Характеристика надежности систем и сетей, выбор оптимальной методики расчета параметров надежности системы
Разработка методики расчета надежности системы при заданных параметрах. Схема последовательно соединенных, с точки зрения надежности, рабочих станций (компьютеров) корпоративной сети, определение ее надежности с помощью мультипликативного показателя.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.04.2017 |
| Размер файла | 186,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Характеристика надежности систем и сетей, выбор оптимальной методики расчета параметров надежности системы
Петриченко Г.С., - к. т. н., доцент
Крицкая Л.М., - к. т. н., доцент
Нарыжная Н.Ю., - аспирантка
Кубанский государственный технологический университет
В статье предлагается методика расчета надежности системы при заданных параметрах.
Разработка и конструирование корпоративной сети, как и любой другой технической системы, связана с решением альтернативной задачи: с одной стороны необходимо иметь систему максимальной надежности, с другой - необходимо, чтобы ее стоимость была невысокой. В таком случае необходимо корректно сформулировать цель. Если целью ставится достижение определенного показателя надежности корпоративной сети, то целевая функция в этом случае минимизирует затраты, необходимые для достижения цели. Если целью задачи является достижение максимально возможного показателя надежности при заданных затратах, то эти затраты выступают в виде ограничения для целевой функции, максимизирующей показатель надежности системы. В обоих случаях способ решения задачи одинаков, так как в одном случае рассматривается функция «надежность - затраты», в другом - обратная ей функция.
Рассмотрим следующую задачу в ее графической интерпретации. В отдел бухгалтерии на малом предприятии необходимо закупить 4 компьютера (назовем их рабочими станциями), подготовленных к работе в рамках корпоративной сети. Руководство выделило на эту покупку 110 000 руб. При этом условия работы в фирме требуют, чтобы надежность работы будущей (проектируемой в данном случае) корпоративной сети (системы) была не ниже 70%.
Системным администратором совместно с финансистом фирмы был изучен ассортимент укомплектованных рабочих станций (компьютеров) различных производителей. Были выбраны 8 видов рабочих станций, которые представлены в таблице 1.
Таблица 1.
|
Вид рабочей станции |
Цена, тыс. руб. |
Надежность |
|
|
РС1 |
28 |
0,95 |
|
|
РС2 |
30,5 |
0,98 |
|
|
РС3 |
32 |
0,97 |
|
|
РС4 |
23 |
0,90 |
|
|
РС5 |
36,4 |
0,98 |
|
|
РС6 |
26 |
0,96 |
|
|
РС7 |
24,8 |
0,94 |
|
|
РС8 |
27,2 |
0,97 |
На рисунке (Рис. 1) приведена схема последовательно соединенных, с точки зрения надежности, рабочих станций (компьютеров) корпоративной сети. Ее надежность определяется мультипликативным показателем:
, (1)
где: Рi -- показатель надежности i-й рабочей станции;
N -- число рабочих станций системы.
В результате согласно соотношению «надежность-стоимость» предполагается осуществлять выбор рабочей станции из имеющегося исходного списка.
В приводимых далее расчетах пользуемся показателем, получаемым путем логарифмирования левой и правой частей (1):
надежность система сеть
, (2)
Для синтеза системы использованы равнозначные по функциональным возможностям, но различные по надежности и стоимости блоки (рабочие станции). Например, использовано несколько вариантов i-го блока, от стоимости которых зависимость надежности определяется множеством точек М. Координаты крайней левой точки А1 массива определяют надежность и стоимость самого дешевого блока, координаты нижней правой точки Ai - надежность и стоимость самого надежного блока. Есть несколько очевидных факторов, судя по которым можно сразу исключить из дальнейшего рассмотрения некоторые варианты блока. Исключаются те блоки, надежность которых ниже надежности системы (граница требуемой надежности системы находится на уровне -lnPc). Такое же ограничение имеет место и по затратам (Zcдоп=). Решение задачи назначения требований к надежности блоков системы будем решать в первой постановке: добиться требуемого уровня надежности системы минимально возможными затратами. Логичнее всего начинать с выбора самых дешевых блоков. В рассмотренном случае это блок А1. Выбор следующего блока в случае требования повышения надежности должен осуществляться по принципу:
, (3)
т.е. по принципу максимального прироста надежности на единицу прироста затрат. Применяя этот принцип к выбору вариантов i-го блока, пригодных для дальнейшего рассмотрения, придем к выводу, что таких вариантов осталось только 3 (A1, A2 и А3). Все неподходящие варианты оказались за плоскостью треугольника A1A2А3. Для рассматриваемой задачи (примера), следуя предложенной методике, на основании обработки массивов имеющихся данных «надежность-стоимость» по всем видам рабочих станций получены следующие блоки:
Блок А -- варианты А1А2;
Блок В -- варианты В1В2;
Блок С -- варианты С1С2;
Блок Д -- варианты Д1Д2.
