 |
Влияние качества программных средств на надёжность вычислительной системы.
|
|
|
|
Специфика надежности программного обеспечения.
План практического занятия (1час)
Виды статических характеристик характерны для измерительных преобразователей.
План СРСП (2 часа).
Понятие о комбинационной схеме и цифровом автомате.
Основные узлы цифровых устройств.
План СРС (4 часа).
Устройство ввода и вывода информации.
Сумматоры.
Неделя
Тема занятий: Влияние качества программных средств на надёжность вычислительной системы.
План лекции (2 часа)
Влияние качества программных средств на надёжность вычислительной системы. Факторы, определяющие надёжность программного обеспечения. Задачи проектирования программного обеспечения с заданным уровнем надежности.
План практического занятия (1час)
Применение дифференциальной схемы преобразования.
План СРСП (2 часа).
Счетчики.
Запоминающие устройства.
План СРС (4 часа).
Какие виды статических характеристик характерны для измерительных преобразователей.
Неделя
Тема занятий: Функциональная и эффективная надёжность вычислительной системы.
План лекции (2 часа)
Функциональная надёжность вычислительной системы.
Методика оценки функциональной составляющей вычислительной системы.
Надёжность однофункциональной вычислительной системы.
Эффективная надёжность многофункциональной вычислительной системы.
План практического занятия (1час)
Схема и принципы действия электромашинного усилителя и а его статическая характеристика.
План СРСП (2 часа).
Запаздывающее звено.
Соединение звеньев в САУ.
План СРС (4 часа).
Оособенности построения операционных усилителей: универсальных, прецизионных, регулируемых, мощных высоковольтных.
|
|
|
Неделя
Тема занятий: Адаптивность как фактор повышения функциональной надежности вычислительной системы.
План лекции (2 часа)
Адаптивность как фактор повышения функциональной надежности вычислительной системы. Понятие адаптивности вычислительной системы. Классификация адаптивных свойств.
План практического занятия (1час)
Логарифмические частотные характеристики динамических звеньев
План СРСП (2 часа).
1.Запаздывающее звено.
2. Соединение звеньев в САУ.
План СРС (4 часа).
Структурные схемы САУ.
Неделя
Тема занятий: Адаптивность как фактор повышения функциональной надежности вычислительной системы.
План лекции (2 часа)
Адаптивность как фактор повышения функциональной надежности вычислительной системы. Интегральная оценка адаптивности вычислительной системы.
План практического занятия (1час)
Назначение АЦП и ЦАП в цифровой САУ.
План СРСП (2 часа).
Квантование сигналов по времени и уровню в цифровых САУ.
План СРС (4 часа).
Структурные схемы САУ.
Неделя
Тема занятий: Комплексная оценка эффективной надежности вычислительной системы.
План лекции (2 часа).
Комплексная оценка эффективной надежности вычислительной системы.
Краткая характеристика системы обработки статистической отчетности
План практического занятия (1час)
Назначение АЦП и ЦАП в цифровой САУ.
План СРСП (2 часа).
Квантование сигналов по времени и уровню в цифровых САУ.
План СРС (4 часа).
Понятие обратной связи.
Неделя
Тема занятий: Комплексная оценка эффективной надежности вычислительной системы.
План лекции (2 часа).
Комплексная оценка эффективной надежности вычислительной системы. Состав и последовательность выполнения работ по повышению эффективной надежности ВС. Расчёт показателей надежности системы обработки статистической отчетности.
|
|
|
План практического занятия (1час)
Назначение АЦП и ЦАП в цифровой САУ.
План СРСП (2 часа).
Квантование сигналов по времени и уровню в цифровых САУ.
План СРС (4 часа).
Классификация регуляторов по реализуемому закону регулирования.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Список основной литературы:
1. Алексеев С. И. Исследование систем управления: Учебное пособие- М.: МЭСИ, 2007. - 128 с.
