Лаб_9 Головков И.Е. 12002108 АЭВМ

БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(НИУ «БелГУ»)

ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРНЫХ И ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Кафедра информационных и робототехнических систем

Отчет

по дисциплине «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем»

специальности Информационные системы и технологии

профиль «Информационно-управляющие системы»

Лабораторная работа №9 по теме

«Исследование поведения характеристик надежности при введении в систему резервных элементов»

Выполнил:

студент очной формы обучения

группы 12002108

Головков Игорь Евгеньевич

Проверила:

Доцент кафедры ПИиИТ, к-т техн. наук

Явурик Ольга Васильевна

БЕЛГОРОД 2022

Цели работы: исследование поведения характеристик надежности системы при различном способе резервирования при помощи аналитического подхода. В качестве рассматриваемой взята система, представляющая собой два резервных устройства, соединенных моноканалом.

Ход работы:

Задание:

Довести исследование до конца, построив графики зависимостей вероятностей нахождения системы в различных стадиях (P₂, P₃, P₄) при изменении одной из характеристик ее подсистем (убедитесь, что P₁=0):

1.   При горячем резервировании.

2.   При холодном резервировании с интенсивностью переключения q=0,5.

3.   При холодном резервировании с интенсивностью переключения q=1,0.

4.   При холодном резервировании с интенсивностью переключения q=1,5.

№	Число бригад ремонта	Тип резервных устройств	Изменяемый параметр

5

Две бригады

Серверы базы данных

m1

Подсистема	l	s	m
Сервер базы данных	0.00004	0.125	0.5
Принтер	0.0002	0.125	0.5
Моноканал	0.000008	¾	0.5

Рисунок 1 – Пример ввода исходных данных

Рисунок 2 – Пример результатов расчёта

Таблица 1 - Р2, Вероятность работы системы

m1	Холодный резерв, q = 0.5	Холодный резерв, q = 1.0	Холодный резерв, q = 1.5	Горячий резерв
0.0	0.997988024	0.997988024	0.997988024	0.997988024
0.5	0.999384226	0.999406359	0.999417428	0.999450644
1.0	0.999466574	0.999462435	0.99946008	0.999450703
1.5	0.999511476	0.999498461	0.999490039	0.999450723
2.0	0.999539744	0.999523565	0.999516323	0.999450733
2.5	0.999559177	0.999542061	0.999529611	0.999450739
3.0	0.999573358	0.999556254	0.999543338	0.999450743

Рисунок 3 – График Р2

Рисунок 4 – График Р2

Таблица 2 – Р3 Вероятность необнаруженных отказов

m1	Холодный резерв, q = 0.5	Холодный резерв, q = 1.0	Холодный резерв, q = 1.5	Горячий резерв
0.0	0.001596781	0.001596781	0.001596781	0.001596781
0.5	0.000533118	0.000533187	0.000533221	0.000533324
1.0	0.000470384	0.000486787	0.000496404	0.000533281
1.5	0.000436176	0.000456975	0.000470435	0.000533267
2.0	0.000414640	0.000436200	0.000451129	0.000533259
2.5	0.000399835	0.000420894	0.000436212	0.000533255
3.0	0.000389031	0.000409149	0.000424341	0.000533252

Рисунок 5 – График Р3

Рисунок 6 – График Р3

Таблица 3 – Р4, Вероятность простоя системы

m1	Холодный резерв, q = 0.5	Холодный резерв, q = 1.0	Холодный резерв, q = 1.5	Горячий резерв
0.0	0.000415195	0.000415195	0.000415195	0.000415195
0.5	0.000082656	0.000060454	0.000049350	0.000016032
1.0	0.000063043	0.000050778	0.000043588	0.000016016
1.5	0.000052349	0.000044564	0.000039527	0.000016010
2.0	0.000045616	0.000040235	0.000036508	0.000016008
2.5	0.000040988	0.000037045	0.000034177	0.000016006
3.0	0.000037611	0.000034597	0.000032321	0.000016005

Рисунок 7 – График Р4

Рисунок 8 – График Р4

Вывод: в ходе лабораторной работы были исследованы поведения характеристик надежности системы при различном способе резервирования при помощи аналитического подхода. В качестве рассматриваемой взята система, представляющая собой два резервных устройства, соединенных моноканалом.

