- •Содержание
- •Введение
- •1 Надёжность электронной аппаратуры
- •1.1 Основные определения стандартов надежности
- •1.2 Обеспечение надёжности электронной аппаратуры на этапах проектирования
- •1.2.1 Этап аванпроекта
- •1.2.2 Этап эскизного проектирования
- •1.2.3 Этап технического проектирования
- •1.2.4 Этап изготовления опытных комплектов
- •1.2.5 Этап эксплуатации
- •1.2.6 Контрольные вопросы и задания
- •2 Основные показатели надежности
- •2.1.1 Интенсивность отказов
- •2.1.2 Частота отказов
- •2.1.3 Среднее время наработки на отказ
- •2.1.4 Среднее время между отказами
- •2.1.5 Вероятностные показатели надежности
- •2.1.5.1 Вероятность безотказной работы
- •2.1.5.2 Экспоненциальная модель вероятности безотказной работы
- •2.1.5.3 Модель вбр Вейбулла-Гнеденко
- •2.1.5.4 Модель Пуассона
- •2.1.5.5 Вероятность отказа изделия в работе
- •2.1.6 Поток отказов
- •2.1.7 Коэффициент готовности
- •2.1.7.1 Стационарный коэффициент готовности
- •2.1.7.2 Коэффициент оперативной готовности
- •2.1.8 Погрешность оценки показателей надежности
- •2.1.8.1 Погрешность оценки показателей
- •2.2 Применение показателей надежности
- •2.3 Надёжность невосстанавливаемых систем
- •2.4 Надежность дискретных элементов
- •2.5 Пример расчёта надёжности нерезервированных схем
- •3 Надежность резервированных вычислительных систем
- •3.1 Резервирование изделий
- •3.1.1 Резервирование на уровне эвм
- •3.1.2 Резервирование на уровне устройств
- •3.1.3 Резервирование с использованием к-кодов
- •3.1.4 Резервирование в специализированных эвм
- •3.2 Представление резервированных объектов
- •3.3 Параметры НаДёжносТи при нагруженном резерве
- •3.3.1 Расчет показателя безотказной работы
- •3.3.2 Определение средней наработки на отказ
- •3.4 Параметры надёжносТи при ненагруженном резерве.
- •3.5 Надёжность при сложной структуРе резервирования.
- •3.5.1 Скользящий нагруженный резерв
- •3.6 Скользящий ненагруженный резерв
- •4 Метод минимальных путей и минимальных сечений
- •4.1 Примерный расчет надежности методом мп & мс
- •5 Применение сложных структур резерва
- •5.1 Методы избыточного кодирования
- •5.2 Логика с переплетением
- •5.3 Мажоритарное резервирование
- •6 Надежность компьютерных сетей
- •6.1. Расчёт надёжности компьютерных систем
- •7 Надежность систем массового обслуживания
- •8. Контроль и диагностика систем
- •8.1 Основные положения
- •8.2 Контроль по модулю
- •8.3 Построение контрольных тестов
- •8.4 Системы с программным контролем
- •8.5 Встроенный оперативный контроль
- •8.5.1 Встроенный контроль счетчика
- •8.5.2 Встроенный контроль дешифратора
- •8.5.3 Показатели встроенного контроля
- •8.6 Методы диагностирования
- •8.6.1 Основные положения
- •8.6.2 Методы построения диагностических тестов
- •8.6.2.1 Квазиоптимальные тесты шеннона-фано
- •8.6.3 Метод декомпозиции диагностируемой системы
- •8.7 Системы диагностики при эксплуатации
- •8.7.1 Обнаружение отказов при эксплуатации
- •8.7.2 Диагностика периферийных устройств
- •8.7.3 Диагностика многопроцессорных систем
- •9 Надежность программного обеспечения
- •9.1 Классификация ошибок программирования
- •9.2 Способы повышения надежности по
- •9.3 Основные модели надежности по
- •9.3.1 Модель Литтлвуда - Вералла
- •9.3.2 Модель джелинского - моранды
- •9.3.3 Модель шумана
- •9.3.4 Модель шика-вольвертона
- •9.4 Прогнозирование надежности по
- •9.5 Методы структурной избыточности по
- •9.6 Избыточность операционной системы
- •9.7 Метод контрольных функций
- •9.8 Методы тестирования программ
- •9.9 Функциональные методы тестирования
- •10 Отказоустойчивые компьютерные системы
- •11 Обслуживание систем в эксплуатации
- •11.1 Элементы теории восстановления систем
- •11.2 Оптимальные правила предупредительных замен
- •11.3 Оптимальные правила проверок
- •Список литературы
Введение
Эффективное развитие народного хозяйства немыслимо без всестороннего применения средств вычислительной техники, и построения на ее основе автоматизированных систем, локальных, глобальных, корпоративныхсетей, с большим числом компьютеров, телекоммуникационной аппаратуры, обеспечивающей автоматизацию управления технологией производства и выпуска изделий.
