Бағдарламаны сенімділікпен қамтамасыз етуінің статистикалық анықтамасы

Қазіргі кезде бағдарламалық қамтамасыздандырудың сенімділігін қолданушының талаптарын ескере отырып болжау өте қиын. Сол себепті, мини және микро-есептеуіш жүйелерге арналған Лонгботтың ұсынған сенімділікті бағалауға қызығушылық туындады.

Ол бағдарламалық қамтамасыздандыруды жасау, қолдану нәтижесінде жүйелік істен шығулардың саны λ арқылы сенімділікті бағалауға арналған факторлар мен жөндеу коэффициенттерді былай көрсетті:

- ИМС саны бойынша 20 мыңнан көп және шапшаңдығы 4000 – 1500 команд/с көп процессордың көлемі (Б); ИМС саны бойынша шамамен 10 мың және шапшаңдығы 250 – 1500 команд/с көп орташа (С); ИМС саны бойынша шамамен 1 мың және шапшаңдығы 250 команд/с төмен (Н).

- бағдарламалық қамтамасыздандырудың көлемі, мыңдаған командалар;

- жұмыс басынан К_ж бастап, жұмыс істеу уақыты кезінде істен шығу санының λ өзгеру коэффициенті;

- бастапқы сапа коэффициенті К_с;

- өзгеріс жиілігі мен жөндеуге жарамдылық коэффициенті К_ө;

- өзгеру және жүктелу коэффициенті К_жүк.

13.1 кестеде процессордың өлшемі мен көлеміне қатысты бағдарламалық қамтамасыздандырудың бастапқы сенімділігінің тәуелділігі көрсетілген.

13.1 к е с т е - Бағдарламалық қамтамасыздандырудың бастапқы сенімділігінің процессордың өлшемі мен көлеміне тәуелділігі

Бір ұзақ операцияның (көбейту, бөлу) қателігінің ықтималдығы, оның ішінде бағдарламалық, сәтсіз және енгізу қателерінің ықтималдығы 2∙10^-6 болады, ал қысқа операцияның (жіберу, жадыға айналдыру және т.б.) орындалу қателігінің ықтималдығы бағдарламалық қамтамасыздандыру сенімділігінің мүмкін болатын жоғарғы шекарасына жуықтайды және 1,2∙10^-8 құрайды.

Ақпаратты алмасудың перспективалық жүйелеріне сенімділіктің талаптары ақпараттың берілуінің разрядты қателігінің 10^-12 биттен артық емес ықтималдықта болуын сұрайды.

13.2 кесте – Бағдарламалық қамтамасыздандыру сенімділігінің жүйе жұмысының ұзақтығына тәуелділігі

13.3 кесте – Бағдарламалық қамтамасыздандырудың жүйенің жүктелу деңгейіне тәуелділігі

Бағдарламалық қамтамасыздандырудың істен шығу қарқындылығы λ_б 13.1 – 13.3 кестелер көмегімен келесідей анықталады:

λ_б=λК_жұмК_кК_өзгК_жүк

49.Аспап жасауда автоматтандырылған басқару жүйелерінің сенімділігіне әсер ететін ішкі және сыртқы факторлар Автоматтандырылған басқару жүйелерінің сенімділігіне әсер ететін климаттық, механикалық, радиациялық әсерлерді және қызмет көрсетуші жағынан болатын әсерлерді қарастырып көрейік. Қоршаған ортаның негізгі климаттық факторлары мыналар болып табылады: күн радиациясы, температура және әуе ортасының салыстырмалы ылғалдылығы, оның тығыздығы, қозғалыс, онда қатты және газ тәрізді қоспалардың болуы; қар, жаңбыр, тұман, қырау, шық. Күн радиациясы климаттық факторлардың негізгілерінің бірі болып табылады. Спектрде күн энергиясынан сәулеленудің 9%-ға жуығы ультракүлгіндік бөлікке келеді, 50%-ға жуығы – спектрдің көрінетін бөлігіне және 41%-ға жуығы – инфрақызыл толқындарға. Бұйымдарды эксплутациялау шартының сипаттамасы үшін шаң концентрациясының (шоғырының) үш деңгейі анықталған: 0,18; 1.0 және 2,0 г/м³. Ауада газ тәрізді қоспалардың ішіндегі ең қауіптісі күкіртті газ және хлорлы тұз болып табылады. Аспапқа түскен көгерген уақ саңырауқұлақтары, табиғи және жасанды түрдегі сияқты жоғарымолекулалы байланыстарды тарата алады. Температура өзгерісінің әсері. Температураның жоғарылауы химиялық реакциялардың жедел ағуын туғызады. Оқтын-оқтын жылулық әсерлердің әсерімен әр түрлі механикалық зақымдаулардан туындаған конструкция элементтерінің түрін өзгертуі орын алады. Жартылайөткізгішті аспаптардың көрсеткіштерінің өзгерісі тіпті салыстырмалы кішкентай оң температурада (40 - 50ْ С-тан жоғары) да білінеді. Диэлектрлік өтімділігі үлкен оқшауланған материалдар, сондай-ақ олардың температурасына өте-мөте қатты тәуелді болады. Пластмассалардың электрлік беріктігі оның 0,34-тен 0,14-ке дейінгі дәрежедегі кедергісіне пропорционалды. Төменгі температурада қатпарлы және талшықты фенол пластиктердің екпінді беріктігі қатты азаяды. Ылғалдылық әсері Ылғалдылық әсерімен металл беттерінің түсі, кедір-бұдырлық дәрежесі, электрөткізгіштік, беттік өткізгіштік және т.б. өзгереді. Үлкен механикалық кернеуі бар жерлердегі (шағын радиусты иілу бар жерлерде және созылу бар жерде) жезді бөлшектер ылғалдылықтың өсуінің әсерінен сынады. Дәнекерленген жерлер ылғалдан жеткілікті қорғалмаса, сол жерлер ұлғайып кетеді. Температураның күрт өзгерулерінен пайда болатын конденсаттар түрінде көрінетін ылғал жүйеге кері әсерін береді. Асыл металдарды немесе олардың қорытпаларын пайдалану жүйенің ылғалды жерде дұрыс жұмыс істеуіне кепіл бола алмайды. Таза судың диэлектрлік өтімділігі жоғары (є = 81), сол себепті салаыстырмалы түрде материалда аз мөлшерде судың болуы оның диэлектрлік өтімділігін бірнеше есе өзгертуі мүмкін. Нәтижесінде, тербелмелі контурдың жилигі төмендеп, беріктігі азайыуы мүмкін; ал ол өз кезегінде жиіліктер жолағының кеңеюіне, генератордың жұмыс істеу тұрақтылығының нашарлауына немесе қасиеттері жиілікке тәуелді элементтердің шығыс кернеуінің кемуіне алып келеді. Механикалық әсер түрлі элементтер мен басқару жүйелеріне транспортировка және қолдану кезінде де болуы мүмкін. 2 түрі бар: соққы және вибрация. Соққы жылдамдық кенет өзгергенде байқалады.соққы нәтижесінде қысым түскен элементтердің берік еместері сынады.Төмен темп-ра кезіндегі соққы жай кездегі соққыға қараған әсері көбірек. Себебі, диэлектр. Элементтердің жоғ.темпр-да морттығы артады және салқындатқанда түрлі жүйелердің қысымы жоғарылайды. Вибрация ол элементтерді, жүйені периодты тербеліске түсіргенде пайда болады. Жүйеге көбіне соққы сияқты әсер етеді. Вибрацияның қауіптілігі: ұзақ уақыт әсер еткенде жүйе элементтерінің тозу нәтижесінде бұзылуға алып келуі. Мыс., вибр. Ұзақ әсер еткенде винтті және бекітілген біріктірулер босап кетеді, ал дәнекерленген жерлер бұзылады. Өте төмен жиілікті вибрациялар(несколько Гц) трансформаторларды, блоктардың, эл.конденсаторлардың үзілуіне әкелуі мүмкін. Кіретін радиация әсері. Үлкен энергиясы бар бөлшектердің енуі энергия жоғалтуға алып келеді. Бұндай әсерге көбінесе сәулеленген металлдар төзімді. Электротехникалық болат пен магнитті материалдарда магнит өтімділігінің өзгеруі айтарлықтай өзгереді. Ал, кебір металлдар (бор, марганец, кобальт, цинк и др.) нейтрондармен сәулеленгеннен кейін өздері радиоактивті болады. Мысалы, резисторлардың сәулеленуі шу деңгейінің артуына, ылғалға төзімділігінің кеміне әкеледі. Конденсаторлар сәулеленгеннен кейін эл.беріктігі, сыйымдылық диэлектрлік жоғалу тангенсінің өзгерісіне алып келеді.радиацияға ең аз төзімді – интегралдық сұлбалар мен ЖӨ аспаптар. Ағып кету нүктесі кенет артады, элементтер арасында паразит байланыстар п.б.. Нәтижесінде инт.сұлбаның дұрыс жұм.істемейді. аспаптарды сәулеленуден қорғауды түрлі экрандау мен негізгі түйіндері перегрузкадан сақтау жөніндегі арнайы жарықтехникалық шаралар арқылы қорғауға болады. Адамның әсері Принятая на этапе разработки концепция обеспечения требуемого уровня надежности и безопасности определяет структуру системы и «цену» обеспечения надежности.Некоторые ошибки разработки или типового проекта могут проявиться даже после длительной эксплуатации системы.Ошибки персонала, обслуживающего системы, могут приводить к весьма тяжелым последствиям.Сложность разрабатываемых систем вступает в противоречие с возможностями человека как разработчика, отсюда ошибки разработки и эксплуатации; ограниченные возможности человека не всегда согласовываются с техническим потенциалом разработанных систем в части нагрузки оперативного персонала и реализации интерфейса «оператор- система»; повышение уровня автоматизации систем приводит к ослаблению профессиональных навыков оперативного и технического персонала. Ішкі факторлар Внутренние факторы связаны со спецификой аппаратуры, ее загруженностью и условиями эксплуатации, что приводит к постепенному физическому износу элементов и узлов системы. Кроме физического износа системы притерпевают также моральный износ, который обуславливается появлением более современных систем, на новой элементной базе и улучшенными техническими характеристиками. Чаще всего в системах управления и контроля ранее наступает моральный износ, а затем появляется физический, обусловленный многими факторами, среди которых не последнее место занимает усталость металла, которая появляется при длительных сроках эксплуатации.Обобщенно, в графическом варианте внешние и внутренние факторы, влияющие на надежность систем приведены на рисунке 14.1. Надежность сложных систем зависит от разнообразных факторов, раздельное и ком­плексное изучение которых необходимо, поскольку без раскрытия фи­зической природы отказов затруднительно выбрать наиболее подходя­щие направления работ по обеспечению и повышению надежности, как отдельных видов оборудования, так и систем в целом. Все множество факторов, влияющих на оборудование сложных сис­тем, принято классифицировать по области их действия.

