Введение к работе
Актуальность проблемы. Малые ЭВМ и комплексы на их основе находят широкое применение в современных АСУ специального назначения,, в системах больших ЭВМ и вычислительных сетях в качестве вспомогательных ЭВМ, программируемых терминалов, коммутаторов сообщений, концентраторов данных и т.п. Благодаря эффективности выполнения операций ввода-вывода они обеспечивают предварительную обработку информации от множества пользователей в управляющих вычислительных комплексах, работающих в режиме реального времени (УВК РВ), а также в системах с разделением времени.
Подсистемы ввода-вывода рассматриваемого класса малых ЭВМ и комплексов на их основе строятся посредством унифицированного магистрального канала (МК), являющегося в принципе единственным) коммуникационным средством между центральным процессором (ЦП), оперативной памятью и контроллерами периферийных устройств малой ЭВМ. Такая унификация обеспечивает простоту неэкономичность малых ЭВМ в сочетании с высокой эффективностью,выполнения операций ввода-вывода, однако явно увеличивает уязвимость системы к ошибкам ввода-вывода, которые могут зачастую приводить УВК РВ к критическим ситуациям. С другой стороны стоимость подсистем ввода-вывода малых ЭВМ и комплексов составляет большую часть стоимости аппаратуры и имеет тенденцию к росту, в этих условиях повышение надёжности подсистем ввода-вывода является весьма актуальной задачей, комплексное (совместно с задачами повышения производительности и уменьшения стоимости малых ЭВМ и комплексов) , решение которой может заметно повысить эффективность их использования.
Несмотря на то, что отдельные вопросы повышения надёжности подсистем ввода-вывода малых ЭВМ и комплексов на их основе, в соответствии с принципами отказоустойчивости рассматривался рядом авторов, в настоящее время практически отсутствуют инженерные методики отказоустойчивого проектирования таких подсистем.
Целью исследования настоящей работы является анализ и разработка инженерных методик отказоустойчивого проектирования подсистем ввода-вывода малых ЭВМ и УВК РВ.
Для достижения поставленной цели в диссертации сформулиро-
ваны и решены следующие задачи:
предложена форма представления отказоустойчивых вычислительных систем как набора вложенных подсистем с соответствующими уровнями и способами обеспечения отказоустойчивости;
разработана методика оценки воздействия вычислительной нагрузки на надежность подсистем ввода-вывода малых ЭВМ с магистральной архитектурой;
разработаны методики выбора структуры и состава средств обнаружения ошибок и средств комплексирования подсистем ввода--вывода малых ЭВМ и комплексов в соответствии со стоимостью и потерями на восстановление вычислительного процесса.
Методы исследования. В работе использован аппарат теории ЭВМ и вычислительных систем, теории вероятности, теории массового обслуживания и теории надежности.
Научная новизна работы заключается в следующем:
- разработаны инженерные методики, которые в совокупности
составляют законченный набор средств для анализа и проектирования отказоустойчивых подсистем ввода-вывода малых ЭВМ и комплексов на их основе;
решена задача совместного анализа надежности подсистем ввода-вывода и производительности малых ЭВМ;
определены критерии выбора структуры и состава средств обнаружения ошибок и средств комплексирования подсистем ввода--вывода малых ЭВМ и комплексов.
Практическую ценность работы представляют:
инженерные методики оценки надежности подсистем ввода--выв'ода малых ЭВМ и комплексов;
разработанные в соответствии с принципами отказоустойчивости технические средства подсистем ввода-вывода малых ЭВМ и комплексов - средства сопряжения с МК, групповые и одиночные контроллеры терминалов, контроллеры ВЗУ, средства комплексирования подсистем ввода-вывода.
Реализация и внедрение результатов работы. Разработанные методики и технические решения были использованы в разработках малых ЭВМ серии "Наири-4", изделиях 65cI69, 65с170, 83т426, 83т427.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Всесоюзной школе-семинаре молодых ученых и специалистов (Минск, 1980г., два доклада), на Конференциях молодых ученых и специалистов ЕрНИИММ (Ереван, 1985, 1986, 1987), Конференции молодых ученых и специалистов АЛО "Электрон" (Ереван, 1988) и др.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных трудов, в том числе получено 4 авторских свидетельства.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложений и списка литературы изЯХ названий. Работа изложена на \кЧ страницах машинописного текста, <6 рисунках, Т таблицах.