Юзвишин И.И. - Основы информациологии - 2000

достоверности информации; К - коэффициент перевода АЦЗ в биты (1 АЦЗ может быть представлен 8 битами или в упакованном формате от 4 до 8 бит).

Если ВЦКП обслуживает р пользователей в году, то общий объем обрабатываемой информации составляет:

W=

P

∑

ξ=1

Vrξ. (18.2)

С учетом удельного количества машинных операций на 1 АЦЗ входной информации имеем годовой объем вычислительных операций

Ф=WL. (18.3)

452

Определим производительность (быстродействие) предполагаемой вычислительной машины, предварительно рассчитав годовой ресурс полезного машинного времени (ТВМn), операций/сек:

Qв.м =Ф/Tв.мn. (18.4)

По номограмме, представленной на рис. 7.1, с учетом рассчитанного быстродействия вычислительной машины и годового объема обрабатываемой информации определяем один из указанных в номограмме классов вычислительных машин. Зная класс ПК

Рис 18.1 Момограмма определения класса ПК и их производительности по объему обрабатываемой годовой информации

и быстродействие в соответствии с их техническими характеристиками, имеющимися в справочных и учебных пособиях, определяем конкретный тип ПК, который должен обработать рассчитанный годовой объем информации. Если по номограмме определен класс ПК и для обработки объема информации необходимо иметь одну или несколько мощных ПК, представляющих центральное ядро (ЦЯ) ИСМО, то для более эффективного использования последнего необходимо рассчитать и выбрать удаленные терминальные устройства обмена информацией между пользователями и ЦЯ системы. С учетом сказанного имеем:

453

Fξλn.nt =

n

∑

t=1

fξλnt+

n

∑

t=1

Рис.18. 2 Блок-схема алгоритма выбора комплекса технических средств МИСМО

455

∑

i=j=0

Pij=1- Таким образом, для определения надежности системы фактически необходимо найти (при i=j) значения четырех вероятностей

456

P0, PI, Р2, P3, методика определения которых на базе решения системы линейных алгебраических уравнений приведена в параграфах 4.2 и 4.3 настоящей книги. Расчеты показали, что Р3<<Р2≈Р1,<<P0 и так как Р3 является малой величиной, то надежность (вероятность безотказного состояния) ИСМО, представленной на рис. 18.3, определяется из выражения:

R=

∑

i=j=0

Pij =1-P3. (18.10)

Опытно-статистическим путем установлено повышение надежности ИСМО при увеличении числа комплексируемых ПК. График зависимости надежности от количества ПК в системе и от времени ее эксплуатации показан на рис. 18.5. Кривая R=f(t,N) свидетельствует об увеличении надежности с увеличением количества ПК. При трехмашинной ИСМО надежность последней достигает максимального своего значения, находясь в пределах 0,999-1. При четырехмашинном комплексе надежность практически равна единице. На рисунке приведены кривая отказов ИСМО с увеличением ПК (F=1-R) и кривые безотказной работы системы в зависимости от времени.

Рис. 18.5. Графическая интерпретация надежности ИСМО

Рис. 18.6. Схема телетракта передачи информации с коммутацией канала связи

Рассмотрим конкретный пример расчета надежности ИСМО, показанной на рис. 18.3. Пусть надежность каждой из ЭВМ, входящих в состав системы, равна 0,85. Необходимо определить надежность двухмашинной ИСМО, состоящей из ПК №1 и 2.

Используя основные законы булевой алгебры и правила преобразования логических выражений, условную схему двухмашинной ИСМО представим в виде логической операции дизъюнкции, предварительно обозначив ПК № 1 через 1, а ПК № 2 через 2.

B=(2 2) (2 1)=1 2=1+2-1∙2.(18.11)

457

Так как В представляет собой выходную информацию системы, то, подставляя в выражение (18.11) соответствующие вероятности каждого из обозначений, получим вероятность безотказного состояния (надежность) ИСМО:

RИСМО=PB=PПК №1+PПК №2-PПК №1PПК №2=

(18.12)

=0,85 + 0,85 - (0,85-0,85)=0,9775.

Следовательно, надежность ЦЯ ИСМО, состоящего из двухкомпьютерного комплекса, повышается на 12,75% по отношению к надежности одного ПК. Аналогично можно рассчитать или определить по графику рис. 18.5 надежность ЦЯ любой МИСМО, состоящей из трех, четырех и т.д. ПК. Надежность ПК или двухкомпьютерной ИСМО можно рассчитать, используя зависимость

RГ=tσ-tB/tσ, (18.13)

где Rг - надежность или коэффициент готовности ПК; tв - среднее время восстановления работоспособности (готовности) ПК; tσ - среднее (паспортное) время безотказной работы ПК.

