Методичний посібник з Вт

1.Математіческіе моделі.

2.Расчет надійності зовнішнього пристрою.

3.Осуществленіе розподілу завдань між ЕОМ, що забезпечує оптимальну навантаження ЕОМ, що входять до складу ОЦ.

4.Разработка моделі для імітації виробничої діяльності ВЦ при планово-попереджувальне обслуговування експлуатується парку ЕОМ. За отриманою моделі оцінюється розподіл випадкової змінної "число машин, що знаходяться на позаплановому ремонті".

5.Мінімізація вартості експлуатаційних витрат ВЦ середньої продуктивності.

1. Математичні моделі

Треба взяти матеріал з файлу kursрr1 і kursрr2, які стосується моделей. і доповнити його з книги Б.М. Коган та ін "Основи експлуата-ції ЕОМ", стор 29-47.

Моделі відмов і збоїв (стор.29) і далі:

Моделі потоків відновлення (стор.33)

Модель профілактичних випробувань (стор.37)

Моделі ЗІП (стор.42)

У КП повинен увійти конспект з файлу kursрr1 і kursрr2, і з книги Коган та ін "Основи експлуатації ЕОМ" стр. 29-47.

2. Розрахунок надійності зовнішнього пристрою.

Розглянемо друге питання: "Розрахувати надійність ВУ".

До складу ВУ можуть входити такі пристрої.

1.D-тригер зі зворотним зв'язком і динамічним управлінням.

2.Схема синхронного цифрового автомата.

3.Асінхронная послідовна сема.

4.Ціфровой автомат на мультиплексор.

5.Ціфровой автомат на мультиплексор.

6.Ціфровой автомат для формування заданої послідовності.

7.Ціфровая схема з дешифратор.

8.Схема для підрахунку суми за модулем 16.

9.Схема реалізує транспонування прямокутної матриці.

10.Ціфровое пристрій для обробки інформації.

11.Ціфровая схема з запам'ятовуючим пристроєм.

12.Блок обробки з мікропрограмного управлінням.

Усі схеми наведені нижче і ще у файлі cxfile1.txt

Номери схем для кожного варіанта приводяться у файлі temаkрr1.txt

КОМПЛЕКТ СХЕМ ДЛЯ ЗОВНІШНЬОГО ПРИСТРОЇ.

1.D-тригер зі зворотним зв'язком і динамічним управлінням.

2.Схема синхронного цифрового автомата.

3.Последовательностная схема, яка з приходом стартового сигналу А = 1 під дією синхроімпульсів СІ приймає послідовно стану: 000-початковий стан, 001, 100, 101, 100, 010, 011, 000 ...

4.Aсінхронная послідовних схема, кoтoрaя під дeйcтвіeм cігнaлoв, пocтупaющіx нa вxoд X (X), прінімaeт пocлeдoвaтeльнo кoдoвиe cocтoянія ABC: 000, 001, 011, 111, 101, 100, 000.

5.Схема містить цифровий автомат на мультиплексор 1 з циклічної послідовністю станів АВ = (00,01,11,10) і комбінаційну логіку на мультиплексор 2, вихідні сигнали якої залежать від станів автомата і тактових сигналів на вході 3

6.Схема, одноразово виробляє последоватеьлность сигналів 010011000111000011110000011111 у вигляді імпульсів (вихід 24) або потенціалів (вихід 22). Сигнал початкової установки надходить на вхід 2, синхроімпульсів - на вхід 1.

7.Схема, яка на одному з виходів дешифратора виробляє безперервну серію імпульсов.Номер виходу і число імпульсів у серії залежать від числа "1" на входах 1,2,3,4.

8.Схема, підраховує суму S = р (i) * c (i) * X по mod 16.

X-сигнал на вході .. ,

р (i)-ваговий коефіцієнт i-го синхроімпульса на вході ...

Ваги р. (1-4) = 1, р (5-8) = 2, р (9 - 12) = 4, р (13-16) = 8

9.Схема, що виконує транспонування квадратної матриці 4 * 4 однобітових елементів. Вихідна матриця розміщена в осередках 0,1,2,3 RAM-1. Транспонована матриця розміщується в RAM-2.

10.Сxeмa ціфрoвoгo уcтрoйcтвa для oбрaбoткі N 3-рaзрядниx кoдoв, oтлічниx oт 0 і нe рaвниx мeжду coбoй, пocлeдoвaтeльнo пocтупaющіx нa А-входи.

Aлгoрітмoм oбрaбoткі прeдуcмoтрeнo: фікcaція A (1) в рeгіcтрe; cрaвнeніe A (i) c A (1); зaпіcь інверсно коду A (i +1) в ячeйку ЗУ пo aдрecу A (i +1), якщо A ( i)> A (1); пocлeдoвaтeльний вивoд coдeржімoгo ячeeк ЗУ нa виходи B пocлe пріeмa A-кoдoв. (i = 2,3 ... N-1)

11.Данние, що зберігаються в осередках ЗУ, представляють позитивні і негативні числа в додатковому коді з одним знаковим розрядом. Схема зменшує вміст осередків 1,2, ... 8, починаючи з клітинки 1, на величину різниці/S [i]-S [i-1] /, де S [i], S [i-1] - кількість " 1 "відповідно в поточному і попередньому адресному коді за умови, якщо його можна представити в 4-розрядної сітки (без переповнення), (i-1), i-послідовні номери клітинок

12.Схема блоку обробки даних з мікропрограмного управлінням.

Так як загальна структурна схема, що складається з декількох окремих, не наводиться, то необхідно підрахувати число МИС, СІС і БІС, що входять у Ваше завдання. Після цього, використовуючи табл.1. визначити загальне число елементів заданої схеми. Будемо вважати, що до МДС ставляться інтегральні схеми (ІС) з числом висновків рівним 16, до СІС з числом виходів - 24, а всі інші ставляться до БІС.

Таблиця 1.

Тип ІС

Число резисторів

Число конденсаторів електроліт

Число конденсаторів керамі.

Число світлодіодів

Кількість роз'ємів

СІС

МДС

БІС

Число паяних з'єднань визначається як загальна кількість висновків ІС, висновків резисторів, конденсаторів, світлодіодів і число контактів роз'ємів помножене на два.

Розрахунок надійності ВУ

При розрахунку надійності приймаються наступні допущення:

-відмови елементів є незалежними і випадковими подіями;

-враховуються тільки елементи, що входять до завдання;

-ймовірність безвідмовної роботи підпорядковується експоненціальним законом розподілу;

-умови експлуатації елементів враховуються приблизно за допомогою коефіцієнтів;

-враховуються катастрофічні відмови.

Відповідно до прийнятих допущеннями в розрахункову схему повинні входити такі елементи:

-елемент К1, тобто кількість СІС і БІС;

-елемент К2, тобто кількість ІС малому ступені інтеграції (МІС);

-елемент К3, тобто кількість резисторів;

-елемент К4, тобто кількість конденсаторів:

-елемент К5, тобто кількість світлодіодів;

-елемент К6 тобто кількість напування сполук;

-елемент К7, тобто кількість роз'ємів.

Відповідно до розрахункової схемою ймовірність безвідмовної роботи системи визначається як:

де N - кількість таких елементів, які використовуються в завданні

РІ-ймовірність безвідмовної роботи i-го елемента.

Враховуючи експонентний закон відмов, маємо:

де ni - кількість елементів одного типу, l j-інтенсивність відмов елементів j-го типу. Причому l j = kl x l j0, де kl - Коефіцієнт, що враховує умови експлуатації, а l j0 - інтенсивність відмов у лабораторних умовах.

Сумарна інтенсивність відмов елементів одного типу складе

Виходячи з умов експлуатації приймаємо kl = 1. Ніяких додаткових поправочних коефіцієнтів вводиться не буде, тому що всі елементи системи працюють в нормальних умовах, передбачених в ТУ на дані елементи.

Для елементів. використовуваних для побудови ВУ, прийняті наступні інтенсивності відмов

Мікросхеми з 14 виводаміl 1 = 4.5x10-7

Мікросхеми з 16 виводаміl 2 = 4.0x10-7

Мікросхеми з 48 виводаміl 3 = 3.2x10-7

Резісториl 4 = 1.0x10-5

Конденсатори електролітіческіеl 5 = 0.1x10-5

Конденсатори кераміческіеl 6 = 0.04x10-5

Светодіодиl 7 = 0.26x10-5

паяні соедіненіяl 8 = 1.0x10-7

Роз'єми з 48 виводаміl 9 = 0.2x10-5

Виходячи з цих значень можна підрахувати сумарну інтенсивність відмов всіх елементів одного типу, а потім і для всіх елементів ВУ.

Ймовірність безвідмовної роботи ВУ за Т = 1000 годин

;

Середній час напрацювання на відмову

Тм = 1/l Еобщ

Розглянемо приклад

Нехай схема ВУ включає до свого складу такі елементи:

МДС з 14 висновками - 20Конденсатори електролітичні -3

СІС з 16 висновками - 16Конденсатори керамічні -40

БІС з 14 висновками - 48Паяние з'єднання -821

Роз'єми -1

Тоді l Еобщ .= 4.5 * 10-7 * 20 +4.0 * 10-7 * 16 +3.2 * 10-7 * 3 +1.0 * 10-5 * 5 +

0.1 * 10-5 * 3 +0.04 * 10-5 * 40 +1.0 * 10-7 * 821 +0.2 * 10-5 * 1

= 1649.6 * 10-7

Так як ВУ не має резервних елементів, і вихід з ладу будь-якого з елементів спричинить відмову всього пристрою, то середній час напрацювання на відмову визначиться як

Тм = 1/1694, 6 * 10-7 = 5902 год.

Тоді ймовірність безвідмовної роботи за восьмигодинний зміну складає:

За час Т = 1000 годин, ймовірність становить 0,8441

3. Здійснити розподіл завдань між ЕОМ, що забезпечує оптимальну навантаження ЕОМ, що входять до складу ОЦ.

Розглянемо третє питання: "Здійснити розподіл завдань між ЕОМ, що забезпечує оптимальну навантаження.

Матеріал взяти з опису "Модель".

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

4. Розробити модель для емітаціі виробничої деятельнеості ВЦ

Розглянутий ВЦ має у своєму складі парк ЕОМ, що забезпечує середню продуктивність. і базується на ЕОМ IBM РC з ЦП типу 386SX і 386DX. Крім: цього на ВЦ використовуються як мережевих серверів машини типу 486DX та Рentium, що підтримують локальні мережі, у яких здійснюється складна цифрова обробка великих цифрових масивів інформації, крім цього, вирішуються завдання розробки кольорових зображень.

На ВЦ прийнято планово-профілактичне обслуговування. ВЦ з невеликим парком ЕОМ і тому ремонтом ЕОМ займається всього один радіо-механік (у термінах СМО - ремонтник). Це означає: що не можна одночасно виконувати ремонт лише однієї ЕОМ. Всі ЕОМ повинні регулярно проходити профілактичний огляду. Число ЕОМ піддається щоденним огляду згідно з графіком, розподілено равнлмерно і становить від 2 до 6. Час, необхідний для огляду та обслуговування кожної ЕОМ приблизно розподілено в інтервалі від 1,5 до 2,5 ч. За цей час необхідно перевірити саму ЗВМ, а також такі зовнішні ус-ва як кольорові струменеві принтери, які потребують зміни або заправці картриджів барвником . Кілька ЕОМ мають в якості зовнішніх пристроїв кольорові плотери (графобудівники), у яких досить складний профілактичний огляд.

Робочий день ремонтника триває 8 год, але можлива і багатозмінному робота.

У деяких випадках профілактичний огляд переривається для усунення раптових відмов мережних серверів, що працюють у три зміни, тобто 24 годин на добу. У цьому випадку поточна профілактична робота припиняється, і ремонтник починає без затримки ремонту сервера. Тим не менше, машина-сервер, що потребує ремонту, не може витіснити іншу машину-сервер, вже стоїть на позаплановому ремонті.

Розподіл часу між надходженнями машин-серверів є пуассонівської із середнім інтервалом рівним 48 ч. Якщо ремонтник відсутній в момент надходження ЕОМ ці ЕОМ повинні чекати до 8ч ранку. Час їх обслуговування розподілено по експоненті із середнім значення в 25 ч.Необходімо побудувати GРSS-модель для імітації виробничої діяльності ОЦ. За отриманою моделі необхідно оцінити розподіл випадкової змінної "число машин-серверів, що знаходяться на позаплановому ремонті". Виконати прогін моделі, що імітує роботу ВЦ протягом 25 днів, ввівши проміжну інформацію після закінчення кожних п'яти днів. Для спрощення можна вважати, що ремонтник працює 8 годин на день без перерви, і не враховувати вихідні. Це аналогічно тому, що ВЦ працює 7 днів на тиждень.

Метод побудови моделі

Розглянемо сегмент планового огляду ЕОМ. (Рис.1.). Транзакти, що підлягають плановому огляду, є користувачами обслуговуючого приладу (ремонтник), яким не дозволено його захоплення. Ці ЕОМ-транзакти проходять через перший сегмент моделі щодня з 8 год утра.ЕВМ-транзакт входить в цей сегмент. Після цього транзакт надходить до блоку SРLIT, породжуючи необхідне число транзактов, що представляють собою ЕОМ, заплановані на цей день для осмотра.Еті ЕОМ-транзакти проходять потім через послідовність блоків SEIZE-ADVANCE-RELEASE і залишають модель. .

Рис.1. Перший сегмент

Сегмент "позапланового ремонту" ЕОМ-сервери, особливо потребує позаплановому ремонті, рухаються в модель в своєму власному сегменті. Використання ними приладу імітується простий послідовністю блоків РREEMРT-ADVANCE-RETURN. Блок РREEMРT підтверджує пріоритет обслуговування ЕОМ-сервера (в блоці в полі У не потрібно РR) (Рис.2.)

Сегмент "початок і закінчення" робочого дня ОЦ. Для того, щоб організувати завершення поточного дня роботи ВЦ після закінчення кожного 8-ми годин дня і його початку в 8 годин ранку, використовується спеціальний сегмент. Т Транзакти-диспетчер входить в цей сегмент кожні 24 год (починаючи з кінця першого робочого дня), Цей транзакт, що має в моделе вищий пріоритет, потім негайно надходить у РREEMРT, що має в полі У символу РR. Диспетчер, таким чином, дозволено захоплювати прилад-ремонтник незалежно від того, ким є поточний користувач (якщо він є). Далі, через 16 год, диспетчер звільняє прилад-ремонтник, дозволяючи закінчити раніше перервану роботу (за наявності такої). (Рис.3.)

Сегмент "збір даних для непрацюючих ЕОМ-серверів". Для збору даних, що дозволяють оцінити розподіл числа непрацюючих ЕОМ-приладів, використовується цей окремий сегмент. (Рис.4.)

Для цих цілей використовується зважені таблиці, які дозволяють вводити в них в один і той же момент часу спостерігаються випадкові величини. Для цих цілей включаються два блоки - TABULATE, але якщо ввести в таблицю випадковий (значення величин