Методы и средства обеспечения надежности автоматизированных ИС - Программирование, компьютеры и кибернетика курсовая работа

Главная

Программирование, компьютеры и кибернетика
Методы и средства обеспечения надежности автоматизированных ИС

Действия, которые выполняются при проектировании АИС. Кластерные технологии, их виды. Методы расчета надежности на разных этапах проектирования информационных систем. Расчет надежности с резервированием. Испытания программного обеспечения на надежность.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Быстрая передача данных между рабочими процессами расчетных задач. Подключение к СЧД. Обеспечение работы протокола MPI.
Динамически посредством Subnet Manager
Управление кластером. Сбор данных мониторинга работающих Узлов. Подключение Узлов к серверам СХД посредством протокола NFS. Работа протоколов: DHCP, DDNS, SSH, LDAP и других
Динамически посредством DHCP и DDNS серверов
Подключение к сервисным портам Узлов кластера. Доступ к BMC. Обеспечение функций KVM-over-IP. Подключение к сервисным портам коммутаторов и ИБП.
Статически на всех сервисных портах
Подключение сервера(ов) хранения данных к дисковому массиву.
Осуществляется по WWN-адресам FibreChannel оборудования.
Структурные методы расчета надежности
Структурные методы являются основными методами расчета показателей надежности в процессе проектирования объектов, поддающихся разукрупнению на элементы, характеристики надежности, которых в момент проведения расчетов известны или могут быть определены другими методами.
Расчет показателей надежности структурными методами в общем случае включает:
- представление объекта в виде структурной схемы;
- описание построенной структурной схемы надежности объекта адекватной математической моделью.
В качестве структурных схем надежности могут применяться:
- схемы функциональной целостности;
- структурные блок-схемы надежности;
В логико-вероятностных методах (ЛВМ) исходная постановка задачи и построение модели функционирования исследуемого системного объекта или процесса осуществляется структурными и аналитическими средствами математической логики, а расчет показателей свойств надежности, живучести и безопасности выполняется средствами теории вероятностей.
ЛВМ являются методологией анализа структурно-сложных систем, решения системных задач организованной сложности, оценки и анализа надежности, безопасности и риска технических систем. ЛВМ удобны для исходной формализованной постановки задач в форме структурного описания исследуемых свойств функционирования сложных и высоко размерных систем. В ЛВМ разработаны процедуры преобразования исходных структурных моделей в искомые расчетные математические модели, что позволяет выполнить их алгоритмизацию и реализацию на ЭВМ.
Основоположником научно-технического аппарата ЛВМ и прикладных аспектов их применения является профессор Рябинин И.А.
Необходимость распространения ЛВМ на немонотонные процессы привела к созданию общего логико-вероятностного метода (ОЛВМ). В ОЛВМ расчета надежности аппарат математической логики используется для первичного графического и аналитического описания условий реализации функций отдельными и группами элементов в проектируемой системе, а методы теории вероятностей и комбинаторики применяются для количественной оценки безотказности и/или опасности функционирования проектируемой системы в целом. Для использования ОЛВМ должны задаваться специальные структурные схемы функциональной целостности исследуемых систем, логические критерии их функционирования, вероятностные и другие параметры элементов.
В основе постановки и решения всех задач моделирования и расчета надежности систем с помощью ОЛВМ лежит так называемый событийно-логический подход. Этот подход предусматривает последовательное выполнение следующих четырех основных этапов ОЛВМ:
- этап структурно-логической постановки задачи;
- этап вероятностного моделирования;
- этап выполнения расчетов показателей надежности.
Примеры расчета надежности систем простой структуры
В системе с последовательной структурой отказ любого компонента приводит к отказу системы в целом.
Система логических уравнений для приведенной выше последовательной системы:
Логическая функция работоспособности (решение системы логических уравнений):
В общем случае вероятность безотказной работы системы равна:
В системе с параллельной структурой отказ системы в целом происходит только при отказе всех элементов.
Система логических уравнений для приведенной последовательной системы:
Логическая функция работоспособности (решение системы логических уравнений):
В общем случае вероятность безотказной работы системы равна:
Вероятность того, что в системе, состоящей из одинаковых (равнонадежных) элементов, безотказно работают ровно элементов, может быть вычислена по формуле:
-- вероятность безотказной работы элемента системы;
-- биномиальный коэффициент из по .