Рассмотрим телетракт передачи данных МИСМО с коммутацией каналов (КК), позволяющей увеличивать скорость доступа к информационно-вычислительным ресурсам и уменьшать соответственно время отклика системы, схема которого представлена на рис. 18.6, где ЦЭКК - центральный электронный коммутатор каналов связи, а Кi - коммутатор i-й АТС. Произведем расчет вероятности безотказной работы телетракта, если известно, что аппаратура ЦЭКК настолько дублирована, что вероятность его отказа фактически равна нулю, т.е. РотЦЭКК - 0. Положим, что необходимо передать сообщение из коммутатора К1 в коммутатор К2. Указанное событие может быть реализовано несколькими способами коммутации каналов. Запишем логическую функцию всех возможных коммутаций каналов, через которые сообщение С может быть передано из К1 и К2:

{K1 1 2 K2 K1 7 8 2 K2 K1 3 4 2 K2 K1 7 8 9 10 K2 K1 7 8 5 6 K2 K1 3 4 9 10 K2

K1 3 4 5 6 K2

LCK1K2 = K1 1 9 10 K2 (18.14)

K1 1 5 6 K2

458

Логическую функцию (передачи сообщения из К1 в К2) представим в виде конъюнкционнодизъюнкционных операций булевой алгебры:

Определим надежность телетракта, т.е. вероятность безотказного функционирования всех возможных каналов и их коммутаторов, через которые может пройти сообщение С K1 K2 , заменив каждое из событий выражения (18.15)через соответствующие вероятности и приняв Рi=0,9, а

РK1=РK2=1

PCK1K2 = P1P2PK2 P7P8P2PK2 P3P4P2PK2

P7P8P9P10PK2 P7P8P5P6PK2 P3P4P9P10PK2 P3P4P5P6PK2 (18.16)P1P9P10PK2 P1P5P6PK2= 0.9998.

Рассчитав надежности двухмашинного ЦЯ ИСМО и телетракта передачи информации, определим надежность МИСМО в целом:

RМИСМО = RИСМО PCK1K2 = 0,9775 0.9998 = 0,9773.

Если центральное ядро МИСМО состоит из трех-четырех ПК, то, как правило, на графике R=f(t,N) (см. рис. 18.6) и в соответствии с расчетами надежность МИСМО увеличивается до 0,999.

НАДЕЖНОСТЬ СЕТЕЙ МИСМО. Естественно, что МИСМО приобретают большой интерес у разработчиков и хозяйственных руководителей, являясь основой дальнейшего развития и повышения эффективности сети автоматизированных систем управления и вычислительных центров коллективного пользования. Мощные МИСМО объединяются в единую мировую распределеннолокальную информационно-сетевую систему Интернет.

Произведем расчет надежности СЕТИ, представленной на рис. 18.7. Предполагается, что пользователь, имея доступ к терминалу (Т) отдельного ПК, к ВК ПК или непосредственно к i-й МИСМО, может с помощью протокола посылать сообщения или получать информацию от любого ее источника, указанного на схеме. Чтобы надежность сети, полученная в результате расчета, полностью характеризовала коэффициент готовности, выберем все возможные маршруты сети от терминала пользователяn к терминалу пользователяk и запишем логическую функцию всех этих маршрутов:

460

LCTnKK = (Tn 1 I 3 VI 35 III 34 Tk)

(Tn 1 I 3 VI 19 IV 27 III 34 Tk)

(Tn 1 I 4 K1 20 IV 27 III 34 Tk)

(Tn 1 I 6 KK 5 K1 21 K2 29 III 34 Tk)

(Tn 1 I 6 KK 8 VII 22 K2 29 III 34 Tk)

(Tn 1 I 6 KK 9 VIII 23 K2 29 III 34 Tk) (18.18)

(Tn 1 I 6 KK 10 II 12 VIII 23 K2 29 III

34 Tk) (Tn 1 I 6 KK 10 II 13 K3 25

V 31 III 34 Tk) (Tn 1 I 6 KK 9 VIII

24 V 30 K2 29 III 34 Tk) (Tn 1 I 6 KK

9 VIII 15 K2 33 III 34 Tk).

Примем вероятности безотказных состояний МИСМО, ЦЭКК, К и ВК ПК равными единице, всех каналов связи - 0,9, а всех одиночных ПК - 0,8. Подставляя в функцию (18.18) соответствующие вероятности и их числовые значения, получим вероятность (надежность) безотказной работы СЕТИ

(см. рис. 18.7):

PCTnTk = (0,48 0,38) (0,42 0,35) (0,43 0,35)

(0,29 0,39) (0,31 0,34) = (0,68 0,62) (0,63 0,57) (18.19)(0,54) = (0,88 0,84) 0,54 = 0,98 0,54 = 0,99 .

Информационно-вычислительная сеть массового обслуживания реализует следующие комбинированные и отдельные коммутации при помощи протоколов и архитектуры связи, обеспечиваемых центрами электронной коммутации (ЦЭК): коммутация каналов-сообщений (ККС); коммутация каналов-пакетов (ККП); коммутация сообщений-пакетов (КСП); коммутация каналов (КК); коммутация сообщений (КС); коммутация пакетов (КП). Замена электромеханических декадношаговых и координатных систем коммутации современных АТС на электронные, в основу которых заложены так называемые электронные управляющие машины (ЭУМ), обеспечивающие процессы обслуживания запросов пользователей под управлением специальных программ, позволяет увеличить нагрузку АТС, снизить эксплуатационные затраты, расширить сеть МИСМО, обеспечить эффективное использование Интернет.

461

454 :: 455 :: 456 :: 457 :: 458 :: 459 :: 460 :: 461 :: Содержание 461 :: 462 :: 463 :: 464 :: Содержание