Резерв аппаратурный

Принципиально использование резервов, обеспечивающих прирост информационной мощности и производительности аппаратуры, а также повышение качества получаемой информации может быть представлено схемой, приведенной на рис. 179. Автоматизация обработки информации, получаемой по всем трем каналам, должна предусматривать наличие специального блока обработки экспериментальных данных /, включающего в себя малогабаритную электронную вычислительную машину и систему ввода данных, полученных с помощью блока аппаратурного анализа микроструктуры II, блока регистрации изменений физических характеристик III и блока регистрации механических свойств IV, а также дополнительные устройства для печатания типа телетайпа V и графической выдачи результатов VI. [c.280]

Рассмотрим в качестве примера некоторые существующие методы и технические средства аппаратурной оценки структуры образцов с помощью анализаторов изображения, что, как отмечалось выше, является одним из резервов повышения производительности установок для тепловой микроскопии. [c.282]

Надежность является одной из основных проблем современной техники. Благодаря совместным усилиям специалистов различного профиля, в том числе инженеров, математиков, экономистов, в настоящее время в этой области достигнуты значительные успехи. Для повышения надежности используются разнообразные методы, затрагивающие вопросы технологии, конструкции, структуры и правил эксплуатации технических систем. Одним из основных методов повышения надежности является введение избыточности, в частности, структурное (аппаратурное) резервирование. Структурное резервирование в течение длительного времени считалось универсальным методом, позволяющим создавать из ненадежных элементов сколь угодно надежные системы [89]. Однако при схемной реализации этот метод не является столь безукоризненным, как это следует из классических моделей надежности, прежде всего из-за наличия в элементах двух типов отказов, неидеальности переключателя резерва, перераспределения нагрузки при отказах отдельных элементов. Поэтому внимание разработчиков сложных систем в последние годы все чаще обращается к другим видам избыточности, в частности к временной. [c.3]

Четвертым источником резерва времени, на который впервые было обращено внимание в [90], является функциональная инерционность. В работе многих технических систем допускаются незначительные перерывы без потери качества функционирования. Они могут использоваться, в частности, для устранения отказа подключением аппаратурного резерва автоматическим или полуавтоматическим способом. В некото- [c.5]

Нетрудно заметить некоторую аналогию между аппаратурной и временной избыточностью. Она проявляется, в частности, в том, что на временное резервирование можно распространить до некоторой степени существующую классификацию аппаратурного резервирования и выделить такие способы резервирования, как общее, групповое, раздельное, полное, частичное, целой и дробной кратности и т. д. При общем резервировании выделяемый резерв времени можно израсходовать на восстановление работоспособности любого устройства (элемента) системы. Раздельное резервирование характерно для так называемых многофазных систем, состоящих из нескольких последова-вательно соединенных устройств (фаз) с промежуточными накопителям и. Создавая запас продукции в своем выходном накопи- [c.6]

В системах с одним ограничением использования резерва времени, где нарушение работоспособности приводит лишь к первичным потерям рабочего времени (на контроль работоспособности и ее восстановление путем ремонта или подключения аппаратурного резерва), срыв задания фиксируется в тот момент, когда затраты времени на восстановление работоспособности становятся равными выделенному резерву времени. В невосстанавливаемой кумулятивной системе, в которой отказы элементов приводят к снижению производительности, срыв задания следует фиксировать в тот момент, когда производительность падает ниже допустимого уровня, зависящего от времени. [c.8]

Рис. 2.18. Зависимости резерва времени, эквивалентного общему аппаратурному резерву кратностью Шд, от минимального времени выполнения задания при различных значениях P = jiA

При сравнении временного резервирования с аппаратурным эквивалентное значение резерва времени находится из уравнения [c.48]

Эквиваленты невосстанавливаемого аппаратурного резерва уменьшаются при увеличении Я/з. Это означает, что с ростом объема 48 [c.48]

Этот факт можно истолковать следующим образом. Известно, что с увеличением времени выигрыш надежности в системе с аппаратурным резервом падает ( парадокс резервирования ) [62]. Рост эквивалента свидетельствует о том, что в кумулятивной системе он также падает, причем быстрее, чем в системе с восстанавливаемым аппаратурным резервом. [c.49]

Пример 2.1. Для решения задачи на ЦВМ-1 с быстродействием i=100 гыс. операций/с, интенсивностью внезапных отказов ц=0,05 1/ч и интенсивностью восстановления Hi=l 1/ч требуется 1=6 ч машинного времени. Поскольку вероятность безотказной работы ЦВМ-1 в течение 6,ч недостаточно высока / (/)=ехр(—Я0=0,7408], предлагается увеличить вероятность решения задачи введением либо аппаратурной, либо временной избыточности. В первом случае предлагается решать задачу на двух ЦВМ-1, одна из которых находится в нагруженном резерве. Во втором случае для решения задачи выбирается ЦВМ-2 с быстродействием 0 =200 тыс. операций/с и характеристиками 12= ч и H2 = [J.i, а оперативный интервал времени сохраняется прежним. [c.49]