Ответы на контрольные вопросы:

1. Потребность в любой технической системе определяется ее эффективностью.

2. Полная эффективность системы определяется суммой эффективностей на всех ее жизненных фазах.

3. Жизнь системы состоит из следующих фаз: создание, хранение, использование и утилизация.

4. Данная фаза состоит из двух подфаз: работа системы и ее простой. Находящаяся в использовании система работает, если она выполняет возложенные на нее функции, то есть реагирует заданным образом на определенные действия среды, которая ее окружает. В противном случае система простаивает. Переход системы из рабочего состояния в состояние простоя называется отказом, из состояния простоя в рабочее состояние восстановлением. Эффективность работы системы определяется разницей в ресурсах на ее выходе и входе. Эффективность простоя системы определяется потерями в связанных с ней ресурсах и затратами на ее восстановление. Научное направление, которое занялось вопросами исследования работоспособности систем, получило название: теория надежности.

5. Данный контроль может быть двух типов: непрерывный и периодический. При непрерывном типе контроля система контролируется постоянно. При периодическом типе контроля система контролируется через некоторые (в общем случае не фиксированные) промежутки времени.

6. Нахождение системы в рабочем состоянии до обнаружения ее восстановления. Нахождение системы в рабочем состоянии после обнаружения ее восстановления. Нахождение системы в состоянии простоя до обнаружения ее отказа. Нахождение системы в состоянии простоя после обнаружения ее отказа.

7. Под общей характеристикой надежности системы понимается вектор случайных величин S=(S1,S2,S3,S4) времен ее нахождения в этих стадиях.

8. интенсивность периодического контроля работы системы; интенсивность отказов системы; интенсивность периодического контроля простоя системы; интенсивность восстановлений системы.

9. P2-вероятность работы системы Р3-вероятностьнеобнаруженных отказов Р4-вероятность простоя системы

10. Вероятность(Р2), определяющая среднюю долю времени, в течение которого данная система работоспособна, также носит название коэффициента готовности системы в установившемся режиме КГ.

11. С точки зрения восстанавливаемости после отказа все технические системы можно разделить на два класса: восстанавливаемые и невосстанавливаемые. Восстанавливаемые системы разделяются на самовосстанавливающиеся и требующие ремонта. Восстанавливаемая система может обладать как любым из этих качеств, так и обоими качествами одновременно, но с различной интенсивностью восстановления.

12. Для систем, требующих ремонта, существует такой параметр, как число бригад, которые одновременно ее ремонтируют Nb. Если число отказавших подсистем в системе больше, чем Nb, то, если ремонт бесприоритетный, подсистема, вышедшая из строя позже, не ремонтируется (но может самовосстанавливаться), пока не появится свободная бригада для ее ремонта. Если ремонт приоритетный и отказывает подсистема с более высоким приоритетом, то одна из бригад, ремонтирующих в текущий момент подсистемы с наиболее низким приоритетом, переключается на ремонт отказавшей подсистемы.

13. Для повышения надежности системы существуют два метода: повышение надежности отдельных ее подсистем или их резервирование. Выбор метода повышения надежности для той или иной системы осуществляется по критерию эффективности получаемой системы. Повышение надежности отдельных подсистем достигается путем улучшения их физических характеристик.

14. Использование метода резервирования дает возможность в случае обнаружения контролем отказа основной подсистемы происходит переключение на резервную. Резервирование разделяют на два типа: "горячее" и "холодное". Надежность устройства переключения при резервировании считается существенно более высокой, чем надежность других подсистем.

15. Для нахождения характеристик надежности системы, как и любых других ее характеристик, применяются два подхода: экспериментальный и аналитический. При использовании экспериментального подхода нужные характеристики системы получаются из результатов опыта.

16. Разложение системы на составляющие ее подсистемы. Определение связей между полученными подсистемами. Построение зависимостей характеристик системы от характеристик ее подсистем. Получение нужных характеристик подсистем при помощи экспериментального подхода либо при помощи их дальнейшего анализа. Нахождение характеристик системы через характеристики ее подсистем