курсовая работа / знамцевкурсовик

Дана топология трехступенчатой ИИС:

.

1. Исследование зависимости величины относительной суммарной длины линий связи от взаимного расположения объектов 1 и 2 ступеней

Заданная схема информационно-измерительной системы представляет собой иерархическую, трехступенчатую структуру с симметричным и асимметричным конфигурацией связей.

Линия связи является одним из самых дорогостоящих элементов ИИС и во многом определяет затраты на построение системы и ее надежность.

Суммарная длина линий связи между объектами первой и второй ступеней определяется:

а между объектами второй и третей ступеней

Общая длина линии связи ИИС

В большинстве случаев координаты объектов первой и третей ступеней заданы топологией предприятия и существующей системой управления, поэтому возникает задача оптимального размещения объектов второй ступени.

Обозначим . При имеет место двухступенчатая централизованная структура

Обозначим

,

получим:

При

Подставляем заданные значения.

Построим графики зависимостей

Видно, что для минимизации общей длины линии связи иерархической структуры, объекты второй ступени должны располагаться как можно ближе к объектам первой ступени. Заметное возрастание общей длины связи начинается при

2. Исследование зависимости величины относительной суммарной длины линии связи от числа ступеней

Общая длина линий связи зависит также от числа ступеней и коэффициента ветвления к иерархической структуре.

,

Для трехступенчатой структуры с пятью объектами первой ступени:

Общая длина линий связи находится суммированием длины линий связи по всей ступеням:

При р=2 общая длина линий связи максимальна и формула принимает вид:

Подставим числовые значения

Построим графики зависимостей

Из графика видно, что уже четырехступенчатая иерархическая структура дает существенный выигрыш в сокращении суммарной длины линии связи.

3. Исследование зависимости величины относительного времени безотказной работы иерархической ИИС от величины коэффициента «а».

Обозначим интенсивность отказов объектов каждой ступени . Определим Т₀ по методике оценивания надежности многокомпонентных систем. Будем считать, что объекты ступеней иерархической структуры находятся в двух состояниях: 1 – рабочее состояние ступени; 0 – отказ ступени. При этом условии трехступенчатая иерархическая структура может находиться в 7 состояниях. Для этих состояний имеем:

Центральный орган управления представляет собой III ступень иерархии и более надежен, чем объекты нижестоящих ступеней.

Полагаем, что

,

Подставляем численные значения и строим график

Из графика видно, что наиболее сильно время безотказной работы ИИС снижается при возрастании интенсивности отказов нижних ступеней в полтора два раза по сравнению с интенсивностью отказов ЦОУ.

4. Оценка эффективности иерархической ИИС

Для оценки эффективности иерархической структуры сравним надежность этой структуры с надежностью централизованной системы.

В качестве показателя надежности принимаем вероятность безотказной работы:

,

Надежность работы этой системы:

,

Определим показатели элементов иерархической структуры.

Количество промежуточных линий связи:

Количество промежуточных объектов управления.

Наибольшей надежностью обладает ЦОУ:

,

Промежуточные линии связи более короткие, чем линии связи централизованной системы, поэтому их надежность выше:

Из условия определяются требования к надежности промежуточных объектов и линий связи иерархической структуры:

Подставим числовые значения, решим систему получившихся уравнений и построим графики .

Анализ графиков показывает, что с ростом коэффициента ветвления иерархической структуры допускается снижение требований к надежности объектов и линий связи, а с увеличением числа ступеней надежность промежуточных объектов и линий связи необходимо повышать.

10