Автоматических систем

Одной из особенностей современных автоматических систем является наличие в их составе устройств, элементов и средств, которые работают по программам, заложенным в их памяти, оперативной или постоянной.

Программы являются специфической формой записи алгоритмов и, следовательно, обладают всеми их свойствами. Современные программы могут иметь в своем составе много команд, под воздействием которых вы­полняются отдельные операции в системе, подсистеме или в устройстве. Естественно, что даже отдельные, на первый взгляд незначительные, ошибки в работе программ могут привести к неверному функционирова­нию системы или устройства. Следовательно, проверка правильности функционирования системы или устройства при выполнении данной про­граммы абсолютно необходима. Эта задача в значительной степени реша­ется при помощи аппаратного контроля, рассмотренного в предыдущей главе.

Рис. 7.1 Классификация программных методов контроля

Однако эффективность аппаратного контроля в ряде случаев оказывается низкой. Поэтому возникает задача комплексной проверки функционирования системы в целом или ее отдельных элементов, средств, устройств, при помощи как аппаратных, так и программных методов.

Программные методы контроля, в отличие от аппаратных, позволяют обеспечивать контроль функционирования не отдельных блоков, трактов и подсистем, а их совокупности в сочетании, характерном для данной, конкретной АС. Наиболее характерными для АС программными методами контроля являются методы, классификация которых приведена на рис. 6.1. Данные методы могут быть реализованы лишь посредством ЭВМ, входя­щих в состав АС.

При применении программных методов контроля всегда исходят из предположения, что сами программы составлены безошибочно, поэтому любая ошибка в выполнении программы свидетельствует о наличии сбоев либо отказов в работе аппаратуры. Именно в этом смысле будет использо­ваться понятие ошибки в выполнении программы.

Программные методы контроля характеризуются следующими специфическими показателями:

1)длиной участка, охваченного контролем Ь\ величина Ь численно
может быть выражена либо числом команд, имеющихся в участке, либо
временем выполнения участка;

2)вероятностью обнаружения ошибки, возникшей в результате отка­
за,

3)вероятностью обнаружения ошибки, возникшей в результате сбоя, Р_с;

4) относительным увеличением участка программы, охваченного контролем

где L - число команд участка программы, охваченного контролем; - число команд этого же участка программы при отсутствии контроля;

5) коэффициентом снижения производительности

где Т_о - затрата времени на реализацию программы (участка) при отсутствии контроля; Т - фактическая затрата времени на реализацию программы (участка).

Для оценки полноты программного контроля и ряда других его характеристик обычно используются вероятности возникновения ошибок различной кратности, вероятности возникновения одного и более одного отказа и сбоя и т. д. Теоретические и статистические данные эксплуатации цифровых устройств свидетельствует о том, что поток отказов и сбоев близок к простейшему. В связи с этим вероятность возникновения отказов и сбоев за время I с требуемой для практики точностью описывается зако­ном распределения Пуассона с параметром

Интенсивность потока определяется интенсивностью отказов уст­ройств. Вероятность появления ошибки в конкретном разряде слова обычно вычисляют исходя из предположения о том, что распределение ве­роятностей появления ошибок в «-разрядном слове цифровых устройств близко к биноминальному. В этом случае вероятность возникновения в п-разрядном слове точно к ошибок равна

Вероятности возникновения хотя бы одного отказа, а также искаже­ния содержимого хотя бы одного разряда оцениваются выражениями