта и, следовательно, увеличивает полезное время.

Наконец, хорошая система контроля позволяет во время про­ филактики эффективно выявлять элементы, физические параметры которых близки к граничным, и тем самым предупреждать возмож­ ность появления сбоев и отказов.

Таким образом, введение в ЭЦВМ системы контроля, повыша­ ет безотказность, улучшает ремонтопригодность и сокращает вре­ мя простоя машины, т .е . повышает надежность и эффективность

-з ч -

3 . Эффективность контроля - отношение числа обнаруженн системой неисправностей к оба(ему числу неисправностей, которые могут возникнуть в контролируемом устройстве.

П

Эта характеристика оценивает вероятность обнаружения неисправ­ ностей в контролируемом устройстве и может использоваться для

обоих типов систем контроля.

Перечисленные выше характеристики оценивают системы конт­ роля с точки зрения их работоспособности, но не оценивают, ка­

кой ценой это достигается. Поэтому наряду с перечисленными ис­ пользуется еще ряд характеристик, учитывающих затраты на орга­

роля к числу элементов контролируемого устройства совместно с системой контроля.

ствует полному дублированию аппаратуры.

Для программных систем контроля эта характеристика не имеет смысла.'

6 . Коэффициент полезного действия испытательной програ мы - отношение числа команд, направленных непосредственно на

-35-

контроль, к общему числу команд в испытательной программе.

Пусть рассматриваемая система контроля предназначена для опре­ деления неисправностей в одном устройстве машины. Но в процес­ се Функционирования системы контроля обработка информации, ис­

пользуемой для контроля, производится не только в этом устройс­ тве, но и в других, не контролируемых. При этом, неисправности

в неконтролируемых устройствах могут влиять или не влиять на результат работы системы контроля. В первом случае результаты

контроля будут недостоверны, во втором - достоверны.

Под связностью понимается отношение числа неисправностей

в неконтролируемых устройствах, участвующих в работе системы контроля, которые влияют на результат контроля, к общему числу неисправностей.

Чем меньше величина S , тем выше достоверность определения места неисправности.

На практике часто используются более сложные критерии,

учитывающие и эффективность контроля', и экономичность системы контроля. Однако, эти критерии обычно являются производными от перечисленных выше.

-36-

довых комбинаций, принятых для представления информации, назы­ вают кодом.

Коды разделяются на равномерные и неравномерные. У первых во всех комбинациях одинаковое количество символов, у вторых -

неодинаковое.

Коды, в которых все возможные комбинации задействованы под представление информации, называются простыми, те же, в ко­ торых часть комбинаций для представления информации не исполь­ зуется, называются избыточными, или корректирующими.

Для целей аппаратного контроля используются корректиру­ ющие коды. В корректирующих кодах кодовые комбинации, не ис­ пользуемые для представления передаваемой и обрабатываемой инфор­ мации, называются запрещенными, и их появление должно свидетель­ ствовать о наличии ошибки. Например, если четырехразрядный двоич­ ный код использовать для представления чисел от 0 до 15, то все

IG комбинаций будут использованы к ошибка в любой комбинации даст .пруссе кодн-

- 3 7 -

руемое число. Если тот же четырехразрядный код использовать

туш представления чисел от 0 до 7, г,о для этого потребуется

только 8 комбинаций, остальные 8 будут запрещенными. Можно вы­

брать информационные комбинации таким обрвзом, (см. табл. 3 . I ^ .

что одиночная ошибка в любой позиции превратит информационную

Но для представления чисел от 0 до 7 достаточно трех

двоичных знаков, поэтому данный код является избыточным, или корректирующим.

Корректирующие коды могут быть блочными и непрерывными.

Блочные коды представляют собой последовательность групп (бло­

ются, а кодирование и декодирование выполняется для всего со­ общения целиком. Мы ограничимся рассмотрением только блочных кодов.

Блочные равномерные корректирующие коды разделяются на систематические и несистематические.

- 3 9 -

ность кода. Например, для обнаружения одиночной ошибки необг-

Код с проверкой на четность образуется добавлением к группе информационных двоичных знаков, представляющих собой простой код числа, одного контрольного знака. Значение конт­ рольного знака (0 ,1 ) выбирается таким образом, чтобы общее чис­ ло единиц в коде было всегда четным (нечетным). После операции над словом (пересылка, запись, чтение) подсчитывается количест­ во единиц в коде с.целью проверки, сохранилось ли условие чет­ ности (нечетности).

Минимальное кодовое расстояние в таком коде cl = 2 , т .е .

будут обнаруживаться все одиночные ошибки. Кроме того , в дан­ ном коде обнаруживаются все групповые ошибки с нечетной крат­ ностью (3 ,5 ,7 и т . д . ) . Групповые ошибки с четной кратностью,

естественно, обнаружены быть не могут, так как при этом чет­ ность не нарушается.

Заметим, что целесообразно число единиц делать нечетным,

так как при этом любая комбинация, в том числе и нуль, будет