Фрагмент структуры процесса обработки информации

Завершение технического этапа проектирования.

Разработка структурной схемы.

Разработка технического задания.

Основные расчетные модели анализа и прогноза показателей надежности аппаратных средств

Традиционными способами анализа и расчета показателей надеж­ности сложных аппаратных средств и систем являются моделиро­вание и испытания. В основном они базируются на методах теории ве­роятностей и математической статистики. Для прогноза значений показателей надежности аппаратных средств АСОИУ применяются аналитические модели, методы ими­тационного моделирования и модели, использующие концепции ин­теллектуальных систем.

Обычно расчет надежности и ее показателей осуществляется на нескольких этапах.

На проектируемую систему, когда ее структура не определена, производятся предвари­тельная оценка и прогноз значений параметров надежности исходя из информации о надежности прототипов разрабатывае­мой системы и надежности комплектующих ее элементов.

Осуществляет­ся прогноз значений показателей надежности исходя из учета пока­зателей надежности используемых в системе элементов, заданных для нормальных (номинальных) условий эксплуатации.

Проводится опытная эксплуатация разработанного образца си­стемы и определяются условия ее функционирования.

4) Опре­деление показателей надежности разработанной структуры системы и выбор составляющих ее элементов.

I) Прогноз значений надежности с использованием математической ло­гики

Для получения расчетных формул надежности аппаратных средств АСОИУ можно воспользоваться теорией алгебры логики, традиционно применяющейся разработчиками при синтезе и мини­мизации логических схем цифровых устройств.

Функции образуются с помощью элементарных логических опе­раций

конъюнкции , дизъюнкции и отрицания. Например:

где a и b — логические переменные; С — элементарная функция алгеб­ры логики. Эти логические операции также называют операциями «И» (ло­гическое умножение), «ИЛИ» (логическое сложение) и «НЕ» (логи­ческое отрицание).

Логическое уравнение работоспособности схемы означает: «Схема работоспособна, если работоспо­собны его элементы a и b». Логическая операция конъюнкции соответствует последователь­ному соединению элементов схемы (двух и более)

Логическая операция дизъюнкции представляется схемой парал­лельного соединения элементов a и b.

Логическая операция отрицания в схемах устройств реализуется в виде инвертора.

Более сложные функции алгебры логики реализуются в виде И — НЕ, ИЛИ — НЕ и т.д.

Для преобразования и минимизации функций алгебры логики используются тождества:

При расчетах надежности используется тождество:

Полученные функции алгебры логики затем преобразуются в ал­гебраические уравнения:

Для того чтобы получить уравнение вероятности работоспособ­ности схемы устройства, необходимо:

1) сформулировать условие работоспособности конкретной схемы или представить ее логическую структуру;

2) записать логическую функцию работоспособности (F_л);

3) преобразовать (F_л) (минимизировать);

4) в логической функции заменить логические операции арифмети­ческими и получить (F_а);

5) в арифметической функции работоспособности заменить логические высказывания a и b... их вероятностями;

6) в полученную формулу подставить числовые значения вероятнос­тей элементов, входящих в состав схемы устройства.

Пример:

Схема работоспособна, если работоспособны функциональные элементы: a и d; или b и е; или b, с и d; или а, с и е; или а, b, с, d, е. В результате логическая функция работоспособности может быть за­писана как:

После минимизации функцию F_л можно представить в виде функ­ции алгебры логики:

Заменим логические операции арифметическими:

В данное соотношение вместо наименований логических элемен­тов введем соответствующие им вероятности . В ре­зультате получим значение вероятности работоспособного состояния фрагмента процесса обработки информации:

Например, для зна­чений вероятности результирующая вероятность работоспособности рассматриваемой схемы окажется равной Р= 0,85.

Дата добавления: 2014-12-25