Вероятность того, что в системе, состоящей из одинаковых (равнонадежных) элементов, безотказно работают не менее элементов, может быть вычислена по формуле:
Вероятность того, что в системе, состоящей из одинаковых (равнонадежных) элементов, безотказно работают не менее элементов, может быть выражена через вероятности безотказной работы аналогичной системы меньшей размерности:
Расчёт надёжности -- это процедура определения значений показателей надежности объекта с использованием методов, основанных на их вычислении по справочным данным о надежности элементов объекта, по данным о надежности объектов-аналогов, данным о свойствах материалов и другой информации, имеющейся к моменту расчета.
В результате расчета определяются количественные значения показателей надёжности.
Решение вопросов надежности и безопасности современных структурно-сложных технических систем и объектов осуществляется на всех стадиях жизненного цикла, от проектирования и создания, производства, до эксплуатации, использования и утилизации. При этом могут преследоваться следующие цели:
- обоснование количественных требований к надежности объекта или его составным частям;
- сравнительный анализ надежности вариантов схемно-конструктивного построения объекта и обоснование выбора рационального варианта, в том числе по стоимостному критерию;
- определение достигнутого (ожидаемого) уровня надежности объекта и/или его составных частей;
- обоснование и проверку эффективности предлагаемых (реализованных) мер по доработкам конструкции, технологии изготовления, системы технического обслуживания и ремонта объекта, направленных на повышение его надежности;
- решение различных оптимизационных задач, в которых показатели надежности выступают в роли целевых функций, управляемых параметров или граничных условий;
- проверку соответствия ожидаемого (достигнутого) уровня надежности объекта установленным требованиям (контроль надежности).
На этапе проектирования расчёт надёжности проводится с целью прогнозирования надёжности работы проектируемой системы.
На этапе испытаний и эксплуатации расчёт надёжности проводится для оценки количественных показателей надёжности спроектированной системы..
Надежность на этапе проектирования является новой дисциплиной и относится к процессу разработки надежных изделий. Этот процесс включает в себя несколько инструментов и практических рекомендаций и описывает порядок их применения, которыми должна владеть организация для обеспечения высокой надежности и ремонтопригодности разрабатываемого продукта с целью достижения высоких показателей готовности, снижения затрат и максимального срока службы продукта.
Как правило, первым шагом в этом направлении является нормирование показателей надежности. Надежность должна быть «спроектирована» в системе. При проектировании системы назначаются требования к надежности верхнего уровня, затем они разделяются на определенные подсистемы разработчиками, конструкторами и инженерами по надежности, работающими вместе. Проектирование надежности начинается с разработки модели. При этом используют структурные схемы надежности или деревья неисправностей, при помощи которых представляется взаимоотношение между различными частями (компонентами) системы.
Одной из наиболее важных технологий проектирования является введение избыточности или резервирование. Путем введения избыточности совместно с хорошо организованным мониторингом отказов, даже системы с низкой надежностью по одному каналу могут в целом обладать высоким уровнем надежности. Однако введение избыточности на высоком уровне в сложной системе (например, на уровне двигателя самолета) очень сложно и дорого, что ограничивает такое резервирование. На более низком уровне системы резервирование реализуется быстро и просто, например, использование дополнительного соединения болтом.
Существует много методик анализа надежности, специфических для отдельных отраслей промышленности и приложений. Наиболее общие из них следующие:
- анализ видов и последствий отказов (АВПО)
- имитационное моделирование надежности
- анализ опасностей (Hazard analysis)
- анализ структурных схем надежности (RBD)
- Вейбулл-анализ (анализ эмпирических данных испытаний и эксплуатации)
- анализ ремонтопригодности, ориентированной на безотказность
Инженерные исследования проводятся для определения оптимального баланса между надежностью и другими требованиями и ограничениями. Существенную помощь при инженерном анализе надежности могут оказать программные комплексы для расчета надежности.
Моделирование надежности - это процесс прогнозирования или исследования надежности компонент или системы до ее ввода в эксплуатацию. Наиболее часто для моделирования надежности систем используются методы анализа деревьев неисправностей и структурных схем надежности. Входные параметры для моделирования надежности систем могут быть получены из разных источников, то есть из справочников, отчетов об испытаниях и эксплуатации и т.п. В любом случае, данные должны быть использованы с большой осторожностью, так как прогнозы верны только тогда, когда данные получены при тех же условиях, при которых компоненты будут применяться в системе.
