rto - Воронежский государственный архитектурно

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
УТВЕРЖДАЮ
Первый проректор по науке,
инновациям и и подготовке кадров
высшей квалификации
_____________ /Ю.М. Борисов/
«___»_____________2010 г.
РЕКЛАМНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ
Программа «Расчет надежности информационной системы»
.02068114.00167-01 99 01
Листов 7
Разработчики:
______________________/Волобуева Т.В./
______________________/ Тычинская М.А./
______________________/ Борисова М.И./
______________________/ Вахтин А.С./
______________________/ Грибанов Д.И./
09.02.2010
Воронеж 2010
2
.02068114.00167-01 99 01
1. Функциональное назначение разработки, область применения,
ее ограничения
Под расчетом надежности понимают определение численных
показателей по тем или иным числовым данным.
При аналитическом методе основные показатели надежности
(вероятность безотказной работы P(t)) определяются по известным
интенсивностям отказов элементов, входящих в данную информационную
систему.
Представленная программа по структурной схеме надежности
информационной системы и заданным значениям интенсивности отказов
ее элементов i , i=1..N, N - количество элементов в структурной схеме:
- строит график изменения вероятности безотказной работы системы
от времени наработки в диапазоне снижения вероятности до уровня 0,1 –
0,2;
- определяет время наработки системы соответствующее заданному γ;
- обеспечивает при заданном γ увеличение времени наработки
системы не менее чем в 1,5 раза за счет структурного резервирования
элементов системы.
γ - гамма-процентный ресурс то есть вероятность безотказной работы
системы, выраженный в процентах, по истечении определенного времени
непрерывной работы (наработки) системы
Структурная схема надежности информационной системы может
включать:
1) параллельное соединение элементов
2) последовательное соединение элементов
3) смешанное соединение элементов (мостиковая схема)
3
.02068114.00167-01 99 01
4) схему, в которой обведенные пунктиром m элементов, являются
функционально необходимыми
1
Все элементы системы работают в режиме нормальной эксплуатации.
Резервирование отдельных элементов или групп элементов должно
осуществляться идентичными по надежности резервными элементами или
группами элементов. Переключатели при резервировании считаются
идеальными.
Все элементы системы работают в периоде нормальной эксплуатации,
вероятность безотказной работы всех элементов подчиняются
экспоненциальному закону:
pi  e   i t .
Если k элементов структурной схемы образуют параллельное
соединение, то их заменяют квазиэлементом. Вероятность безотказной
работы этого элемента вычисляется по формуле
P  1  (1  p1 )(1  p 2 )...(1  p k ).
Если k элементов структурной схемы образуют последовательное
соединение, то их заменяют квазиэлементом и вычисляют вероятность его
безотказной работы по формуле
4
.02068114.00167-01 99 01
P  p1  p 2  ...  p 2 .
Если элементы структурной схемы образуют соединение «m из n», то
заменяем его квазиэлементом, вероятность безотказной работы которого
вычисляем по формуле
n
n
k m
k m
P   pk   Cnk  p k  ( 1  p )n  k ,
где C nk – биноминальный коэффициент, называемый «числом сочетаний
по k из n» (т. е. сколькими разными способами можно реализовать
ситуацию k из n).
Cnk 
n!
.
k !( n  k )!
Если элементы А, В, С, D и Е образуют мостиковую систему, которую
можно заменить квазиэлементом G.
А
D
C
B
E
Для расчета вероятности безотказной работы воспользуемся методом
минимальных путей. Логическая схема мостиковой системы по методу
минимальных путей приведена ниже
A
D
B
E
A
C
E
B
C
D
5
.02068114.00167-01 99 01
Система, изображенная на этом рисунке работоспособна до тех пор,
пока работоспособны элементы А и D или – B и E, или – A, C и E, или – B,
C и D. Таким образом, вероятность работы квазиэлемента G можно
определить по формуле:
PG  1  (( 1  PA  PD )  ( 1  PB  PE )  ( 1  PA  PC  PE )  ( 1  PB  PC  PD )).
После начала работы с программой вам будет представлено окно, на
котором расположены следующие компоненты:
«Входные данные»
«Струк.схема»
«Решение»
Для начала вычислений нажмите кнопку «Входные данные» и введите в
поле «Количество элементов» число элементов вашей структурной схемы.
Появятся несколько дополнительных элементов:
Поле для ввода (сюда последовательно вводятся значения интенсивностей
отказов элементов структурной схемы надежности информационной
системы)
Кнопка «Далее»
y % - гамма-процентный ресурс
После заполнения всех полей, будет представлена таблица расчетов
вероятностей безотказной работы всех элементов исходной схемы
Для продолжения расчетов необходимо нажать кнопку «Стук.схема» и
введите информацию о вашей структурной схеме:
-вид соединения (параллельное, последовательное, мостиковая и т.д.)
-номера элементов, образующие это соединение
6
.02068114.00167-01 99 01
После клика на кнопку «Вычислить», в таблице расчетов должны
появиться новые значения вероятностей безотказной работы всех
образованных квазиэлементов.
После того, когда структурная схема введена необходимо нажмите на
кнопку «Решение».
На появившейся панели нажмите кнопку «Вычислить и построить график»
По графику найдите время t, соответствующее введенному гаммапроцентному ресурсу и ввести его в нужное поле.
7
.02068114.00167-01 99 01
Программа выдаст элемент, вероятность безотказной работы которого
нужно увеличить, количество необходимых для этого идентичных по
надежности резервных элементов и вероятность безотказной работы
системы с повышенной надежностью.
Программа «Расчет надежности информационной системы» может
быть
использована
при
изучении
дисциплины
«Надежность
информационных систем», для студентов дневного обучения по
специальности «Информационные системы и технологии».
2. Использование технических средств
Программа написана с использованием Code Gear RAD Studio 2009
Delphi и протестирована на компьютере с ОС Windows Vista.
3.
Специальные
условия
применения
и
требования
организационного, технического и технологического характера.
Для работы с программой не требуется специальной подготовки.
Интерфейс позволяет в удобной форме ввести количество элементов
диагностируемой функциональной модели и определить цепочки
элементов модели, выходные сигналы которых будут не в допуске если не
в допуске окажется контролируемый параметр.
4. Условия передачи или продажи программы и ее авторское
сопровождение по договоренности с авторами. Обращаться по адресу:
394006 г. Воронеж, ул. XX-лет Октября, ВГАСУ, кафедра математического
моделирования и вычислительной техники, [email protected].