- •Раздел 3. Технические средства информационных технологий Лекция № 9. Информационные основы контроля работы цифровых автоматов
- •1 Основные характеристики надежности эвм. Функции систем
- •2 Систематические коды. Контроль по четности, нечетности, по Хеммингу.
- •1 Основные характеристики надежности эвм.
- •1.1 Надежность информационной системы
- •1.2 Достоверность функционирования информационной системы
- •1.3 Функции систем контроля и диагностирования
- •2 Систематические коды. Контроль по четности,
- •2.1 Код с проверкой четности (нечетности)
- •2.2 Контроль по совпадению
- •2.3 Корректирующий код Хэмминга
Раздел 3. Технические средства информационных технологий Лекция № 9. Информационные основы контроля работы цифровых автоматов
1 Основные характеристики надежности эвм. Функции систем
контроля и диагностирования.
2 Систематические коды. Контроль по четности, нечетности, по Хеммингу.
Литература: 1. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и
системы: Учеб. Пособие для вузов. – 2-е изд., перераб.
и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1985.
1 Основные характеристики надежности эвм.
Функции систем контроля и диагностирования
Среди основных показателей качества информационных систем можно выделить надежность, достоверность и безопасность.
Безопасность информационной системы (ИС) характеризуется способностью системы обеспечить защиту информации от несанкционированного доступа с целью ее раскрытия, изменения или разрушения. Названный показатель не является предметом обсуждения данной лекции. Вопросы обеспечения безопасности информационных систем будут изучаться в дисциплине «Методы и средства защиты компьютерной информации».
Характер и важность задач, решаемых ИС, предъявляют высокие требования к таким их показателям, как надежность и достоверность функционирования. Рассмотрим эти показатели более подробно.
1.1 Надежность информационной системы
Под надежностью понимается свойство изделия (элемента, узла, устройства, машины, системы) выполнять заданные функции, сохранять свои характеристики в установленных пределах при определенных условиях эксплуатации.
Надежность – комплексное свойство системы. Оно включает в себя более простые свойства, такие как безотказность, ремонтопригодность, долговечность и др.
Безотказность – свойство системы сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени.
Одним из основных элементов любой информационной системы является ЭВМ. В процессе функционирования ЭВМ в ней могут возникать отказы.
Под отказом понимается событие, заключающееся в полной или частичной утрате машиной (системой) работоспособности.
Отказ ЭВМ — это такое нарушение ее работоспособности, для восстановления которой требуются определенные действия обслуживающего персонала по ремонту, замене и регулировке неисправного элемента, узла или устройства. Безотказность может измеряться средним временем наработки машины на один отказ.
Отказы бывают:
внезапные и постепенные;
зависимые и независимые;
полные и частичные;
устойчивые и самоустраняющиеся;
аппаратные, программные и т.д.
Ремонтопригодность есть степень приспособленности машины или системы к предупреждению, обнаружению и устранению отказов.
Ремонтопригодность определяет потерю работоспособности машины вследствие необходимости производить устранение неисправностей и может измеряться средним временем устранения неисправности.
1.2 Достоверность функционирования информационной системы
Работа ЭВМ заключается в выполнении преобразований информации, основными из которых являются передача информации в пространстве (между отдельными блоками и устройствами машины), хранение информации (передача информации во времени), арифметические и логические преобразования. В силу указанной специфики рабочего процесса очень важной характеристикой ЭВМ является достоверность ее функционирования.
Достоверность функционирования есть свойство машины (системы), определяемое безошибочностью производимых машиной (системой) преобразований информации и характеризуемое закономерностями появления ошибок из-за сбоев.
Сбоем называют кратковременное самоустраняющееся нарушение нормального функционирования машины. Сбои имеют случайный характер и могут возникать даже тогда, когда машина совершенно исправна. Например, при резких колебаниях температуры в помещении происходит деформация печатных плат, что может вызвать кратковременное нарушение контакта. Сбои могут возникать под влиянием внешних электромагнитных импульсов, при резких колебаниях напряжения сети и т. д. После сбоя машина длительное время может работать нормально.
Сбой сопровождается искажением информации при операциях ее передачи, хранения или обработки. Следовательно, если не устранить последствия сбоя, то задача может оказаться неправильно решенной из-за искажений в данных, промежуточных результатах или в самой программе.
Сбой является частным видом отказа. Однако если при отказе для восстановления работоспособности машины или системы необходимо устранить неисправность в аппаратуре, то при сбое требуется восстановить лишь достоверность информации, что хотя и связано с потерями рабочего времени ЭВМ (например, на повторный пуск программы или ее части), но не требует ремонта или регулировки аппаратуры. В силу этого восстановление достоверности функционирования сравнительно легко может быть автоматизировано.
Достоверность функционирования ЭВМ можно оценить средним временем наработки машины на один сбой. Для более полной оценки достоверности функционирования вводят в состав характеристик надежности ЭВМ среднее время восстановления достоверности информации после сбоя.
Для уменьшения вероятности сбоев принимаются меры для уменьшения помех в цепях электронных схем: согласование нагрузок электронных схем, специальные методы монтажа и выполнения заземлений схем.
Пользователь должен быть уверен в правильности производимых машиной расчетов, особенно при работе ЭВМ в реальном времени с выдачей управляющих воздействий на объект управления.
Если вычислительная машина не обеспечивает пользователя средствами контроля достоверности ее функционирования, он вынужден непроизводительно затрачивать машинное время на двойной просчет, решение контрольных вариантов и т. д.
Выбор методов повышения надежности ЭВМ и их эффективность в значительной мере зависят от того, является вычислительная машина восстанавливаемой или невосстанавливаемой, обслуживаемой или необслуживаемой системой.
Система называется восстанавливаемой, если во время эксплуатации может производиться ремонт для устранения возникающих отказов. Система считается обслуживаемой, если допускается периодическое проведение профилактических испытаний для выявления элементов и узлов, параметры которых близки к предельно допустимым. Целью профилактических испытаний является увеличение среднего времени наработки на отказ в период между профилактическими работами.
Профилактическое обслуживание связано с потерями рабочего времени машины и затратами труда обслуживающего персонала. Эти потери по своему характеру близки к потерям, связанным с устранением отказов, и они должны учитываться наряду с показателями надежности устройств машины при назначении периодов и объема профилактического обслуживания.
Очевидно, что чем выше надежность ЭВМ, тем больше может быть период между профилактическими работами. Чем меньше тратится машинного времени и квалифицированного труда на профилактические работы и устранение неисправностей, тем выше степень обслуживаемости ЭВМ, т. е. степень приспособленности машины к процессам обслуживания.