Вычислительный алгоритм позволяет найти практически точные значения вероятности безотказного функционирования и может использоваться для оценки качества приближенных аналитических формул. На рис. 2.30 даны точная (/) и приближенная (2) зависимости вероятности срыва функционирования от Us для кумулятивной системы с нагруженным дублированием. Для сравнения там же приведены зависимости и для системы без аппаратурного резерва (3 и 4). Из графиков [c.74]

ВИДНО, что формула (2.6.29) дает удовлетворительную точность Ч Аппаратурный резерв позволяет существенно увеличить планируемый коэффициент использования оперативного времени системы, равный k = Uit. Так, при Х =1, р = х/Л,=20 и р=0,99 он увеличивается от 0,75 до 0,86, а при р=0,9 и тех же М и Р —от 0,877 до 0,985. При увеличении U коэффициент k-a растет и становится близким к единице. Так, при коэффициент йи возрастает до 0,9775 и 0,9913 для р=0,9 и 0,99 соответственно. На рис. 2.31—2.33 приведены некоторые результаты численных расчетов, по которым можно проследить зависимости вероятности срыва функционирования от величины резерва времени, режима резервно- [c.75]

В [3] и [23] получены асимптотические формулы для распределения суммарной наработки кумулятивной системы с аппаратурным резервом и без него. Однако использование этих формул для приближенных расчетов вероятности безотказного функционирования технических систем обычно приводит к совершенно неприемлемым ошибкам. Точность становится удовлетворительной лишь при весьма больших значениях оперативного интервала времени (в 5—10 раз больше среднего времени безотказной работы) и таких /з, когда вероятность (2.6.29) снижается до уровня порядка 0,5—0,7. [c.75]

Введение аппаратурного резерва позволяет значительно сократить резерв времени, требуемый для обеспечения необходимой вероят иости безотказного функционирования. С другой стороны, наличие сравнительно небольшого резерва времени позволяет уменьшить кратность резервирования аппаратуры и тем самым улучшить технико-экономические показатели системы. Этот вывод иллюстрируется такими цифрами. При 4 = 0,7 о = 10 ч вероятность 0,97 можно достигнуть введением либо двух резервных устройств в нагруженном режиме, либо резерва време- [c.76]

Выигрыш надежности по вероятности срыва функционирования от введения аппаратурного резерва с появлением резерва времени начинает увеличиваться (рис, 2.32). Такая зависимость также говорит в пользу комбинированного резерва. Введение аппаратурного резерва существенно стабилизирует реальную производительность систем и делает маловероятными заметные ее отклонения от номинальной. Так, при а=1 и р=10 с вероятностью 0,01 возможны снижения реальной производительности против номинальной более чем вдвое без аппаратурного резерва и лишь на 13% и более при нагруженном дублировании. При а=1 и р=20 эти цифры составляют соответственно 25 и 6%- [c.77]

Из формулы (3.2,21) следует, что P t3, 4) = (1+ 1 з)ехр(—Мз). По этой же формуле рассчитываем вероятность безотказной работы системы с ненагруженным и не восстанавливаемым аппаратурным резервом при наличии в ней потока устойчивых отказов с параметром К. Это значит, что увели-Рис. 3.5. Зависимости коэффициен- чение вдвое оперативного времени в сигов Ki п Ki п допустимого относи- схеме со сбоями и дублирование аппа- [c.88]

При небольших It, как и в системах с аппаратурным резервом, выигрыш надежности по вероятности срыва функционирования может значительно превосходить G (рис. 4.5). И, наоборот, при больших Xt [c.123]

Сравним теперь временное резервирование с такими методами повышения надежности, как уменьшение интенсивности отказов К и аппаратурное резервирование. Для этого определим те значения резерва времени, которые оказываются эквивалентными некоторому уменьшению интенсивности отказов и введению аппаратурного резерва заданной кратности. При сравнении по критерию вероятности безотказного функционирования необходимо решить уравнение [c.123]

Уравнение для эквивалентов общему аппаратурному резерву кратностью та при сравнении по критерию вероятности безотказного функционирования имеет вид P t, [c.124]

Для обеспечения высокой вероятности безотказного функционирования кроме резерва времени можно использовать и аппаратурный резерв. В результате установки дополнительных резервных каналов стабилизируется производительность системы и существенно уменьшается вероятность того, что реальная производительность станет меньше номинальной. Резервные каналы можно включать по схеме раздельного, скользящего (общего и группового) резервирования и пр. [c.155]

