книги из ГПНТБ / Каган Б.М. Цифровые вычислительные машины и системы учеб. пособие

вует только одна неисправность. Этот случай как раз хорошо соот­ ветствует диагностике комбинационных схем Ц В М в процессе ее эксплуатации.

Для обнаружения и локализации таких неисправностей исполь­ зуются тесты-наборы значений входных переменных, подаваемых на схему, и соответствующие им наборы значений выходных перемен­ ных, по которым можно обнаруживать неиспровность схемы.

Методам построения тестов комбинационных схем посвящено много работ, но лишь немногие из них удобны и эффективны при ре­ шении практических задач контроля и локализации неисправностей

I

ность тестов для комбинационной схемы, имеющей одиночный отказ логического типа. Рассмотрим сущность этих методов.

переменных значение будет равно 1 вместо 0.

При распространении такого подхода на любую комбинационную схему возникает трудность, связанная с тем, что в реальных схемах доступен выход не каждого элемента. В общем случае необходимо проверять работоспособность схемы, состоящей из большого числа внутренних недоступных элементов. Следовательно, проверяя неко­ торый элемент, надо «заставить его нести ответственность» за выход­ ной сигнал всей схемы. Посмотрим на примере, как это можно сде­ лать (рис. 12-10).

660

Пусть мы проверяем наличие отказа на выходе элемента /. Тог­

проверяемого элемента передавалось к выходу схемы по выбранному пути. Этот этап называется «проталкиванием».

Второй этап заключается в подборе таких входных значений перемен­ ных схемы, при которых фиксируются значения входных переменных элементов, выбранные на первом этапе. Этот этап называется «спус­ ком».

661

Здесь символ d рассматривается как обобщенная переменная,

эффективным, если подбор значений входных переменных произво­

п

662

Метод «чувствительных путей» удобен для практического при­ менения благодаря его простоте. Будучи запрограммированным для Ц В М он оказывается довольно экономичным с точки зрения времени выполнения программы и требуемого объема памяти.

Основной недостаток этого метода состоит в том, что при фор­ мальном его использовании не всегда удается получить тесты. Это объясняется тем, что не в любой схеме можно осуществить «про­ талкивание» d по любому пути. Действительно, пусть имеем схему, представленную на рис. 12-12, для которой необходимо «протолкнуть» d от входа х 2 через элементы I —I V .

путей» то, что каждый раз отыскивается только один путь от места предполагаемой неисправности к выходу схемы.

После завершения этапа «проталкивания» выполняется этап спу­ ска, завершающийся получением тестового набора значений перемен­ ных для предполагавшейся неисправности.

663

Итак, для построения тестов необходимо фиксировать одну за другой все предполагаемые неисправности схемы и строить для них

Учитывая это, в итоге получаем совокупность тестов для про­ верки неисправностей схемы, причем известно, какой тест обнару­ живает какую неисправность.

Зная это, можно построить таблицу неисправностей, каждый столбец которой отмечается некоторой неисправностью, каждая стро­ ка— тестом, а в клетке на пересечении і-й строки и /-го столбца ставится единица, если і-й тест обнаруживает /-ю неисправность.

С помощью таблицы неисправностей можно завершить построе­ ние совокупности тестов. Дело в том, что совокупность тестов может иметь различную длину (число наборов). Очевидно, что желательно выбирать совокупность минимально возможной или близкой к ней длины. Задача поиска совокупности тестов минимальной длины для обнаружения (контроля) всех возможных неисправностей состоит в поиске минимального набора строк, имеющего единицы в каждом столбце таблицы Эта задача в точности совпадает с задачей крат­ чайшего покрытия (минимизации) в теории логических схем и может решаться такими же методами.