2. Глушенко В. В., Глущенко И. И. Исследование систем управления: социологические, экономические, прогнозные, плановые, экспериментальные исследования- г.Железнодорожный, ООО НПЦ- «Крылья«, 2004. - 416 с.
3. Игнатьева А. В., Максимцов М.М. Исследование систем управления. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2004. - 157 с.
4. Анфилатов В. С., Емельянов А. А., Кукушкин А. А. Системный анализ в управлении/ Под ред. А. А. Емельянова. - М.: Финансы и статистика, 2002. - 315 с.
5. Мишин В. М. Исследование систем управления. - М.: Юнити, 2003.
6. Валуев С.А., Игнатьева А.В. Организационный менеджмент. - г. Машиностроение, 1993.
4. Коротков Э. М. Исследование систем управления. - М.: ООО
Издательско-консалтинговая компания«ДеКА», 2000. -288 с.
5. Максимцов М. М., Игнатьева. А.В., Комаров М. А. и др. Менеджмент, - М.: ЮНИТИ, 1998.
6. Ременников В. Б. Разработка управленческого решения: Учебое пособие. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000.
Список дополнительной литературы:
1. Стоун Т. Управленческий учет/ Под ред. Н. Д. Эриашвили, - М.: ЮНИТИ, 1997.
2. Смолкши А. М. Менеджмент: основы организации. - М.: ИНФРАМ, 1999.
3. Трояновский В. М. Математическое моделирование в менеджменте. -М.: Издательство РДЛ, 2000. - 256 с.
4. Управление организацией. /Под ред. А. Г. Поршнева, З. П. Румянцевой, Н. А. Саломатина. -М.: ИНФРА- М, 1999.
5. Игнатьева А.В., Максимцов М.М. Исследование систем управления.- М.: ЮНИТИ, 2000.
6. Глущенко В.В., Глущенко И. И. Исследование систем управления: социологические, экономические, прогнозные, плановые, экспериментальные исследования. - г. Железнодорожный, М.О.: ООО НПЦ«Крылья», 2004.
7. Коротков Э. М. Исследование систем управления. - М.: ДеКА, 2000.
8. Мишин В. М. Исследование систем управления. - М.: Юнити, 2003.
9. Ременников В. Б. Разработка управленческого решения: Учебное пособие. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000.
|
|
|
10. Ползунова Н. Н., Краев В. Н. Исследование систем управления- М.: Академический Проект, 2004.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
III ЛЕКЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС
Введение
В связи с созданием сложных технических систем, требующих тщательной проработки вопросов надежности, начиная от проектирования и производства и кончая их испытаниями и эксплуатацией, возрастает потребность в специалистах, способных обеспечить требуемый уровень надежности функционирования этих систем.
Целью подготовки текстов лекций является формирование у студентов теоретических знаний и практических навыков определения надежности систем обработки данных и их отдельных компонентов.
Тексты лекций по спецкурсу «Надёжность вычислительных комплексов и систем» адресовано студентам 2 курса специальности 5В070400 «Вычислительная техника и программное обеспечение».
Тема 1. Элементы теории надежности
Основные понятия теории надежности
Характеристики надежности
Экспоненциальный закон надежности.
1.4 Основные функции распределения вероятностей случайных величин,
используемые в теории надежности
Основные понятия теории надежности
Надёжность – это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значение всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.
Надёжность является одной из важнейших характеристик качества объекта - совокупности свойств, определяющих пригодность его использования по назначению.
В отличие от других характеристик качества, надёжность обладает следующей специфической особенностью. Обычные характеристики качества объекта, такие как: быстродействие, производительность, емкость памяти, мощность потребления и др. измеряются для некоторого момента времени («точечные» характеристики качествА). Надёжность характеристики, зависимость «точечных» характеристик качества либо от времени использования, либо от времени наработки объекта.
|
|
|
Надёжность – сложное свойство. Оно включает в себя более простые свойства, которые называют также сторонами надежности.
