! 5. Надежность. Характеристики надежности на различных этапах эксплуатации

Надёжность — свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

При условии, что поток отказов невосстанавливаемых ТУ подчиняется закону Пуассона закон распределения времени до отказа является экспоненциальным. Практика показала, что эти допущения правомерны более чем для 60% ТУ. Рассмотрим интенсивность отказов по периодам эксплуатации.

tпр– время окончания периода приработки; tн – время окончания периода нормальной эксплуатации; t – некоторый текущий момент времени; пр(t) – интенсивность отказов в период приработки; – интенсивность отказов при нормальной эксплуатации, ис(t) – интенсивность постепенных отказов в период износа и старения. 

В любой момент времени t<tпр суммарная интенсивность отказов периода приработки ;пр(t) будет равна .

Отсюда, вероятность безотказной работы в этот период будет равна

А налогичным образом можно получить выражение для вероятности безотказной работы в период износа и старения. В этом случае для t>t_H суммарная интенсивность постепенных отказов периода износа и старения ис(t)определяется выражением

откуда можно определить вероятность безотказной работы при постепенных отказах:

Интенсивность отказов в зависимости от типа, назначения, качества, нагрузочных режимов и режимов эксплуатации может иметь разнообразный характер. Эта зависимость в общем виде: (t)= +₁tⁿ

, где – интенсивность отказов в период нормальной эксплуатации; 1 – параметр масштаба интенсивности отказов; n – параметр формы интенсивности отказов.

П одставим полученное выражение интенсивности в левую часть обобщенного закона надежности в дифференциальной форме: (+₁(t))=-p’(t)/p(t) и проинтегрируем уравнение от 0 до t . В результате вероятность безотказной будет .

Второй сомножитель в левой части выражения определяет вероятность с переменной во времени интенсивностью и представляет собой распределение Вейбулла. В последнее время это распределение довольно часто используется для изучения разброса срока службы электронной аппаратуры и невосстанавливаемых элементов ИС. Вид распределения Вейбулла зависит от показателя n. При этом выбор значения показателя n производится, исходя из: результатов специальных испытаний ТУ на надежность, накопленных данных об отказах этих ТУ при различных режимах работы в процессе эксплуатации и справочных материалах об интенсивностях отказов.

!6. Основные проблемы построения сетей. Основные аппаратные и программные компоненты компьютерных сетей.

Даже в простейшей сети, состоящей всего из двух машин, можно увидеть проблемы, присущие любой вычислительной сети, в том числе передача сигналов по линиям связи.

В вычислительной технике для представления данных используется двоичный код. Единицам и нулям данных соответствуют дискретные электрические сигналы. Представление данных в виде электрических или оптических сигналов называется кодированием.

Линии связи отличаются по своим электрическим характеристикам от тех, которые существуют внутри компьютера. Главное отличие внешних линий связи от внутренних состоит в их большей протяженности, а также в том, что они проходят вне экранированного корпуса по пространствам, подверженным воздействию сильных электромагнитных помех. Это приводит к искажениям.

Еще одна проблема - проблема взаимной синхронизации передатчика одного компьютера с приемником другого. При организации взаимодействия модулей внутри компьютера она решается просто, так как все модули синхронизируются от общего тактового генератора. Проблема синхронизации при связи компьютеров может решаться разными способами: обменом специальными тактовыми синхроимпульсами по отдельной линии, с помощью периодической синхронизации заранее обусловленными кодами или импульсами формы, отличающейся от формы импульсов данных.

При объединении в сеть большего числа компьютеров возникают новые проблемы: топология физических связей, адресация компьютеров.

Проблема адресации. К адресу узла сети и схеме его назначения предъявляются требования: адрес должен уникально идентифицировать компьютер в сети любого масштаба; схема назначения адресов должна сводить к минимуму ручной труд администратора и вероятность дублирования адресов; адрес должен иметь иерархическую структуру, удобную для построения больших сетей; адрес должен быть удобен для пользователей сети; адрес должен иметь компактное представление, чтобы не перегружать память коммуникационной аппаратуры - сетевых адаптеров, маршрутизаторов. Схемы адресации узлов: аппаратные, символьные адреса или имена; числовые составные адреса.

Основные программные и аппаратные компоненты

Компьютеры

В основе любой сети лежит аппаратный слой стандартизированных компьютерных платформ. В настоящее время широко используются компьютерные платформы различных классов - от персональных компьютеров до мэйнфреймов и суперЭВМ. Компьютеры подключаются к сети с помощью сетевой карты. Коммуникационное оборудование Ко второму слою относится коммуникационное оборудование, которое играет не менее важную роль, чем компьютеры. Коммуникационное оборудование сетей можно разделить на три группы: 1) сетевые адаптеры (карты); 2) сетевые кабели; 3) промежуточное коммуникационное оборудование (трансиверы, повторители, концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы и шлюзы). Операционные системы Третьим слоем, образующим программную платформу сети, являются операционные системы. В зависимости от того, какие концепции управления локальными и распределенными ресурсами положены в основу сетевой ОС, зависит эффективность работу всей сети. Сетевые приложения Четвертый слой - это сетевые приложения. К сетевым приложениям относятся такие приложения как сетевые базы данных, почтовые приложения, системы автоматизации коллективной работы и т.д. Самым верхним слоем сетевых средств являются различные сетевые приложения, такие как сетевые БД, почтовые системы, средства архивирования данных, системы автоматизации коллективной работы. Важно знать насколько они совместимы с другими сетевыми приложениями и ОС.

Техническое обеспечение вычислительных систем Рассмотрим более подробно аппаратные средства сетей - компьютеры. Архитектура компьютера включает в себя как структуру, отражающую аппаратный состав ПК, так и программно – математическое обеспечение. Все компьютеры сетей можно разделить на два класса: серверы и рабочие станции. Сервер (server)- это многопользовательский компьютер, выделенный для обработки запросов от всех рабочих станций. Это мощный компьютер или мэйнфрейм, предоставляющий рабочим станциям доступ к системным ресурсам и распределяющий эти ресурсы. Сервер имеет сетевую операционную систему, под управлением, которой происходит совместная работа всей сети.