Задача поиска совокупности тестов минимальной длины для ди­ агностики (локализации) отказов решается несколько иначе. Удоб­ ный метод решения этой задачи предложен в [Л . 97]. Суть этого метода сводится к следующему Каждому тесту сопоставляется ве­ совой коэффициент, равный числу пар различаемых неисправностей. Это число получается как произведение числа отмеченных и числа неотмеченных клеток в строке таблицы неисправностей, соответствую­ щей данному тесту. Тест с максимальным весовым коэффициентом выбирается как входящий в строящуюся совокупность. При этом таблица разделяется на две новые. В одну входят все неисправности, обнаруживаемые выбранным тестом, а в другую — все необнаружи­

ваемые. Вычисляем весовые коэффициенты тестов ^для

664

щейся совокупности прекращается после того, как любой вычисляе­ мый весовой коэффициент теста для любой из таблиц равен нулю. В результате получается диагностическая совокупность тестов. Эта процедура может быть запрограммирована и реализована на Ц В М .

42-3 3 3

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Авен О . И., Коган Я. А. Математические модели сложных вы­ числительных систем. — «Автоматика и телемеханика», № 1, 1971.

2.Адасько В. И., Кащавцев Ю . А ., Паи В. Б. Устройства вводавывода современных вычислительных машин. М ., «Энергия». 1971.

3.Алексенко А. Г. Основы микросхемотехники. М ., «Советское

5.Анисимов Б. В., Четвериков В. Н. Основы теории и проектиро­ вания цифровых вычислительных машин. М ., «Машиностроение», 1965.

6.Анисимов Б. В., Четвериков В. Н. Преобразование информа­ ции для Э Ц В М . М ., «Наука», 1968.

времени. М ., «Наука», 1970.

10.Бухгольц В. Проектирование сверхбыстродействующих систем комплекса Стретч. М ., «Мир», 1965.

11.Вавилов Е. Н., Портной Г. П. Синтез схем электронных циф­ ровых машин. М., «Советское радио», 1963.

12. Верзаков Г. Ф. и др. Введение в техническую диагностику.

М., «Энергия», 1968.

13.Вычислительная система IBM 360. Принципы работы. М ., «Советское радио», 1969.

14.Гаспарян Л. X., Хачатрян Г. С., Мкртумян И. Б., Акопян Э. В.

16.Глушков В. М. Синтез цифровых автоматов. Физматгиз, 1962.

17.Глушков В. М, Автоматизированные системы управления. Труды II Всесоюзной конференции по программированию. Новоси­ бирск, 1970.

18.Глушков В. М., Гладун В. П., Лозинский Л. С., Погребинский С. Б. Обработка информационных массивов в автоматизирован­ ных системах управления. Киев, «Наукова думка», 1970.

19.Глушков В. М., Барабанов А. А., Калиниченко Л. А., Михнов-

ский С. Д ., Рабинович 3. Л. Вычислительные машины с развитыми системами интерпретации. Киев, «Наукова думка», 1970.

666

20. Гнеденко Б. В., Королюк В. С ., Ющенко Е. Л . Элементы про­

22.Диагностика неисправностей вычислительных машин (сб. ста­ тей). М ., «Наука», 1965.

23.Долкарт В. М ., Новик Г. X ., Колтыпин И. С. Микроминиа­

тюрные аэрокосмические вычислительные машины. М ., «Советское радио», 1967.

24.Долкарт В. М ., Новик Г. X ., Редина С. Ф. Оценка влияния отражений информационных сигналов в системах, использующих ин­ тегральные схемы транзисторно-транзисторной логики. Микроэлек­ троника. М ., «Советское радио», вып. 1, 1972.

25.Дроздов Е. А ., Прохоров В. И., Пятибратов А . П. Основы

вычислительной техники. М ., Воениздат, 1961.

26.Дроздов Е. А ., Пятибратов А . П. Автоматическое преобразо­ вание и кодирование информации. М ., «Советское радио», 1964.

27.Жоголев Е. А ., Трифонов Н. П. Курс программирования. М .,

«Наука», 1964.

28.Заренин. Корректирующие коды для передачи и переработки информации. Киев, «Техніка», 1965.

29.Каган Б. М ., Тер-Микаэлян Т. М . Решение инженерных задач на цифровых вычислительных машинах. М ., «Энергия», 1964.

