Факторы, влияющие на надежность аппаратно-программных комплексов (АПК).

· Структура системы и режимы эксплуатации;

· Резервирование;

· Контроль и восстанавливаемость;

· Характеристики комплектующих элементов системы (все элементы должны быть одинаково надежны);

· Защищенность от внешних воздействий, от неблагоприятных условий;

· Качество технологического процесса изготовления;

· Степень приспособленности аппаратуры для выполнения возложенных на неё функций.

В качестве аппаратуры будем ориентироваться на серийно изготовляемую аппаратуру. Отсюда следует, что мы знаем все характеристики изделий. Также, качество у серийного изделия всегда лучше, чем у прототипа.

Резервирование - один из важнейших и наиболее доступных методов улучшения надежности системы.

Различают несколько видов резервирования:

· Элементное резервирование;

· Функциональное резервирование (одни элементы делают разные функции);

· Временное резервирование (выполнение задачи в установленные промежутки времени);

· Информационное резервирование;

· Структурное резервирование.

рис.1

Резервирование также бывает:

· холодное;

· теплое;

· горячее;

Будем считать, что при холодном резервировании элемент не отказывает.

При горячем резервировании все элементы работают одновременно, отказывают одинаково.

Теплое резервирование - когда есть системы, подключенные к питанию, работающие, но не эксплуатируемые системы.

Если система состоит из последовательности элементов, то будем считать, что эта система с позиции надежности является последовательной, если с выходом из строя любого из этих элементов происходит отказ системы вцелом.

рис. 2

Параллельная система – система, которая состоит из элементов, выполняющих идентичные функции и выходит из строя только тогда, когда выходят из строя все резервные элементы и какой-то один из основных.

рис. 3.

Параллельно-последовательные системы

1) Резервирование вцелом

рис. 4.

Какая кратность теоретически нужна? Обычно двукратное резервирование, реже трехкратное. Четырех кратное почти никогда не используется.

2) Поэлементное резервирование

рис. 5

Такую схему не всегда можно применить.

Пусть T_ij – время работы каждого элемента. Рассчитаем T_ij для систем А и В при m-кратном резервировании:

Для А: Т_раб = min T_ij - для одной цепочки системы;

j

Т_сист = max(min T_ij ) - для всей системы А.

i j

Для В: Т_сист = min max T_ij max [min T_ij ]

j i i j

Задача

Дано Tij. Рассмотрим случай холодного резервирования. Найти, когда система выйдет из строя.

Для А: T_сист =

i j

Для В: T_сист = min

j i

Уровни резервирования и возможности подключения определяются конструктивными особенностями системы.

С позиции надежности одни и те же схемы могут иметь разные изображения. Это зависит от:

1) от уровня детализации системы в целом;

2) от личных качеств элемента

Линии соединения будет считать абсолютно надежными. В реальных аппаратно-программных комплексах их структурные схемы в подавляющем числе случаев не совпадают с надежностной схемой. При изображении надежностой схемы присутствует элемент творчества.

Считаем, что переключение элементов из рабочего в нерабочее состояние мгновенно. Чем больше резервирование АП