Основные параметры и характеристики надежности ЭВМ и систем

Надежность ЭВМ - свойство выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в допустимых пределах в течение требуемого промежутка времени, и возможность возобновления функционирования, утраченного по тем или иным причинам.

В любой момент времени ЭВМ может находиться в исправном или неисправном состоянии. Однако не каждая неисправность приводит к невыполнению ЭВМ заданных функций в отношении основных параметров. Например, образование вмятин на корпусе, выход из строя лампочек подсветок не могут препятствовать эксплуатации ЭВМ. Поэтому для оценки надежности системы введены понятия работоспособность и отказ.

Работоспособность - состояние ЭВМ, при котором она в данный момент времени соответствует всем требованиям в отношении основных параметров, характеризующих нормальное протекание вычислительных процессов.

Отказ - событие, состоящее в полной или частичной утрате работоспособности системы. Т.к. не всякая неисправность приводит к отказу, то на практике различают неисправности основные и второстепенные.

Основные неисправности приводят к отказу. Второстепенные неисправности не приводят к отказу, однако создают неудобства при эксплуатации.

Возникновение отказа во времени - случайное событие, что позволяет для оценки надежности ЭВМ использовать методы теории вероятности и мат. статистики. Чтобы определить влияние на характеристики ЭВМ отказов различного типа, целесообразно произвести их классификацию:

1. По характеру изменения параметров до момента возникновения отказы делят на внезапные и постепенные.

Внезапные отказы возникают в результате мгновенного изменения одного или нескольких параметров элементов, из которых построена ЭВМ. Устранение внезапного отказа производят путем замены отказавшего элемента.

Постепенные отказы возникают в результате постепенного изменения параметров элемента до тех пор, пока значение одного из параметров не выйдет за некоторые пределы, определяющие нормальную работу элементов.

Устранение постепенного отказа связано либо с заменой, ремонтом, регулировкой параметров отказавшего элемента, либо с компенсацией за счет изменения параметров других элементов.

2. По характеру устранения отказы делят на устойчивые и самоустраняющиеся.

Для устранения устойчивых отказов необходимо отрегулировать или заменить отказавший элемент. Самоустраняющиеся отказы исчезают без вмешательства техника и проявляются в форме сбоя или перемежающегося отказа. Сбой - однократно возникающий, самоустраняющийся отказ. Если несколько сбоев следуют друг за другом то имеет место перемежающийся отказ.

Появление сбоев обуславливается внешними и внутренними факторами.

К внешним факторам относятся колебания напряжения питания, вибрации, температурные колебания. Специальными мерами (стабилизация, амортизация и термостатирование) влияние этих факторов может быть значительно ослаблено.

К внутренним факторам относятся флуктуационные колебания параметров элементов, не синхронность работы отдельных устройств, внутренние шумы и наводки.

Если в ЭВМ возникают сразу несколько отказов то по их взаимосвязи различают независимые отказы (возникновение их не связано с предшествующими отказами) и зависимые (появление их вызвано отказом в предыдущий момент времени).

3. По внешним проявлениям отказы делят на явные и неявные.

Явные отказы обнаруживаются при внешнем осмотре, а неявные отказы - специальными методами контроля.

Введенное понятие «отказ» позволяет рассмотреть основные эксплуатационные свойства ЭВМ: безотказность, ремонтоспособность, долговечность, сохраняемость.

Безотказность - свойство ЭВМ непрерывно сохранять работоспособность в заданных режимах и условиях эксплуатации без вынужденных простоев. Это свойство характеризует функционирование системы до первого отказа и используется при оценке надежности ЭВМ одноразового применения.

Ремонтоспособность - свойство ЭВМ, заключающееся в приспособлении к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического осмотра и ремонтов.

Долговечность - свойство ЭВМ сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов.

Сохраняемость - свойство изделия сохранять эксплуатационные показатели в течении заданного срока хранения и после него. Это свойство характеризует надежность ЭВМ в режиме хранения.

Надежность как сочетание свойств безотказности, ремонтоспособности, долговечности и сохраняемости и сами эти свойства количественно характеризуются различными функциями и числовыми параметрами.

Правильный выбор количественных показателей надежности ЭВМ позволяет объективно сравнивать технические характеристики различных вычислительных систем как на этапе проектирования, так и на этапе эксплуатации.

[1] Каганов В.И. Радиотехника + компьютер + MathCad.-M: 2001

Дата добавления: 2014-12-08