При небольших заданиях характеристики надежности т-канальной системы с резервом времени такие же, как в одноканальной системе без резерва времени с обш,им ненагруженным аппаратурным резервом кратностью т—1 [62]. В частности, начальное значение частоты отказов й(0, т)=0, что выполняется во всех резервированных системах. В этом отношении рассматриваемая здесь система в большей степени похожа на системы с аппаратурным резервом, чем на одноканальную систему с резервом времени, в которой начальное значение частоты отказов ни при каких значениях резерва времени не равна нулю. [c.173]

Разделив частоту отказов многоканальной системы на вероятность безотказного функционирования, получим интенсивность отказов Л(/з, til, tn). Как в системах с аппаратурным резервом, интенсивность отказов в начальный момент равна нулю (рис. 5.7), а с увеличением возрастает, т. е. многоканальная система также относится к стареющим системам. С ростом минимального времени выполнения задания Л( з, /и, т) монотонно приближается к интенсивности отказов системы без ре- [c.173]

Рассмотрим системы с невосстанавливаемыми каналами и различными видами аппаратурного резерва. [c.179]

Средства аппаратурного контроля (АК) обнаруживают долю а , всех отказов контролируемой части и долю а ,- собственных отказов. Каждый обнаруженный отказ элемента приводит к обесцениваншй наработки в пределах текущего этапа задания. Необнаруженн- л-каз элемента приводит к отказу функционирования системы и невыполнению задания, даже если еще не израсходован резерв времени. Задание длительностью t считается выполненным, если выполнены последовательно все п его этапов. [c.320]

Резерв времени можно расходовать не только на ремонт и переключение аппаратурного резерва, но и на обнаружение отказов, повторение работ, обесцененных отказом, ожидание загрузки в работоспособном состоянии. Потери рабочего времени, обусловленные первыми тремя причинами, называют первичными в отличие от вторичных, связанных с ожиданием загрузки и устранением последствий отказов путем повторения некоторых работ. По характеру последствий все отказы можно разделить на три группы необесценивающие, частично обесценивающие и полностью обесценивающие. Отказ считают необесценивающим, если система после восстановления работоспособности может возобновить работу с того же самого места, на котором она была прервана. В системе с необесценивающимп отказами отсутствует необходимость в повторении работ и поэтому вся наработка между соседними отказами является полезной. В системе с полностью обесценивающими отказами последствия настолько тяжелы, что приходится всю работу, проделанную к моменту отказа, выполнять заново. Вся наработка до возникновения отказа оказывается бесполезной, если она меньше заданной величины, и должна быть включена в погери рабочего времени. Полезной же признается только та часть наработки, которая не прерывалась отказами. Возможны и промежуточные случаи, когда обесценивается лишь часть выполненной работы. Частично обесценивающие отказы характерны для систем с периодическим контролем работоспособности, а также для некоторых систем с непрерывным контролем, у которых периодически фиксируются и сохраняются промежуточные результаты работы. В системах могут возникнуть в определенных пропорциях и все три рассмотренных типа отказов. [c.6]

Во многих технических системах вторичные потери оперативного времени удается устранить только с помощью либо алгоритмических методов, либо изменений структуры системы, что приводит к заметному увеличению основного времени выполнения задания и росту количества оборудования. Так, в упомянутой ЦВМ требуется аппаратурный контроль работоспособности, включающий проверку результатов выполнения каждой операции и тестовый контроль незанятого оборудования. ЦВМ должна иметь систему прерывания и набор обслуживающих программ, выполняющих запоминание и восстановление данных по сигналам неисправности и восстановления работоспособности. Структуру вычислительного алгоритма необходимо приспособить для возобновления счета с того места, на котором задача была выведена из решения. Для этого могут потребоваться изменения в самом алгоритме, дополнительные внутренние передачи данных, дополнительные емкост памяти и, конечно, дополнительное время. Очевидно, что для системы, не располагающей резервом времени, эти мероприятия не только бесполезны, но и вредны, так как уменьшают вероятность безотказной работы. И только с введением временной избыточности они могут осущественно улучшить показатели надежности. В рассматриваемой системе отказ (срыв функционирования) возникает в тот момент времени, когда суммарное время восстановления пр превзойдет уровень tn (рис. 2Л,в). Согласно (1.3.1) вероятность безотказного функционирования системы в течение времени t с резервом времени и есть вероятность того, что отказ произойдет за пределами оперативного интервала времени [c.17]

При фиксированном frit зависимость вероятности невыполнения задания от p = Wa является монотонно возрастающей функцией лишь при малых fht (рис. 2.7). С увеличением nit монотонность нарушается вероятность Q ta, ta) растет лишь при увеличении р до некоторого ркр, а при р>ркр начинает уменьшаться. Такая зависимость (кстати, совершенно необычная для всех способов аппаратурного резервирования) объясняется тем, что с увеличением р пропорционально растет и абсолютное значение резерва времени, которого хватает не только для компенсации [c.35]