Рисунок 14.1 – Факторы, влияющие на надежность

50.Температура өзгерісінің әсері. Температураның жоғарылауы химиялық реакциялардың жедел ағуын туғызады. Оқтын-оқтын жылулық әсерлердің әсерімен әр түрлі механикалық зақымдаулардан туындаған конструкция элементтерінің түрін өзгертуі орын алады. Жартылайөткізгішті аспаптардың көрсеткіштерінің өзгерісі тіпті салыстырмалы кішкентай оң температурада (40 - 50ْ С-тан жоғары) да білінеді. Диэлектрлік өтімділігі үлкен оқшауланған материалдар, сондай-ақ олардың температурасына өте қатты тәуелді болады. Полярлы пластмассалардың салыстырмалы көлемді кедергісі температура артқанда кенеттен төмендейді. Жылудың әсерімен оқшаулағыштың механикалық беріктігі азаяды; электрлік беріктігі басында материалдан ылғалдың жойылуына байланысты артады, содан барып оның бастапқы мәніне дейін азаяды және соңында оқшаулағыш біртіндеп жойылады. Пластмассалардың электрлік беріктігі оның 0,34-тен 0,14-ке дейінгі дәрежедегі кедергісіне пропорционалды. Төменгі температурада қатпарлы және талшықты фенол пластиктердің екпінді беріктігі қатты азаяды.