Моделирование работы ЭВМ в среде GPSS

 

1. Задание

Аппаратно программный комплекс имеет следующую структуру:

·Микропроцессорное устройство резервировано четырьмя такими же устройствами, включенными по мажоритарной схеме; время работы до отказа каждого устройства подчинено распределению Релея с параметром М= 1300 час.; перерыв в работе блока микропроцессорных устройств недопустим;

·Блок оперативной памяти состоит из восьми нерезервированных модулей, собранных в деградирующую (допускающую работу минимум двух модулей) схему; время работы до отказа каждого устройства подчинено экспоненциальному распределению с параметром ?=8?10-4 [1/час]; перерыв в работе блока оперативной памяти недопустим;

·Внешнее запоминающее устройство резервировано тремя такими же запоминающими устройствами, находящимися в холодном резерве; время работы до отказа каждого устройства подчинено экспоненциальному распределению с параметром ?=2?10-4 [1/час]; перерыв в работе блока внешних запоминающим устройств недопустим;

·Программное обеспечение представлено основной и дублирующей (с сокращенным функционалом) программами; их параметры надежности следует оценивать по исходному коду, полагая, что для приемлемой отладки основной программы предполагается выделить 3000 час., а для приемлемой отладки дублирующей программы - 2000 час.

·В контуре управления комплексом присутствует оператор, вероятность безошибочного функционирования которого задается двойной экспоненциальной моделью , где - необходимое время работы оператора при выполнении задачи комплексом, = 130 час. - время обучения оператора, ?=4·10-6 [1/час] - интенсивность совершения ошибок оператором в течение времени его обучения, ?= 1,5·10-5 [1/час] - интенсивность совершения ошибок оператором в течение времени его работы.

Отказы аппаратуры и программного обеспечения и ошибки оператора взаимно независимы.

Определить надежностные характеристики аппаратно-программного комплекса: вероятность безотказного функционирования в течение 1000 часов и среднее время работы до отказа.

2. Нахождение формулы вычисления вероятностей безотказной работы

.1 Вычисление вероятности безотказной работы микропроцессорного устройства

Вероятность безотказной работы одного микропроцессорного устройства подчинена распределению Релея с параметром М = 1300 час (1), следовательно здесь уместно применить формулу:

; (2)

Так как микропроцессорное устройство резервировано четырьмя такими же устройствами, включенными по мажоритарной схеме, то формула общей вероятности безотказной работы будет иметь следующий вид:

;

(3)

Подставим уравнения (1) и (2) в (3):

(4)

Формула (4) предназначена для вычисления вероятности безотказной работы микропроцессорного устройства. Подставим в формулу (4) значение времени согласно индивидуальному заданию t=1000:

.2 Вычисление вероятности безотказной работы блока оперативной памяти

Время работы до отказа каждого устройства подчинено экспоненциальному распределению с параметром ?=8* [1/час]; (5). Тогда запишем формулу работы одного модуля оперативной памяти:

; (6)

Так как блок оперативной памяти состоит из восьми нерезервированных модулей, собранных в деградирующую схему, то есть допускающую работу минимум двух модулей, то:

; (7)

либо

; (8)

Подставим в (8) выражение (6), а также уравнение (5):

; (9)

Формула (9) предназначена для вычисления вероятности безотказной работы блока оперативной памяти. Подставим в формулу (9) значение времени согласно индивидуальному заданию t=1000:

2.3 Вычисление вероятности безотказной работы внешнего запоминающего устройства

Так как внешнее запоминающее устройство резервировано двумя такими же запоминающими устройствами, находящимися в холодном резерве, то уместно применить здесь формулу:

; (10)

При этом ?=2* [1/час] (11).

Подставим (11) в выражение (10):

(12)

Получена формула расчета вероятности безотказной работы внешнего запоминающего устройства. Подставим в формулу (12) значение времени согласно индивидуальному заданию t=1000:

2.4 Вычисление вероятности безотказной работы программного обеспечения

Текст программы можно посмотреть в пункте 5.

В ходе анализа текста программы, можно получить следующие уравнения:

Найдем объем словаря:

Найдем длину программы:

Объем программы в битах будет равен:

Потенциальный объем:

Общее число мысленных различий:

.

Число потенциальных ошибок внесенных в программу:

.

Отсюда можем получить:

Так как в задании у нас имеется две программы, то:

.