30.Каган Б. М ., Каневский М . М . Цифровые вычислительные ма­ шины и системы. М ., «Энергия», 1970.

31.Каган Б. М ., Адасько В. И., Пурэ Р. Р. Запоминающие уст­ ройства большой емкости. М ., «Энергия», 1968.

32.Каган Б. М . Общие вопросы построения систем автоматиза­ ции с управляющими вычислительными машинами. — «Электричест­ во», № 11, 1962.

33.Каган Б. М. Управляющие вычислительные машины для ав­ томатизации производственных процессов. Автоматизированный элек­

тропривод производственных механизмов. Т. III. М ., «Энергия», 1966. 34. Каган Б. М ., Степанов В. Н. Использование аппарата цепей Маркова для анализа асинхронных методов умножения в Ц В М . —

«Известия А Н С С С Р , Техническая кибернетика», № 1, 1970.

35. Каган Б. М ., Долкарт В. М ., Новик Г. X ., Каневский М . М .

идр. Универсальная управляющая вычислительная машина

ВН И И ЭМ -1 . — «Электротехника», № 7, 1964.

36.Каган Б. М ., Долкарт В. М ., Каневский М . М ., Новик Г. X .,

Степанов В. Н. Логическая организация управляющей вычислитель­ ной машины В Н И И Э М -3 . — «Электричество», № 3, 1966.

37. Каган Б. М ., Овсепян Г. Е ., Оганян Г. А . Об одном методе обеспечения программной совместимости в Ц В М . Труды 1 Всесоюз­ ной конференции по программированию. Киев, 1968.

38.Каган Б . М ., Долкарт В. М ., Новик Г. X ., Широ Г. Э . Автома­ тизация конструкционного синтеза цифровых вычислительных уст­ ройств.— В кн.: Вычислительная техника для управления производст­ вом. М ., «Машиностроение», 1969.

39.Каган Б. М ., Мкртумян И. Б. Об одном подходе к проекти­

рованию систем автодиагностики Ц В М . — «Вопросы радиоэлектрони­ ки. Серия ЭВ Т ». вып 8, 1971.

40. Каган Б. М ., Мкртумян И. Б ., Бузюк М . А . Об одной реали­ зации D -алгоритма в системе автоматизации проектирования диагно­ стических тестов для комбинационных автоматов. — В кн.: Вопросы теории вычислительных систем. М И И Т , вып. 395, 1971.

42.Карибский В. В., Пархоменко П. П., Согомонян Е. С. Техни­ ческая диагностика объектов контроля. М ., «Энергия», 1967.

43.Карцев М. А. Арифметика цифровых машин. М ., «Наука»,

1969.

44.Китов А . И., Криницкий Н. А . Электронные цифровые маши­ ны и программирование. М ., Физматгиз, 1961.

45.Клямко Э. И. Схемный и тестовый контроль автоматических

цифровых вычислительных машин. М ., «Советское радио», 1963.

46. Коды с обнаружением и исправлением ошибок (сб. статей).

М., Изд-во иностр. лит., 1956.

47.Колтыпин И. С ., Тащиян В. В. и др. Система электропитания

управляющей вычислительной машины В Н И И Э М -3 . — «Электротех­ ника», № 6, 1966.

48.Кофман А ., Крюон Р. Массовое обслуживание. Теория и при­ ложения. М ., «Мир», 1965.

49.Крайзмер Л . П. Быстродействующие ферромагнитные запо­

минающие устройства. М ., «Энергия», 1964.

тодика выполнения операций. М ., Физматгиз, 1959.

52.Ледли Р. Программирование и использование вычислитель­ ных машин. М ., «Мир», 1966.

53.Майоров С. А ., Новиков Г. И. Структура цифровых вычисли­

тельных машин. М ., «Машиностроение», 1970.

54. Макурочкин В. Г. Магнитная запись в вычислительной техни­

56.Мачулин В. В., Пятибратов А. П. Эффективность систем обра­ ботки информации. М ., «Советское радио», 1972.

