Введение к работе
Актуальность темы. Комбинированное резервирование может эффе тивно использоваться для повышения надежности ответственных сист или отдельных устройств СЭВМ, перерывы в работе которых недог
тимы, а требования на надежность достаточно высоки. Область ис-ользования КР: бортовые СЭВМ. СЭЕМ в контурах управления техно-огическиыи процессами, наземные системы сбора и передачи ответ-
THAUtJnft и~-іії\ґ\г,тзтгтг I-T т» п
.В данной работе исследуются вопросы повышения надежности СЭБМ с омбинированнын резервированием, а именно вопросы анализа и синте-а СЭВМ по критерию надежности.
Целью работы является теоретическое обоснование, решение и бобщение задач повышения надежности СЭВМ с KF с учетом структуры, ходного потока' задач, параметров контроля, реконфигурации, встановлення, режимов хранения, профилактики и'работы на основе ве-ификащш проектных решений и учета требований на надежность на тадии проектирования, а также создание средств автоматизации на-,ежностного проектирования (САНП). Для достижения цели решались следующие задачи:
исследование современного состояния проблем проектирования СЭЕМ" КР для Формулировки основных направлении исследований и опреде-ения их места но отношение к известным результатам в рассматриваний области;
выбор и обоснование критериев анализа; '
теоретическое обоснование н разработка аналитических, имитацион-ых и аналитико-статистических моделей - надежности, с ускорением, етодов и средств, позволяющих повысить точность анализа надежнос~ и па стадиях эскизного и технического проектирования;
постановка новых задач іг разработка методов синтеза СЭВМ с КР;
разработка алгоритмического и программного обеспечения САНП д.пл ерификации проектных рекений на этапе проектирования, оценки и остпжения необходимого уровня их надежности, а также надежностпо-о синтеза. На защиту выносятся следующие положения:
теоретические основы,проектирования СЭВМ с комбинированным ре-ервированием;
новые эффективные модели и методы анализа надежности с учетом ря-а определяющих факторов;
новые методы синтеза СЭБМ с ЕР по критериям надежности:
алгоритмическое, программное и методологическое обеспечение про -есса проектирования СЗВМ с КР;
результаты проектирования, производства и эксплуатации 22 типог-ЭВМ с КР.
Методы исследований. . Теоретическое обоснование, разработка моделей и методов решения проектных. задач, . а"также их исс'ледовакш проводились с использованием математического аппарата теории множеств, графов, алгоритмов, вероятности, математической статистики, комбинаторики, ЭВМ и систем, марковских цепеГ} с непрерывным и дискретным временем,'интегрального исчисления, .теории оптимизация.
Экспериментальная проверка научных,положений, внводов и[ рекомендаций выполнена,методами моделирования на ЭВМ. натурального моделирования и решением проектных задач в.процессе внедрения и промышленной эксплуатации СЭВМ. с КР. " ..,.'.- '.'".'.'."
Научная новизна - заключается в создании теоретических и методических основ для решения задачи повышения надежностных характеристик СЭВМ с КР с учетом структуры, входного потока задач, параметров контроля.: реконфигурации и восстановления, режимов хране: ;ния, профилактики и работа, в том. числе:.' .:.-' ' -
в выборе и теоретическом.обосновании критериев оценки надежное и, для учета указанных факторов; ;л.'/ .;! '''''. '
в .новых аналитических моделях надежности СЭВМ с КР,в том числе одномагестральных. многомагастральных и регулярных структур; . -.
в новых методах ускорения аналигико-статистического моделирования; ' "' ' ." ' ... .'_ ' ; . '.V , ;.'' "" ' - "'' . '-" т' '
в оригинальной,имитационной модели СЭВМ с КР;.
в новых задачах и"методах синтеза для совместного выбора уровней, кратностей резервирования; параметров систем контроля, реконфигурации и,т.д. при наличии ограничений,заданных в виде неравенств и равенств; " - -.:.'" .''
в решении задачи расстановки контрольных точек,с коррекцией'промежуточных результатов аналитико-статистическими моделями с ускорением; '-. , : j ; :'-': -. '
создании алгоритмических основ для автоматизации проектирования СЭВМ с КР; - ,/ - ' " : '_ ,; ;' .'..;;" ;.' ; .'.;: ' ~ в исследовании влияния основных факторов на надежность и основных погрешностей.'! . , . ,
Научная значимость - определяется распространением научно-обоснованного процесса-проектирования СЭВМ с КР для различных классов СЭВМ, исследованием и разработкой новых методов и моделей надежностного проектирования, -формированием принципов и .алгоритмов
-.7.-
ЗАНП. "'.Таким образом результаты диссертации могут быть классифици- ' эованы'как'теоритическое обобщение и решение круг ной научно-технической, проблемы, имеющей- важное народнохозяйственное значение.
Практическая ценность - определяется,возможностями 'САШ, разработанными . на основе предложенных' методов и моделей для решения проектных задач и соответствующих им алгоритмов. Применение САНП позволяет;.'.'-'"' v - .' /", ''' ;. '.'.' ,'' - при существенном сокращений трудоемкости проводить анализ надеж-гости СЭВМ с, КР с учетам целого ряда факторов и оптимизировать іроектньїе решения в соответствий, с результатам анализа в рамках іетода последовательных приближений;
' существенно сократить трудоемкость синтеза СЭВМ с КР на различ-[ых уровнях (структурном. Функционально-логическом л т.д.) повысить достоверность моделирования., ,, ,
Достоверность теоретических результатов подтверждается логически доказательствами основных положений, выводов и рекомендаций, х экспериментальной проверкой,а . также результатами опытной и ормышленной эксплуатации конкретных типов СЭВМ с КР (в частности, О образцов СЭВМ в НИИ "Арг.он", .'СЭВМ "АСНКТ" - срок эксплуатации .5 года) ."...,''.