Соответственно для первой и второй программы вероятности безотказной работы будут равны:

; (13)

; (14)

Так как программное обеспечение представляет собой две программы, причем вторая является дублирующей, то общая вероятность безотказной работы рассчитывается по формуле:

; (15)

вероятность безотказный аппаратный программный

Подставим в выражение (15) формулы (13) и (14):

; (16)

Формула (16) предназначена для вычисления вероятности безотказной работы программного обеспечения. Подставим в формулу (16) значение времени согласно индивидуальному заданию t=1000:

.

2.5 Вычисление вероятности безотказной работы оператора

Вероятность безошибочного функционирования оператора задается двойной экспоненциальной моделью:

; (17)

где - необходимое время работы оператора при выполнении задачи комплексом, = 130 час. - время обучения оператора, ?=4·10-6 [1/час] - интенсивность совершения ошибок оператором в течение времени его обучения, ?= 1,5·10-5 [1/час]

Подставив все в формулу (17) получим:

; (18)

Формула (18) предназначена для вычисления вероятности безотказной работы оператора. Подставим в формулу (18) значение времени согласно индивидуальному заданию t=1000:

2.6 Вычисление вероятности безотказной работы аппаратно-программного комплекса

Формула вероятности безотказной работы аппаратно-программного комплекса, ввиду того, что отказы аппаратуры и программного обеспечения и ошибки оператора взаимно независимы, будет иметь следующий вид:

; (19)

3. Вычисление вероятности безотказной работы в течении времени

В задании требуется рассчитать вероятность безотказного функционирования аппаратно-программного комплекса в течение 1000 часов. Для этого подставим значения полученные при вычислении формул (4), (9), (12), (15) и (18) в формулу (19) и получим:

Подставим все в формулу (16) и получим:

Получаем ответ: 0,831, т.е. вероятность безотказной работы аппаратно программного комплекса в течении 1000 часов равна 0,831.

4. Вычисление средней наработки на отказ аппаратно-программного комплекса

Получаем ответ: 1386 часов, т.е. среднее время наработки на отказ аппаратно-программного комплекса равна 1386 часам.

Приложение

ScreenSize;, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, DsgnIntf;= procedure (Sender: TObject; ErrorCode:word) of object;= class(TComponent): TNotifyEvent;: byte;: word;: word;: boolean;: TErrorSwitchNotifyEvent;SetBitsCount (const Value: byte);SetHeight (const Value: word);SetWidth (const Value: word);SetAutoSwitch (const Value: boolean);

{Private declarations}

{Protected declarations}

{Public declarations}Create (anOwner:TComponent); override;Destroy; override;Switch;RestoreMode;

{Published declarations}OnBeforeSwitch:TNotifyEvent read FOnBeforeSwitch write FOnBeforeSwitch;OnErrorSwitch:TErrorSwitchNotifyEvent read FOnErrorSwitch write FOnErrorSwitch;Width:word read FWidth write SetWidth;Height:word read FHeight write SetHeight;BitsCount:byte read FBitsCount write SetBitsCount;AutoSwitch:boolean read FAutoSwitch write SetAutoSwitch;;ChangeDisplaySettingsX (lpDevMode: Pointer; dwFlags: DWORD): Longint; stdcall;Register;Register;('Ray Adams', [TScreenSize]);;ChangeDisplaySettingsX; external user32 name 'ChangeDisplaySettingsA';

{TScreenSize}TScreenSize. Create (anOwner: TComponent);Create(anOwner);:=640;:=480;:=16;;TScreenSize. Destroy;(nil, 0);Destroy;;TScreenSize. RestoreMode;(nil, 0);;TScreenSize. SetAutoSwitch (const Value: boolean);:= Value;;TScreenSize. SetBitsCount (const Value: byte);:= Value;;TScreenSize. SetHeight (const Value: word);:= Value;;TScreenSize. SetWidth (const Value: word);:= Value;;TScreenSize. Switch;:TDeviceMode;:word;.dmPelsWidth:=FWidth;.dmPelsHeight:=FHeight;.dmBitsPerPel:=FBitsCount;.dmDisplayFlags:=DM_BITSPERPEL or DM_PELSWIDTH or DM_PELSHEIGHT;.dmSize:=SizeOf(dMode);:=ChangeDisplaySettings (dmode, 0);res<>DISP_CHANGE_SUCCESSFUL then if assigned(FOnErrorSwitch) then FOnErrorSwitch (Self, res);;.

1. Задание Аппаратно программный комплекс имеет следующую структуру: ·Микропроцессорное устройство резервировано четырьмя такими же устройствами,

Больше работ по теме: