10.6. Понятие надёжности мпс.

Под надёжностью понимается свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя при этом свои характеристики в установленных пределах.

Надёжность МПС определяется безотказностью, достоверностью функционирования и ремонтопригодностью.

Безотказность есть свойство системы, которое характеризуется закономерностями возникновения отказов.

Под отказом понимается событие, заключающееся в полной или частичной утрате системой работоспособности.

При отказе требуются ремонт, замена и регулировка неисправного элемента, узла или устройства.

Безотказность может оцениваться средним временем наработки системы на один отказ.

Ремонтопригодность есть степень приспособленности системы к предупреждению, обнаружению и устранению отказов.

Ремонтопригодность определяет потерю работоспособности системы вследствие необходимости производить устранение неисправностей.

Характеризуется ремонтопригодность средним временем устранения неисправности.

Работа МПС заключается в выполнении преобразований информации, основными из которых являются передача информации в пространстве (между отдельными блоками и устройствами системы), хранение информации, арифметические и логические преобразования.

Поэтому наряду с безотказностью надёжность определяется также достоверностью функционирования.

Достоверность функционирования есть свойство системы, определяемое безошибочностью производимых системой преобразований информации.

Достоверность характеризуется закономерностями появления ошибок из-за сбоев.

Сбоем называется кратковременное самоустраняющееся нарушение нормального функционирования системы вследствие кратковременного воздействия на некоторый элемент (или элементы) внешних помех, а также из-за кратковременного изменения параметров элементов (нарушения контактов и т.п.).

Сбой сопровождается искажением информации при операциях передачи, хранения или её обработки.

Следовательно, если не устранить последствия сбоя, задача может оказаться неправильно решённой из-за искажений в данных, промежуточных результатах или в самой программе.

Однако если при отказе необходимо устранить неисправность в аппаратуре, то при сбое требуется восстановить лишь достоверность информации, что не требует ремонта или регулировки аппаратуры.

В силу этого восстановление достоверности функционирования сравнительно легко может быть автоматизировано.

Достоверность функционирования системы можно оценить средним временем наработки системы на один сбой.

Для уменьшения влияния на работу МПС рассмотренных показателей надёжности необходимо:

1. Снижать потери времени на устранение отказов. Эти потери времени в первую очередь связаны с поиском неисправности. Важнейшим средством уменьшения указанных потерь является система автоматического диагностирования, позволяющая локализовать неисправность. Её основными характеристиками являются: а) вероятность правильного обнаружения места отказа; б) разрешающая способность, равная среднему числу подозреваемых сменных блоков; в) доля аппаратурных средств системы диагностирования в общем оборудовании МПС.

2. Уменьшать потери от сбоев и отказов, порождающих ошибки, для чего следует предотвратить распространение ошибки в вычислительном процессе. В противном случае существенно усложнятся и удлинятся процедуры проверки правильности работы программы, определения и устранения искажений в программе, данных и промежуточных результатах. Для этого необходимо обнаруживать появление ошибки в выполняемых системой преобразованиях информации как можно ближе к моменту её возникновения. С этой целью надо иметь систему автоматического контроля правильности работы МПС, которая при появлении ошибки в работе системы немедленно приостанавливает выполнение программы. Основными характеристиками этой системы являются: а) вероятность обнаружения ошибок в функционировании МПС; б) степень детализации, с которой система контроля указывает место возникновения ошибки; в) доля оборудования системы контроля в общем оборудовании МПС.

3. Уменьшать время восстановления достоверности информации после сбоя (время, потраченное на повторный пуск программы, части программы, команды и т.д.). Для этого следует иметь систему автоматического восстановления вычислительного процесса, распознающую характер ошибки (сбой или отказ) и при сбое автоматически восстанавливающую достоверность информации и выполнение программы, а при отказе инициирующую работу системы автоматического диагностирования.

Все три указанные системы являются системами технического обслуживания. Из них основное внимание мы уделим второй системе, и вот по каким причинам.

Обнаружение ошибок должно производится в системе непрерывно и, следовательно, не должно вызывать заметного снижения быстродействия системы.

Поэтому эта функция возлагается обычно на быстродействующие аппаратурные средства контроля.

Однако необходимость в коррекции ошибок, восстановлении вычислительного процесса и диагностирования неисправностей при современном уровне надёжности МПС возникает достаточно редко.

Поэтому для выполнения этих функций целесообразно главным образом использовать микропрограммные, а также программные средства в виде корректирующих и диагностических микропрограмм и программ.

Для их построения необходимо знать принципы контроля информации.