Анализ эксплуатационного обслуживания ВЦ средней производительности

1.D-триггер с обратной связью и динамическим управлением.

3.Последовательностная схема,которая  с приходом стартового сигнала А=1 под действием синхро-импульсов СИ принимает  последовательного состояния: 000-исходное состояние,001,100,101,100, 010, 011, 000...

Расчёт надежности ВУ

При расчёте надежности принимаются следующие допущения:

-отказы элементов являются независимыми и случайными событиями;

-учитываются только элементы, входящие в задание;

-вероятность безотказной  работы  подчиняется  экспоненциальному закону распределения;

-условия эксплуатации элементов учитываются приблизительно с помощью коэффициентов;

-учитываются катастрофические отказы.

В соответствии  с  принятыми допущениями в расчётную схему должны входить следующие элементы:

-элемент К1, т.е. количество СИС и БИС;

-элемент К2, т.е. количество ИС малой степени интеграции (МИС);

-элемент К3, т.е. количество резисторов;

-элемент К4, т.е. количество конденсаторов:

-элемент К5, т.е. количество светодиодов;

-элемент К6  т.е. количество поеных соединений;

-элемент К7, т.е. количество разъёмов.

В соответствии с расчётной схемой вероятность безотказной  работы системы определяется как:

где  N  - количество таких элементов, используемых в задании

Pi -вероятность безотказной работы i-го элемента.

Учитывая экспоненциальный закон отказов, имеем:

где ni - количество элементов одного типа, lj-интенсивность отказов элементов j-го типа.  Причём lj=kl x lj0,  где kl - коэффициент, учитывающий условия эксплуатации, а lj0 - интенсивность отказов в лабораторных условиях.

Суммарная интенсивность отказов элементов одного типа составит

Исходя из условий эксплуатации принимаем kl=1.  Никаких  дополнительных поправочных коэффициентов вводится не будет,  так как все элементы системы работают в нормальных условиях,  предусмотренных в ТУ на данные элементы.

Для элементов.  используемых для построения ВУ, приняты следующие интенсивности отказов

Микросхемы с 14 выводами                    l1=4.5x10-7

Микросхемы с 16 выводами                    l2=4.0x10-7

Микросхемы с 48 выводами                    l3=3.2x10-7

Резисторы                                                 l4=1.0x10-5

Конденсаторы электролитические           l5=0.1x10-5

Конденсаторы керамические                   l6=0.04x10-5

Светодиоды                                              l7=0.26x10-5

Паяные соединения                                  l8=1.0x10-7

Разъёмы с 48 выводами                           l9=0.2x10-5

Исходя из  этих значений можно подсчитать суммарную интенсивность отказов всех элементов одного типа, а затем и для всех элементов ВУ.

Вероятность безотказной работы ВУ за  Т=1000 часов

;                 

Среднее время наработки на отказ

Тм = 1/lЕобщ

Рассмотрим пример

Пусть схема ВУ включает в свой состав следующие элементы:

МИС с 14 выводами - 20  Конденсаторы электролитические -3

СИС с 16 выводами  - 16 Конденсаторы керамические          -40

БИС с 14 выводами   - 48 Паяные соединения                         -821

                                         Разъёмы                                           -1

Тогда lЕобщ.=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 как ВУ не имеет резервных элементов,  и выход из строя любого из элементов повлечёт за собой отказ всего устройства, то среднее время наработки на отказ определится как

Тм = 1/1694,6*10-7 = 5902 час.

Тогда вероятность безотказной работы за восьмичасовую смену  составляет:

За время Т=1000 часов, вероятность составляет 0,8441

	Осуществить распределение задач между ЭВМ, обеспечивающее оптимальную нагрузку ЭВМ, входящих в состав ВЦ. Этот пункт задания не выполнять !
			Убрать!!!

 

Рассматриваемый ВЦ имеет в своем составе парк ЭВМ , обеспечивающий среднюю производительность. и  базирующийся на ЭВМ IBM PC с ЦП  типа 386SX и 386DX. Кроме: этого на ВЦ используются в качестве сетевых серверов машины типа 486DX и Pentium, поддерживающие локальные сети, в которых осуществляется  сложная  цифровая  обработка больших цифровых массивов информации ,  кроме этого,  решаются задачи  разработки цветных изображений.

На ВЦ принято планово-профилактическое обслуживание. ВЦ с небольшим парком ЭВМ и поэтому ремонтом ЭВМ занимается всего один радио-механик ( в терминах СМО - ремонтник).  Это  означает:  что  одновременно можно выполнять обслуживание только одной ЭВМ. Все ЭВМ должны регулярно проходить профилактический осмотра.  Число эвм подвергающееся  ежедневному осмотру согласно графика, распределено равнлмерно и составляет от 2 до 6.  Время,  необходимое для осмотра и обслуживания каждой  ЭВМ примерно распределено в интервале от 1,5 до 2,5 ч.  За это время необходимо проверить саму ЗВМ,  а также такие  внешние  ус-ва  как  цветные струйные принтеры, нуждающиеся в смене или заправке катриджей красителем. Несколько ЭВМ имеют в качестве внешних устройств цветные плоттеры (графопостроители) , у которых достаточно сложный профилактический осмотр.

Рабочий день ремонтника длится 8 ч,  но возможна и многосменная работа.

В некоторых  случаях  профилактический  осмотр  прерывается для устранения внезапных отказов сетевых серверов, работающих в три смены, т.е 24 ч в сутки. В этом случае текущая профилактическая работа прекращается, и ремонтник начинает без задержки ремонта сервера.  Тем не менее, машина-сервер,  нуждающаяся в ремонте,  не может вытеснить другую машину-сервер, уже стоящую на внеплановом ремонте.

Распределение времени  между поступлениями машин-серверов является пуассоновским со средним интервалом равным 48 ч.  Если  ремонтник  отсутствует в  момент поступления ЭВМ эти ЭВМ должны ожидать до 8ч утра. Время их обслуживания распределено по экспоненте со средним  значение в 25  ч.Необходимо построить GPSS-модель для имитации производственной деятельности ВЦ. По полученной модели необходимо оценить распределение случайной переменной "число машин-серверов, находящихся на внеплановом ремонте". Выполнить прогон модели,  имитирующей работу ВЦ в течении 25 дней, введя  промежуточную  информацию  по окончании каждых пяти дней. Для упрощения можно считать, что ремонтник работает 8 ч в день без перерыва, и не учитывать выходные.  Это аналогично тому, что ВЦ работает 7 дней в неделю.

Метод построения модели

Рассмотрим сегмент планового осмотра ЭВМ. (Рис.1.). Транзакты, подлежащие плановому осмотру, являются пользователями обслуживающего прибора (ремонтник), которым не разрешен его захват. Эти ЭВМ-транзакты проходят через первый сегмент модели каждый день с 8 ч утра.ЭВМ-транзакт входит в этот сегмент. После этого транзакт поступает в  блок SPLIT, порождая необходимое число транзактов, представляющих собой ЭВМ, запланированные на этот день для осмотра.Эти ЭВМ-транзакты проходят затем через  последовательность блоков SEIZE-ADVANCE-RELEASE и покидают модель. .

Рис.1. Первый сегмент

Сегмент "внепланового ремонта"ЭВМ-серверы, нуждающийся во внеплановом ремонте,  двигаются в модель в своём собственном сегменте. Использование ими прибора имитируется простой последовательностью блоков PREEMPT-ADVANCE- RETURN.  Блок PREEMPT подтверждает приоритет обслуживания ЭВМ-сервера (в блоке в поле В не требуется PR) (Рис.2.)

Сегмент "начало и окончание" рабочего дня ВЦ. Для того, чтобы организовать завершение текущего дня работы ВЦ по истечении каждого 8-ми ч дня и его начала в 8 ч утра, используется специальный сегмент. Т Транзакты-диспетчер входит в этот сегмент каждые 24 ч (начиная с конца первого рабочего дня), Этот транзакт, имеющий в моделе высший приоритет, затем немедленно поступает в PREEMPT, имеющий в поле В символа PR. Диспетчеру, таким образом,  разрешено захватывать прибор-ремонтник вне зависимости от того, кем является текущий пользователь (если он есть). Далее, спустя 16 ч,  диспетчер освобождает прибор-ремонтник,  позволяя закончить ранее прерванную работу (при наличии таковой).(Рис.3.)

Сегмент "сбор данных для неработающих ЭВМ-серверов". Для сбора данных, позволяющих  оценить распределение числа неработающих ЭВМ-приборов, используется этот отдельный сегмент. (Рис.4.)

Для этих целей используется взвешенные таблицы, которые позволяют вводить в них в один и тот же момент  времени  наблюдаемые  случайные величины. Для этих целей включаются два блока - TABULATE, но если ввод в таблицу случаен (значение величин ³2), то этот подход не годен. В этом случае используется необязательный элемент олеранд,  называемый весовым фактором, обозначающий число раз, которое величина, подлежащая табулированию, должна вводится в таблицу. Это позволяет назначать разые веса различным наблюдаемым величинам.

Сегмент "промежуточная выдача". и окончание моделирования в  конце дня используется последовательность GENERATE-TERMINATE (Рис.5.).

Cегменты представлены на рис.1 - 5.

Рассмотрим таблицу распределения (Табл. 3.1.)

Таблица 3.1

1	2	3	4	5	6