С увеличением р она изменяется очень мед-етенно, если Y = и мало (рис. 2.14), и может быть приближенно принята равной Яехр(—у). Однако при больших у она является ярко выраженной возрастающей функцией Xta, т. е. кумулятивная система, как и системы с аппаратурным резервом, является стареющей [8]. Однако в отличие от последних в кумулятивной системе начальное значение интенсивности отказов Л (О, г и) ИИ при каких /и не становится точно равным нулю. Предельное значение Л( а, 4) при ta—уоо находится из (2.3.27). Раскрывая неопределенность по правилу Лопиталя и учитывая, что [c.42]

Относительное увеличение эквивалентов при замене нагруженного резерва на ненагруженный оказывается меньше возникающего при этом выигрыша надежности по вероятности отказа. Это различие более значительно при высоких кратностях аппаратурного резервирования. Например, при Л4=1 и р=10 изменение способа резервирования приводит к уменьшению вероятности отказа в 1,8 раза при росте у на 40%, если кратность резервирования /Па = 1, и в 2,3 раза при росте уна20%, если 1Па = 2. [c.49]

Рис. 2.31. Зависимости вероятнасти безотказного функционирования кумулятивной системы с общим нагруженным резервом от резерва времени при различных кратностях аппаратурного резервирования и различном минимальном времени выполнения задания.

Из приведенных в данной главе аналитических формул, числовых данных и примеров видно, что кумулятивные системы с необесценивающими отказами, допускающие перерывы в работе для восстановления работоспособности, при введении резерва времени обладают высокими показателями надежности, причем для достижения таких показателей вовсе не требуется большого резервного времени. Как правило, оно составляет лишь единицы, а иногда даже и доли процентов от основного. Однако, как и при других видах избыточности, улучшение надежности не происходит даром уменьшается реальная производительность системы, усложняются алгоритмы функционирования, а иногда и структура системы, предъявляются повышенные требования к ремонтному персоналу н всей системе обслуживания. Тем не менее временное резервирование может быть полезным в технических системах и успешно применяться вместо аппаратурного резервирования и других методов повы- шения надежности или в комбинации с ними. [c.79]

Ша), где P t, tp) определяется из (4.2.5) или (4.2.8), а P t, Ша) для различных вариантов резервирования может быть взято, например, из [38 или 62]. Эквиваленты, приведенные на рис. 4.6, рассчитывались в предположении, что в системе с временной избыточностью 1 = 0,Ih,. а в дублированной системе резерв либо-не восстанавливается (кривые J и 4), либо имеет то же время восстановления is=0,1 0, что и в сравниваемой системе (/ и 2). При расчете P t, гпа) использовались точные формулы из 38]. Из графиков видно, что при небольших kt эквивалентный резерв гфемени занимает значительную часть рабочего интервала. Поэтому может оказаться, что при таких ki целесообразнее применить аппаратурное [c.124]

При наличии ограничений одновременно на время каждого восстановления и на суммарное время простоя системы в ремонте эффективность временного резервирования существенно зависит от способа использования пополняемой и непополняемой составляющих резерва и соотношения между их значениями. Одновременна увеличивая обе составляющие, при правильном выборе пропорций между ними и в системе с комбинированным резервом времени удается довести показатели надежности до требуемого уровня при сравнительно небольших кратностях временного резервирования без применения аппаратурного резерва. [c.152]

Если объем задания таков, что с ним может справиться один канал, то все слагаемые в (5.4.19), кроме первого, равны нулю. Нетрудно заметить, что в этом случае т-канальная система в резервном времени имеет ту же вероятность безотказного функционирования, что и одноканальная с общим ненагруженньш аппаратурным резервом кратностью т—1 62], но более высокую, чем одноканальная система с нагруженным резервом той же кратностью. При кратности временного резервирования вероятность / i(4, t, т) многоканальной системы не зависит от величины оперативного интервала времени. Это значит, что в невосстанавливаемой системе резерв времени улучшает показатели надежности лишь до некоторого предела. Как только /,/ 168 [c.168]

Одним из способов поддержания стабильности производительности многоканальной системы и повышения эффективности использования резерва времени является создание аппаратурного резерва. Рассмотрим систему (рис. 5.14,а), в которой каждое основное устройство (канал) имеет по одному или более идентичных ему устройств в нагруженном или неиагруженном резерве. Резерв, приданый одному пз каналов нельзя использовать для резервирования других каналов. В отсутствие резерва времени логика возникновения отказов снстемы отражена на схе.ме, приведенной на рпс. 5.14,6 78 [c.178]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...