Часть данных о прогнозировании может быть получена по результатам исследований двух основных видов:
- анализа физики отказов, при котором исследуются механизмы возникновения отказов, например, механизм усталостного разрушения или деградации от химической коррозии;
- анализа результатов стресс-испытаний, эмпирического метода, при котором подсчитывается число компонентов системы, отказавших при разных уровнях внешнего воздействия.
Для систем, в которых точно можно определить время отказа (что не дано для систем с плавающими параметрами), может быть определена эмпирическая функция распределения времени отказа. Это делается чаще всего при проведении испытаний с повышенным уровнем стресса (ускоренные испытания). Эти испытания делятся на две основные категории:
- определение распределения отказов ранней стадии эксплуатации при наблюдении снижающейся интенсивности отказов, что является первой частью волнообразной кривой интенсивности отказов. Здесь обычно используют умеренный уровень нагрузок. Они прикладываются на ограниченном отрезке времени, который называют временем цензурирования. Именно поэтому здесь определяется только часть функции распределения.
- безотказовые наблюдения (нулевые эксперименты), которые дают возможность получить лишь ограниченную информацию о распределении отказов. В этом случае испытания проводятся на коротком отрезке времени на малой по объему выборке, что позволяет получить только верхнюю границу оценки интенсивности отказов. Во всяком случае, это удобно для заказчика.
Для исследования средней части распределения, которая чаще всего определяется свойствами материалов, необходимо применять повышенные нагрузки на достаточно малом отрезке времени. В таких видах ускоренных испытаний применяются несколько степеней нагрузки. Часто эмпирическое распределение этих отказов параметризируется законом Вейбулла или логнормальным распределением.
Общей практикой моделирования «ранней» интенсивности отказов является использование экспоненциального распределения. Это менее сложная модель для распределения времени отказа, содержащая только один параметр - постоянную интенсивность отказов. В этом случае в качестве критерия согласия может быть использован критерий хи-квадрат для оценки постоянства интенсивности отказов.
Проводится он обычно на этапе создания аванпроекта при необходимости сравнительного анализа нескольких вариантов структуры проектируемого электронного объекта. При этом может быть несколько вариантов. При известной интенсивности отказов объекта в лабораторных условиях может быть пересчитана через поправочный коэффициент КЭ, учитывающий условия эксплуатации
На графике рис. 4 приведена в логарифмическом масштабе зависимость упомянутого коэффициента КЭ от категории аппаратуры, т.е. от условий применения (эксплуатации).
Аббревиатуры на графике обозначают:
ЛУ - лабораторные условия, другие большие буквы - условное обозначение категорий аппаратуры:
Для дальнейшего упрощения оценки показателей надежности расчеты можно вести, учитывая только активную элементную базу (транзисторы, тиристоры, микросхемы и т.п.) и известные с источников технической информации соотношение активных и пассивных элементов для определенных классов аппаратуры, но эти соотношения очень быстро устаревают. Примеры таких расчетов приведены.
Если же не все элементы системы работают одновременно и имеют существенные отличия по времени функционирования (), то это должно обязательно учитываться
где ,…- количество элементов в группах
Испытания на надёжность проводятся для того, чтобы на более ранних этапах жизненного цикла изделия обнаружить потенциальные проблемы, обеспечить уверенность, что система будет отвечать заданным требованиям.
Испытания на надежность могут проводиться на разных уровнях. Сложные системы могут испытываться на уровне компонент, устройств, подсистем и всей системы в целом. Например, испытания компонент на воздействие внешних факторов может выявить проблемы перед тем, как они будут обнаружены на более высоком уровне интеграции. Проведение испытаний на каждом уровне интеграции до испытания всей системы с одновременным развитием программы испытаний позволяет снизить риск неудачи такой программы. Расчет надежности производится на каждом уровне испытаний. При этом часто используются такие методы, как анализ роста надежности и системы отчета и анализа отказов, и корректирующих действий (FRACAS). Недостатками таких испытаний являются время и затраты. Заказчики могут пойти на некоторый риск и отказаться от испытаний на более низких уровнях.