Используя критерий (2) строится кривая -lnPc=f(Zc), позволяющая принимать оптимальные решения по выбору блоков А, В, С, Д при заданных ограничениях по надежности. Предлагается следующий алгоритм решения задачи:
1. Рассчитываются координаты точки, определяющей начальную стоимость и начальную надежность системы:
, (4)
2. Рассчитываются значения tgбi для всех смежных пар точек с координатами A1A2, B1B2, и т.д.
3. Проводится упорядочение по убыванию значений tgбi одним из способов упорядочения.
4. Соблюдая принцип выбора очередности мероприятий согласно упорядочению по п. 3 заменяются в первоначальном наборе блок С1 и С2, соответственно в (3) заменяем координату Сi{ZCi, -lnPCi} на координату С2{ZC2, -lnPC2}. Получается новый набор блоков AiBiC2Дi с новыми затратами и более высокой надежностью.
5. Повторяя шаг 4 аналогично 4 раза (по числу смежных пар AiB2C2Дi и т.д.) получают ломаную линию, позволяющую при любом ограничении по стоимости (от Zmin c до Zmax c) выбирать оптимальный набор блоков системы.
Согласно приведенной методике, рассматриваемые рабочие станции РС1,.., РС8 были распределены на отрезки следующим образом: А1А2= (РС4, РС7), В1В2= (РС6, РС8), С1С2= (РС1, РС2), D1D2= (РС3, РС5).
Учитывая это, формируем блоки (систему из четырех рабочих станций) и рассчитываем координаты полученных блоков (соответственно цену и логарифм надежности блока):
А1 В1 С1 D1=(109000; 0,23);
А2 В1 С1 D1=(110800; 0,18);
А2 В2 С1 D1=(113200; 0,17);
А2 В2 С2 D1=(115700; 0,14);
А2 В2 С2 D2=(120100; 0,13).
Таким образом, имея ограничение по стоимости выбираемой системы (не дороже 110 000 руб.), получаем, что нам подходит первый блок, сформированный из рабочих станций РС4, РС6, РС1, РС3. Вычислим надежность полученной системы: она равна 0,80 и удовлетворяет заданному в условии задачи допустимому уровню надежности выбираемой системы (не ниже 0,70).
Итак, следуя предложенной методике, получили систему из четырех компьютеров, общей стоимостью 109 000 руб. с надежностью 0,80.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Методика автоматизированного логико-вероятностного расчета надежности для различных параллельно-последовательных структур. Определение вероятности безотказной работы. Структурная и эквивалентная схемы определения надежности сложной системы управления.
лабораторная работа [116,1 K], добавлен 04.11.2015Точные и приближенные методы анализа структурной надежности. Критерии оценки структурной надежности методом статистического моделирования. Разработка алгоритма и программы расчета структурной надежности. Методические указания по работе с программой.
дипломная работа [857,8 K], добавлен 17.11.2010Особенности аналитической и эмпирической моделей надежности программных средств. Проектирование алгоритма тестирования и разработка программы для определения надежности ПО моделями Шумана, Миллса, Липова, с использованием языка C# и VisualStudio 2013.
курсовая работа [811,5 K], добавлен 29.06.2014Действия, которые выполняются при проектировании АИС. Кластерные технологии, их виды. Методы расчета надежности на разных этапах проектирования информационных систем. Расчет надежности с резервированием. Испытания программного обеспечения на надежность.
курсовая работа [913,7 K], добавлен 02.07.2013Анализ зависимостей вероятности безотказной системы работы от времени (наработки), который показывает, что способ повышения надежности системы структурным резервированием является эффективным. Методы повышения надежности и увеличения наработки системы.
