Надежность информационных систем

Надежность информационных систем Автор курса лекций: Шегал Анна Айзиковна, канд.техн.наук, доцент кафедры «Технологии и средства связи» УГТУ-УПИ Екатеринбург 2008

Расчет аппаратурной надежности ИС на этапе проектирования

* Цели изучения Определение понятия логическое соединение элементов в системе. Изучение основ расчета надежности нерезервированной невосстанавливаемой системы. Рассмотрение классификации резервированных систем ( структурная избыточность). Изучение основ расчета надежности резервированной невосстанавливаемой системы. Рассмотрение основ расчета надежности восстанавливаемой системы.

* Логические схемы соединения элементов в системе Логическая схема является логической моделью безотказной работы системы. Предполагается: отказы элементов независимы, элементы и система могут находиться только в двух состояниях: работоспособном или неработоспособном. Перед составлением логической схемы производится анализ функционирования системы и элементов в течение заданной наработки. Определяется содержание термина «безотказная работа системы». Перечисляются и описываются возможные отказы элементов и системы. Оценивается влияние отказа каждого элемента на работоспособность системы. Функциональные (электрические) связи между элементами заменяются логическими, характеризующими безотказную работу системы в зависимости от работоспособности или отказа каждого компонента.

* Последовательное соединение элементов Соединение элементов в системе называется последовательным, если отказ любого из элементов приводит к отказу системы или относительно противоположного события: работоспособное состояние системы имеет место только в одном случае, когда работоспособны все элементы системы. При последовательном соединении элементов Р(t) – вероятность безотказной работы системы на отрезке времени [0, t] определяется произведением вероятностей безотказной работы всех элементов соединения: (4.1), где Pj(t) – вероятность безотказной работы j-го элемента последовательного соединения (j=1,…,n).

* Параллельное соединение элементов в систему Соединение элементов в системе называется параллельным, если работоспособное состояние системы имеет место, когда работоспособен хотя бы один элемент соединения или относительно противоположного события: отказ системы наступает только в том случае, когда откажут все элементы соединения. При параллельном соединении элементов Q(t) – вероятность отказа системы на отрезке времени [0, t] определяется произведением вероятностей отказа всех элементов соединения: (4.2) , где Qj(t) – вероятность безотказной работы j-го элемента последовательного соединения (j=1,…,n). Параллельное по надежности соединение называется также резервированным соединением.

* Расчет надежности нерезервированной невосстанавливаемой системы Рассмотрим вычислительную систему (ВС) состоящую из n элементов (функциональных узлов). Допустим, что отказ любого из элементов не зависит от состояния других элементов, не вызывает изменения характеристик (не нарушает работоспособности) остальных элементов и приводит к отказу всей системы. Это допущение может быть принято в случае, когда отказ любого элемента является внезапным , мгновенно приводящим к отказу системы. Следовательно, ВС имеет последовательное по надежности соединение элементов, а вероятность безотказной работы определяется как Вероятность отказа системы – Q(t) как вероятность противоположного события: (4.3). При произвольном законе распределения времени наработки до отказа для каждого из элементов вероятность безотказной работы системы определится так:

* Расчет надежности нерезервированной невосстанавливаемой системы Для наиболее часто применяемого экспоненциального распределения времени наработки до отказа элементов, при котором = const (период нормальной эксплуатации элементов), выражение (4.4) примет вид: (4.4) , (4.5) где λi – интенсивности отказа i – компонентов ВС приводятся в специальных отраслевых справочниках по комплектующим элементам. Можно представить сумму интенсивностей отказов одним эквивалентным элементом, имеющим интенсивность (4.7) а среднее время наработки до отказа , (4.6)

* Информационное обеспечение лекции Литература по теме: Александровская Л.Н. Современные методы безотказности сложных технических систем: учебник. / Л.Н Александровская, А.П. Афанасьев, А.А. Лисов. - М.: «Логос», 2003. Острейковский В.А. Теория надежности: учебник для вузов. /В.А. Острейковский.- М.: Высшая школа, 2003