К частным свойствам объекта, являющимся отдельными сторонами надежности относятся:
– безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки;
– ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособленности его к предупреждению и обнаружению отказа и восстановлению работоспособности объекта либо путем проведения ремонта, либо путем замены отказавших комплектующих элементов;
– долговечность – свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния, то есть такого состояния, когда он должен быть либо отправлен в ремонт, либо изъят из эксплуатации;
– сохраняемость – свойство объекта сохранять работоспособность в течение его хранения и (или) транспортирования.
Работоспособность – это такое состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, удовлетворяя требованиям нормативно-технической документации. Работоспособность – характеристика состояния объекта в некоторый момент времени.
Надёжность – это свойство сохранять работоспособность на некотором отрезке времени или при выполнении некоторого объема работ.
При исследовании надежности часто ставится задача определить причины, приводящие к формированию той или иной стороны надежности. Без этого невозможно наметить правильную программу работ по повышению надежности. Это приводит к делению надежности на следующие виды:
– сохраняемость, обусловленную состоянием аппаратуры;
– программную надёжность, обусловленную состоянием программ;
– надёжность объекта, обусловленная качеством обслуживания;
– надёжность функциональную, т.е. надёжность выполнения отдельных функций, возлагаемых на систему.
В основе понятия надежности объекта лежит понятие отказа. Отказ объекта – это событие, заключающееся в том, что объект либо полностью, либо частично теряет свойство работоспособности.
Отказы могут быть внезапными или постепенными.
Характеристики надёжности
Пусть имеется совокупность элементов, каждый из которых характеризуется неотрицательной случайной величиной T, называемой длительностью его безотказной работы.
По определению, функцией распределения (интегральным закон ом распределения) случайной величины Т называется функция
определяемая как вероятность того, что элемент отказал до момента t.
|
|
|
Для целей расчёта надежности удобней пользоваться функцией дополнительной F(t) и называемой вероятностью безотказной работы P(t). Эта функция задает вероятность, что элемент не откажет до момента t.
При испытании партии изделий вероятность исправной работы определяется по формуле:
, (1.1)
где No – число изделий в начале испытания;
nk – число изделий которые вышли из строя в интервале Dtк;
t – время, для которого определяется вероятность исправной работы;
Dt – принятая продолжительность интервала времени наблюдений;
N(t) – число изделий исправно работающих от 0 до t.
Вероятность отказа Q(t)=F(t) – интегральная функция – это вероятность того, что в пределах заданной наработки объекта отказ возникнет.
(1.2)
(1.3)
Плотность распределения отказов f(t) (частота отказоС) определяется следующим образом:
(1.4)
f(t) можно определить эмпирически:
(1.5)
Плотность распределения отказов определяется как число отказов в единицу времени к общему числу испытываемых изделий.
Интенсивность отказов 
.
(1.6)
Подставим 
из (1.5) и 
из (1.1) в формулу (1.6) получаем:
(1.7)
– это отношение числа отказавших в единицу времени элементов к числу изделий, продолжающих работу, где
nk – число изделий отказавших в интервале времени Dt.
N(t) – число изделий не отказавших к началу интервала Dt.
Под средним временем безотказной работы элемента Tср в теории надежности понимается математическое ожидание времени исправной работы:
(1.8)
С учетом формулы (4) получаем, что
Интегрируем по частям:
, (1.9)
так как [-t P(t)] =0, Tср.= P(t)dt.
Практически среднее время безотказной работы определяется по формуле:
, (1.10)
где tk – время исправной работы к-го элемента.
Так как, трудно определить tk, удобнее пользоваться другим выражением:
, (1.11)
,
где tk-1 и tk начало и конец интервала.
Число элементов, которые будут работать непрерывно к моменту времени t, определяется из формулы (1).
(1.12)
Число элементов, отказавших за интервал t равно:
(1.13)
|
|
|