57.Методы введения избыточности для вычислительных машин (сб. статей). М ., «Советское радио», 1966.

58.Миронов Г. А . Испытательные программы для контроля

электронных цифровых машин. М ., «Наука», 1964.

59.Михелев В. М . Оптимальные алгоритмы умножения, исполь­ зующие кратные множимого. — Ж В М и М Ф , 1964, № 5.

60.Мямлин А . Н. Универсальная электронная вычислительная

машина с контролем и совмещением операций. — В кн.: Вопросы вы­ числительной математики и вычислительной техники. М ., Машгиз, 1963.

61.Мямлин А . Н., Микель В. М ., Кузин Б. П. Арифметическое устройство универсальной электронной вычислительной машины с контролем и совмещением операций. — В кн.: Вопросы вычислитель­ ной математики и вычислительной техники. М ., Машгиз, 1963.

62.Наумов Ю. Е. Сравнение различных типов транзисторных ин­ тегральных логических схем (сб. статей). Микроэлектроника. М ., «Советское радио», 1967.

63.Папернов А . А. Логические основы цифровых машин и про­ граммирования. М ., Физматгиз, 1968.

64.Питерсон У. Коды, исправляющие ошибки. М ., «Мир», 1964.

668

65. Поспелов Д . А. Логические методы анализа И синтеза схем.

М., «Энергия», 1964.

66.Поспелов Д . А. Арифметические основы вычислительных ма­

шин дискретного действия. М ., «Высшая школа», 1970.

67.Поспелов Д . А . Введение в теорию вычислительных систем.

М., «Советское радио», 1972.

68.Пржиялковский В. В., Смирнов Г. Д ., Пыхтин В. Я- Электрон­

ная вычислительная машина «Минск-32». М ., «Статистика», 1972.

69. Применение вычислительных машин для проектирования циф­ ровых устройств (сб. статей). Под ред. Н. Я- Матюхина. М ., «Совет­ ское радио», 1968.

70.Путинцев Н. Д . Аппаратный контроль управляющих цифровых вычислительных машин. М ., «Советское радио», 1966.

71.Рабинович 3. Л . Элементарные операции в вычислительных

машинах. Киев, «Техніка», 1966.

72.Ричардс Р. К. Арифметические операции на цифровых вычис­ лительных машинах. М ., Изд-во иностр. лит., 1957.

73.Ричардс Р. К. Элементы и схемы цифровых вычислительных машин. М ., Изд-во иностр. лит., 1961.

М., «Мир», 1972.

76.Сидоров А . IW, Методы контроля электронных цифровых ма­

шин. М ., «Советское радио», 1966.

77. Смолов В. Б ., Смирнов Н. А . и др. Полупроводниковые коди­ рующие преобразователи напряжения. М ., «Энергия», 1967.

78. Современное программирование. Мультипрограммирование

иразделение времени (сб. статей). М ., «Мир», 1970.

79.Удалов А. П ., Супрун Б. А . Избыточное кодирование при пере­

даче информации двоичными кодами. М ., «Связь», 1964.

80.Фистер М . Логическое проектирование цифровых вычисли­ тельных машин. Киев, «Техніка», 1964.

81.Флорес А . Программное обеспечение. М ., «Мир», 1971.

82.Хетагуров Я . А . Арифметические устройства вычислительных машин. М ., Атомиздат, 1961.

83. Мультипроцессорные вычислительные системы. Под ред.

Я. А. Хетагурова. М ., «Энергия», 1971.

84.Хогланд А . С . Цифровая магнитная запись. М ., «Мир», 1968.

85.Чжен Г., Меннинг Е., Метц Г. Диагностика отказов цифровых вычислительных систем М ., «Мир», 1972.

86.Шерр А . Анализ вычислительных систем с разделением вре­ мени. М ., «Мир», 1970.

и программирование. Под ред. А. И . Китова. М ., «Советское радио»,

669