Внедрение результатов работы. Методы надежностного анализа и интеза реализованы в САНП, ориентированных на ЭВМ IBM PC. Научные гзультаты работы внедрены и использовались в научно-исследова-эльском институте "Аргон" при проектировании 16 типов СЭВМ с КР зобрана статистика ш отказом 40 образцов одного типа СЭВМ в зке-чуатации). в Государственном научно-производственном объединении \гат", во ВНИИТФА (одна из СЭВМ с.КР внедрена на Электростальоком ишностроитэльном заводе, для другой собрана статистика по отка-т в течении 4,5 лет эксплуатации),' в "Вестерн Эмба Геофизика" Сазахстан), в Центральном научно-исследовательском институте "Ко-;та". в Опытно-конструкторском бюро "Альфа" (г.Минск), вГСПИ, в тбном процессе кафедры ЭВМ МИФИ - разработан и внедрен в учебный юцесс электрокнный учебник по курсу "Надежность, контроль и ди-ностика ЭВМ", при выполнении курсовых и дипломных проектов.
Апробация работа. Основные результаты докладывались на Вто-й Всесоюзной конференции "Проблемы надежности при проектировании стем управления (Черновицы, 1976 г.); IV Всесоюзной конференции днородные вычислительные системы и среда" (Киев, 1975 г.); на ре-
пюнальном научно-техническом семінаре "Надежность технических с стем" (Рсстов-ка~Дону,1975 г.); на школе-семинаре "Современное ее гояние автоматизации и теории проектирования дискретных устройстЕ (Львов, 1977 г.); Всесоюзной конференции "Математическое обеспеч( ние моделирования сложных систем" (Киев,1977 г.); VII Ленинграде кой конференции "Повышение качества и надежности промышленных из} лий" (Ленинград.1978 г.); на семинаре "Надежность сложных техниче ких систем (Москва, МДНГЛ, 1979 г.); на научно-технических конфе; нциях и семинарах МИФИ (1977-1993 гг.);на семинаре "Современные і тоды разработки РЭА"- (Москва, МДНГП, 1974 г.); на конференции "! тоды грогнозирования надежности проектируемых РЭЛ и ЗВА" (Пенз; ПДШ'П. 1987 г.): на III Всесоюзном совещании "Надежность и эффа тквность АСУТП и АСУП" (Суздаль,1984 г.); на зональной конференщ "Математические и программные методы проектирования информациони и управляющих систем" (Пенза. ПДШТ1, 1990 г.); на Всесоюзном нау но-техническом совещании "Автоматизация проектирования систем а: тематического и автоматизированного управления" (Таллин. 1976 г. ка семинаре "Вопросы обеспечения надежности сложных техническ систем на этапах разработки, производства и эксплуатации" (Москв МДНТП, 1981 г.); на республиканской конференции "Авгоматизирова ное техническое проектирование электронной аппаратуры" (Кауна 1982 г.); на отраслевой научно-технической конференции "Проблем методы и опыт создания автоматизированных систем управлен связью" (Москва. 1985 г.); на Всесоюзной конференции "Повышен качества и надежности ПО ЭВМ и технических средств обучения" (Ку бышев, 1989 г.); на Всесоюзном совещании "Надежность, живучесть безопасность автоматизированных комплексов" (Суздаль. 1988,г.); 1-ой Всесоюзной конференции "Методы анализа надежности программн го обеспечения вычислительных систем реального времени на осно моделей нечеткой логики и качественных описаний" (Киев. 1987 г. на семинаре "Проблемы обеспечения эксплуатационной надежное сложных технических систем" (Москва,- МНДТП, 1983 г.); на семиня "Вопросы проектирования микропроцессорных систем и их применен* (Киев, 1983 г.); на совещании-семинаре "Автоматизация проектироЕ ния микропроцессоров, микропроцессорных систем и СБИС" (Симфе{ поль. 1984 г.); на Всесоюзной конференции "Современные проблг информатики, вычислительной техники и автоматизации" (Коске ВДНХ. 1988 г.); на семинаре "Методы экспериментальной оценки і
дежности технических систем" (Новороссийск. 1983 г.); на конференции "Оценка й обеспечение длительной работоспособности изделий электронной; техники в радиоэлектронной аппаратуре народнохозяйственного назначения" (Севастополь. 1981 г.); на республиканской конференции "Машинные методы технического проектирования электронно-вычислительной аппаратуры" (Каунас. 1983 г.); на совещании-семинаре "Актуальные проблемы''автоматизации проектирования ЭВМ Симферополь, 1993 г.); на Всесоюзной"школе-семинаре "Диагностика микроэлектронной аппаратуры" (Харьков. 1990 г); на постоянно действующем семинаре "Надежность и качество функционирования систем" (филиал семинара по проблемам надежности АН СССР) (Москва. МИИТ, 1981 г.); на научном семинаре ИЛУ (Москва. 1988 г.). '
Публикации по теме диссертации. По теме диссертации опубликовано 88 научных работ,. из них 45 является печатными, в том числе статьи в научно-технических.журналах, тезисы .докладов, препринт, алгоритмы и программы 'в ГФАП, отчеты по научно-исследовательским работам, в которых автор был научным руководителем.
'Структура и объем диссертации., Диссертация состоит из.введения. семи глав, заключения, списка литературы из' 130 наименований и приложения. Общий обьем - 293 страницы, в том числе 47 рисунков и 28'таблиц,