Некоторые системы принципиально не могут подвергаться испытаниям, например, из-за чрезмерно большого числа различных тестов или жестких ограничений по времени и затратам. В таких случаях могут быть использованы ускоренные испытания, методы планирования экспериментов и моделирование.
За последние двадцать лет в статистике ускоренных испытаний разработаны специальные модели ускорения жизни (Nelson (1990), Meeker and Escobar (1998), Singpurvalla (1995)), которые хорошо адаптированы для статистического анализа данных об отказах, наблюдаемых как при меняющихся во времени стрессах (нагрузках, ковариантах), так и при наличии деградационных процессов, которые также могут зависеть от этих стрессов.
Надежность системы управления как совокупность надежности технических средств, вычислительной машины, программного обеспечения и персонала. Расчет надежности технических систем, виды отказов САУ и ТСА, повышение надежности и причины отказов САУ. курс лекций [228,2 K], добавлен 27.05.2008
Ошибки, которые воздействуют на программное обеспечение и методы прогнозирования программных отказов. Анализ моделей надежности программного обеспечения и методика оценки ее надежности. Экспоненциальное распределение. Методика оценки безотказности. курсовая работа [71,5 K], добавлен 15.12.2013
Постановка проблемы надежности программного обеспечения и причины ее возникновения. Характеристики надежности аппаратуры. Компьютерная программа как объект исследования, ее надежность и правильность. Модель последовательности испытаний Бернулли. реферат [24,8 K], добавлен 21.12.2010
Программное обеспечение как продукт. Основные характеристик качества программного средства. Основные понятия и показатели надежности программных средств. Дестабилизирующие факторы и методы обеспечения надежности функционирования программных средств. лекция [370,1 K], добавлен 22.03.2014
Проблема надежности программного обеспечения, ее показатели и факторы обеспечения. Методы контроля процесса разработки программ и документации, предупреждение ошибок. Этапы процесса отладки ПО, приемы структурного программирования и принцип модульности. презентация [379,5 K], добавлен 30.04.2014
Особенности аналитической и эмпирической моделей надежности программных средств. Проектирование алгоритма тестирования и разработка программы для определения надежности ПО моделями Шумана, Миллса, Липова, с использованием языка C# и VisualStudio 2013. курсовая работа [811,5 K], добавлен 29.06.2014
Сущность и критерии измерения надежности технической системы, пути влияния, методы повышения. Резервирование как способ повышения надежности, его разновидности, отличительные признаки. Надежность резервированной системы с автоматом контроля и коммутации. контрольная работа [94,9 K], добавлен 06.02.2010
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Методы и средства обеспечения надежности автоматизированных ИС курсовая работа. Программирование, компьютеры и кибернетика.
Реферат по теме Сперанский
Талызина Историческое Эссе Скачать Бесплатно
Сочинение Моя Любимая Книга 11 Класс
Курсовая работа: Устойчивость систем автоматического управления
Реферат На Тему Психологическое Прогнозирование Поведения Людей
Контрольные Работы Со Спецификацией 3 Класс
Реферат по теме Две стратегии участия в компьютерной революции
Реферат по теме История развития экологической оценки в России
Реферат: Equal Opportunities Essay Research Paper Essay TitleCritically
Эссе Деньги Как Инструмент Благотворительности Пример
Реферат по теме Основные положения и общие правила совершения исполнительных действий
Общение В Социальных Сетях Сочинение
Реферат: Windows 98 Vs Windows Me Essay Research
Реферат по теме Великие географические открытия и их роль в развитии экономики европейских стран
Страны Эссе
Курсовая работа по теме Перевозка сырья животного происхождения (санитарные требования)
Технология Работы С Рефератом
Понятие Прав Курсовая
Курсовая работа: Таблицы, их виды и редакционно-техническое оформление
Реферат: Временные законы следования импульсов и пауз. Длительность и число процедур электростимуляции нервно-мышечного аппарата. Скачать бесплатно и без регистрации
Анализ стратегического планирования на предприятии - Менеджмент и трудовые отношения курсовая работа
Международные организации как субъект международных отношений - Международные отношения и мировая экономика курсовая работа
Договор транспортной экспедиции - Государство и право реферат