Сложность систем и сетей обусловлена большими объемами аппаратных средств, разнообразием задач по управлению хозяйством предприятия, включая и их филиалы, автоматизации техпроцессов всех этапов изготовления продукции.
Такой подход к современному производству, позволяет получать высокую производительность и эффективность управления, при значительном повышении качества и сокращении ручного труда.
Поэтому, вопросам надежной работы электронных устройств автоматизированных систем и сетей в условиях интенсивной и длительной эксплуатации уделяется значительное внимание.
Проблемы обеспечения надежности автоматизированных систем и сетей рассматриваются на всех этапах их проектирования. Начиная с научно – исследовательских работ аванпроекта и заканчивая непосредственно рабочим проектированием, изготовлением и испытаниями, необходимых для подтверждения отличного качества и высоких показателей надежной работы аппаратно - программных средств, систем и сетей.
За последнее время, сформировалась и значительно выросла и окрепла наука теории надежности. Совершенствуются государственные стандарты по различным вопросам планирования и контроля обеспечения надежности, построена испытательная база, созданы на заводском и отраслевом уровне специальные службы, отделы, обеспечивающие управление вопросами надежности. Значительно возросло качество и надежность производимых комплектующих изделий для изготовления электронной техники. Например, среднее гарантированное время безотказной работы современных интегральных микросхем, выполняющих сложные логические функции, достигает от 106до 108часов.
Основными факторами повышения надежности комплектующих изделий стали высокая степень автоматизации производственных процессов изготовления, соблюдение и установка правильных электрических режимов работы устройств микроэлектроники, тщательный контроль выполнения технологии на всех этапах производства.
Дисциплина курса «Надежность, контроль, диагностика и эксплуатация компьютерных систем» основное внимание уделяет методике определения и расчета основных показателей надежности электронных приборов, систем и сетей.
Рассматриваются некоторые методы повышения надежности электронных приборов, вычислительных систем и сетей, такие как:
- резервирование аппаратуры на различных уровнях;
-построение надежных систем за счет изменяемых структур аппаратно – программных средств;
-повышение отказоустойчивости за счет введения самоконтроля;
-определение значений основных показателей надежности;
-повышения надежности программного обеспечения.
Поэтому, к основным задачам данного курса можно отнести:
-изучение основных определений и положений, принятых в теории надежности;
-изучение основных факторов влияющих на повышение надежности электронной аппаратуры, автоматизированных систем и локальных сетей;
- изучение и расчет основных показателей надежности;
-изучение основных методов и рабочих формул расчета показателей надежности электронных приборов;
- изучение методов и рабочих формул приближенного расчета показателей надежности сложных систем и сетей;
-изучение методов построения и рабочих формул расчета показателей надежности и состояний вычислительных центров как систем массового обслуживания;
-методы повышения параметров надежности за счет оперативного контроля и диагностики отказов аппаратуры.
Внимание, уделяемое курсом дисциплины к вопросам обеспечения надежности электронной аппаратуры, позволит хорошо ориентироваться при проектировании современных локальных сетей, или специализированных систем различной сложности, направленности и назначения.
Пособие предназначено для студентов института ИВТ ЗНТУ, обучающихся по специальностям:
-8.091501 «Компьютерные системы и сети»;
-8.091503 «Специализированные компьютерные системы».
Пособие может быть полезно для студентов других специальностей, связанных с использованием и разработкой электронной аппаратуры, систем или сетей.
Содержание пособия основано на материале курса лекций, читаемого на кафедре «Компьютерные системы и сети» ИВТ ЗНТУ.
Учитывая специфику аудитории и объем часов, курс лекций был построен так, чтобы студенты освоили основы теории и умение вести практический расчет основных показателей надежности, как отдельно взятого электронного прибора, так и сложной компьютерной системы или сети. Эти знания дадут возможность хорошо ориентироваться при дальнейшем, профессиональном изучении проблем обеспечения надежности.