 |
|
ЗАДАЧИ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ НА НАДЕЖНОСТЬ.
Ускорение испытаний. Ускоренные испытания – испытания в условиях, когда используются факторы, ускоряющие процесс возникновения отказов. Такими факторами могут быть температура, повышенная нагрузка, влажность и т.п. Для проведения ускоренных испытаний предварительно получают зависимости показателя надежности от изменения ускоряющего фактора или связь между значениями показателя надежности, полученными при различных условиях испытаний.
Исключение «анормальных» результатов испытаний. Статистические данные о надежности элементов, входящих в состав сложной системы, собираются обычно на разных объектах. Поэтому важно обеспечить однородность статистического материала. «Анормальные» результаты испытаний должны исключаться из статистической совокупности по правилам исключения «анормальных» результатов измерений.
Использование косвенных признаков прогнозирования отказов. Для современных технических систем все большее значение приобретает предупреждение отказов, а не их пассивная регистрация. Предупреждать же отказы можно только тогда, когда возможно прогнозирование их возникновения. К наиболее распространенным прогнозирующим признакам относятся признаки, косвенным образом информирующие о надежности. Связь их с показателями надежности выражается сложными зависимостями. Если эти зависимости обнаружены и зафиксированы в виде графика, таблицы или математического выражения, то нетрудно по изменению косвенного признака определить прогнозируемую вероятность возникновения отказа.
В качестве прогнозирующих косвенных параметров могут, например, использоваться:
§ температура поверхности токоведущих элементов, зависящая от мощности рассеяния, которая, в свою очередь, зависит от сопротивления элемента. Повышение сопротивления часто предшествует обрыву цепи, поэтому изменение температуры может использоваться в качестве косвенного параметра, прогнозирующего отказ;
§ отношение прямого и обратного сопротивлений диодов (отклонение этого отношения от номинального значения прогнозирует отказ).
Индивидуальное прогнозирование надежности. В практике испытаний на надежность находит применение метод индивидуального прогнозирования, или метод, основанный на теории распознавания образов. В этой теории разрабатываются приемы, позволяющие относить исследуемый объект к той иной категории объектов на основании некоторых признаков. На основе такой теории созданы методы расшифровки старинных текстов, медицинской диагностики, опознавания объектов и т.п.
Контрольные испытания на надежность так же, по существу, решают задачу распознавания образа – на основании зафиксированного числа отказов или их отсутствия делается вывод о принадлежности изделия к определенной категории.
Но распознавание образа при контрольных испытаниях на надежность можно развить дальше. Предварительно выбираются признак отказа изделия и несколько контролируемых параметров, например, электрическое напряжение в нескольких контрольных точках, сила тока, выделяемая мощность, коэффициент усиления и т.д. Перед испытаниями проводится изучение зависимости изменения работоспособности изделия от изменения контролируемых параметров. Строится распознающая функция, т.е. такая функция, которая позволяет по ее числовому значению или по знаку определить, к какой категории относится данное изделие.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
71. Способы и средства устранения последствий ошибок и отказов в ИС. Классификация способов и средств устранения последствий ошибок и отказов. Маскирование ошибочных действий, реконфигурация систем: статическая и динамическая.
Как известно, простейшим способом устранения ошибок является повторение вычислений. Однако он позволяет устранить только ошибки, вызванные сбоями, и требует значительных затрат машинного времени. Поэтому в практике используют два основных способа устранения последствий отказов и ошибок в работе ИС (рис.):
- маскирование ошибочных действий;
- реконфигурация системы.
Суть первого способа состоит в том, что избыточная информация скрывает действие ошибочной информации за счет особенностей схемных решений и организации процесса обработки данных. При этом используются средства устранения последствий ошибок – средства маскирования, которые делятся по принципу действия на следующие группы:
- корректирующие коды (коды Хэмминга, итеративные коды, AN-коды);
- логика с переплетениями;
- схемы с голосованием.
В последнем случае используется нечетное число блоков, выполняющих одни и те же вычислительные операции, и большинством «голосов» определяется правильный набор выходных данных.
Реконфигурация системы заключается в изменении состава средств обработки информации или способа их взаимодействия. Реконфигурация производится после выявления отказа. Этот способ устранения последствий ошибок и отказов включает:
- статическую реконфигурацию;
- динамическую реконфигурацию.
Статическая реконфигурация системы осуществляется путем отключения отказавших компонентов. При этом система делится на две части: активную, участвующую в работе, и пассивную, охватывающую неработоспособные компоненты системы и отключенные в ходе реконфигурации.
Динамическая реконфигурация по принципу проведения делится на следующие виды:
- замещение (поддержка запасом);
- дублирование;
- постепенная деградация системы (снижение функциональных способностей).
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------
72. Способы восстановления отказоустойчивых ИС. Восстановление на программном и аппаратном уровнях.
После реконфигурации для продолжения нормальной работы системы необходимо ее восстановить. Восстановление системы происходит на двух уровнях (рис.).
Аппаратный уровень. Здесь для восстановления отказавших компонентов ИС используют два способа:
- автоматическое восстановление, реализуемое путем дополнительной реконфигурации системы. При этом предполагается, что в системе имеется ряд запасных блоков, благодаря которым она возвращается в работоспособное состояние. Производительность системы либо сохраняется, либо несколько снижается;
- ремонт (восстановление вручную). В этом случае отказавший блок выводится из системы, и она либо продолжает работать с меньшей производительностью, либо приостанавливается до возвращения отремонтированного блока в активную часть ИС.
Программный уровень. Здесь осуществляется восстановление информации о состоянии системы, необходимой для продолжения ее работы. В зависимости от нарушений в работе системы (от количества ошибочной информации) можно выделить следующие способы восстановления:
- повторение операции на различных уровнях (команд или микрокоманд). Повторное выполнение некоторых операций может дать правильный результат, если связанная с ними ошибка является случайной или временной (ошибка исчезает в процессе восстановления);
- возвращение к контрольной точке. Контрольной точкой называется некоторый этап процесса обработки информации, для которого зафиксированы (в запоминающем устройстве) промежуточные результаты и информация о состоянии системы, позволяющая возобновить обработку данных. При обнаружении ошибки система возвращается к контрольной точке, предшествующей моменту возникновения отказа, и продолжает свою работу, используя данную точку в качестве исходной;
- повторное выполнение программы. При этом способе восстановления все незавершенные (до возникновения отказа) программы выполняются с самого начала. Это необходимо, когда в системе разрушено такое количество информации, что восстановление путем повторного выполнения отдельных операций или участков программ невозможно. Данный способ применяется в случаях:
а) если последствия отказа успели отразиться на большей части системы;
б) если возможно восстановление только части вычислительных процессов;
в) если продолжение работы системы при использовании других способов восстановления сопряжено с трудностями и большими затратами времени.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------