Моделирование работы ЭВМ в среде GPSS
Контрольная работа - Компьютеры, программирование
Другие контрольные работы по предмету Компьютеры, программирование
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, ?=410-6 [1/час] - интенсивность совершения ошибок оператором в течение времени его обучения, ?= 1,510-5 [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 ?/p>