контрольная работа [163,4 K], добавлен 18.04.2010Надежность системы управления как совокупность надежности технических средств, вычислительной машины, программного обеспечения и персонала. Расчет надежности технических систем, виды отказов САУ и ТСА, повышение надежности и причины отказов САУ.
курс лекций [228,2 K], добавлен 27.05.2008Увеличение надежности информационных систем с помощью резервирования и повышения вероятности безотказной работы элементов. Применение кластеризации как альтернативы симметричным мультипроцессорным системам по производительности и коэффициенту готовности.
курсовая работа [401,9 K], добавлен 18.06.2015Этапы расчета надежности локальных систем регулирования. Структурное, функциональное, временное, информационное, алгоритмическое резервирование. Определение показателей безотказной работы в локальных невосстанавливаемых системах с постоянным резервом.
курсовая работа [485,5 K], добавлен 23.07.2015Структурная схема надежности технической системы Построение диаграммы изменения вероятности безотказной работы системы от времени наработки в диапазоне снижения вероятности. Определение процентной наработки технической системы и ее увеличение.
контрольная работа [448,9 K], добавлен 27.04.2009Структурная схема надежности технической системы. Вероятность безотказной работы системы, ее график. Метод разложения относительно особого элемента. Период нормальной эксплуатации и экспотенциальный закон. Процентная наработка системы и резервирование.
контрольная работа [500,6 K], добавлен 09.05.2009Анализ надежности функциональных подсистем информационных систем. Вопросы надежности в проектной документации. Изучение понятия отказа системы. Признаки аварийной ситуации в информационной системе. Единичные показатели безотказности и ремонтопригодности.
презентация [158,5 K], добавлен 06.09.2015Ошибки, которые воздействуют на программное обеспечение и методы прогнозирования программных отказов. Анализ моделей надежности программного обеспечения и методика оценки ее надежности. Экспоненциальное распределение. Методика оценки безотказности.
курсовая работа [71,5 K], добавлен 15.12.2013Построение графика изменения вероятности безотказной работы системы согласно структурной схемы. Порядок определения процентной наработки технической системы, обеспечение ее увеличения за счет повышения надежности элементов, структурного резервирования.
контрольная работа [482,9 K], добавлен 12.05.2009Сущность и критерии измерения надежности технической системы, пути влияния, методы повышения. Резервирование как способ повышения надежности, его разновидности, отличительные признаки. Надежность резервированной системы с автоматом контроля и коммутации.
контрольная работа [94,9 K], добавлен 06.02.2010Анализ методов оценки надежности программных средств на всех этапах жизненного цикла, их классификация и типы, предъявляемые требования. Мультиверсионное программное обеспечение. Современные модели и алгоритмы анализа надежности программных средств.
дипломная работа [280,5 K], добавлен 03.11.2013Сущность и основные принципы эффективности автоматизированных информационных систем (АИС). Общая характеристика надежности и архитектуры АИС "Бюджет", анализ и оценка ее функциональных возможностей, экономический эффективности и системы защиты информации.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 24.07.2010Метод вероятностно-алгебраического моделирования. Примеры определения вероятностных характеристик функционально-сложной системы в символьном виде. Получение и добавление данных с сервера "Всемирной организации здравоохранения". Структура базы данных.
курсовая работа [353,4 K], добавлен 22.06.2014Описание моделируемой системы обеспечения надежности АСУ ТП: генерирования заявок, образование очереди перед каналом обработки данных, выполнение заказов. Составление укрупненной схемы моделирующего алгоритма, блок-диаграммы и программы на языке GPSS.
курсовая работа [342,8 K], добавлен 02.07.2011Графики зависимостей вероятностей нахождения системы в различных стадиях при изменении одной из характеристик её подсистем, при гарячем и холодном резервировании с интенсивностью переключения от 0,5 до 1,5. Ввод параметров системы, результаты расчета.
лабораторная работа [432,9 K], добавлен 20.11.2013Расчет показателей надежности резервированной невосстанавливаемой системы с нагруженным резервом, состоящей из двух одинаковых электронных блоков. Графики вероятностей безотказной работы. Плотность вероятности отказа. Коэффициент вынужденного простоя.
контрольная работа [301,8 K], добавлен 23.01.2014
