Каган Б.М., Мкртумян И.Б. - Основы эксплуатации ЭВМ (Учеб. пособие для вузов) (Книга - Основы эксплуатации ЭВМ (Б.М.Каган, И.Б.Мкртумян)), страница 3

Количество времени, затрачиваемого на ремонт для устранения отказа, является случайной величиной. Ремонтопригодность ЭВМ можно оценить средним временем устранения неисправности, другими словами, средним значением времени восстановления работоспособности после отказа Т,, Работа ЭВМ заключается в выполнении преобразований информации. В силу указанной специфики рабочего процесса надеж- 13 ность ЭВМ наряду с безотказностью определяется также достоверностью функционирования. Достоверность функционирования ЭВМ вЂ” это свойство машины, определяющее безошибочность производимых машиной преобразований информации и характеризуемое закономерностями появления ошибок из-за сбоев. Сбоем называют событие, состоящее во временной утрате работоспособности ЭВМ н характеризуемое возникновением ошибки при выполнении тестов, задач под управлением операционной системы или задач пользователя.

Для восстановления работоспособности ЭВМ при сбое требуется проведение повторных действий по решению теста или задачи (нх частей) или повторных их загрузках в ЭВМ для решения (10]. Сбой вызывается кратковременной самоустраняющейся неисправностью, нарушающей нормальное функционирование машины (кратковременное воздействие на некоторый элемент или элементы внешних помех, кратковременное изменение параметров элементов, например, кратковременные нарушения контактов и т.

п.). После сбоя машина длительное время может работать нормально. Сбой сопровождается искажением информации при операциях передачи, хранения и обработки. Следовательно, если не устранить последствия сбоя, то задача может оказаться неправильно решенной из-за искажений в данных, промежуточных результатах илн в самой программе. Однако если при отказе для восстановления работоспособности машины или системы необходимо устранить неисправность в аппаратуре, то при сбое достаточно восстановить только достоверность информации, что хотя и связано с потерями рабочего времени ЭВМ (например, на повторный пуск программы или ее части), но не требует ремонта или регулировки аппаратуры.

В силу этого восстановление достоверности функционирования сравнительно легко может быть автоматизировано. Достоверность функционирования ЭВМ можно оценить средним временем наработки машины на один сбой Т,. Для оценки достоверности функционирования некоторых устройств (например, запоминающих устройств на магнитных лентах) удобно пользоваться средним количеством правильно переданной (считанной †записанн) информации (измеряемой в битах), приходящейся на одну ошибку.

Для более полной оценки достоверности функциониро- вания введем в состав эксплуатационных характеристик ЭВМ востанавлнваемость вычислительного процесса, оцениваемую средним вреленел«восстановления вычислительного процесса тгосле сбоя (Т,,), В процессе развития вычислительной техники повышение безотказности и достоверности функционирования ЭВМ достигалось путем использования более надежных элементов (переход от ламповых схем к полупроводниковым и затем к интегральным микросхемам), применения облегченных нагрузочных режимов для схемных компонентов, совершенствования конструкции и технологии (печатный, в том числе многослойный, монтаж, плоские кабели, монтаж «накруткой»,улучшение вентиляции блоков машины, согласование линий передачи сигналов, термоэлектротренировки элементов и др,), автоматизации проектирования, изготовления и контроля узлов и соответствующих рсшеннй в отношения структуры н организации вычислизельного процесса ЭВМ.

Лтя современных ЭВМ среднее время наработки на отказ составляет от нескольких сотен часов для больших и средних ЭВМ общего назначения до нескольких тысяч часов для мини- и микроЭВМ. Среднее время восстановления после отказа составляет 0,5 — 1 ч, а среднее время восстановления вычислительного процесса после сбоя, если оно требует манипуляций со стороны обслуживающего персонала, — 0,2 — 0,3 ч. В большинстве случаев ЭВМ представляют собой восстанавливаемые и обслуживаемые объекты. Восстановление заключается в устранении неисправностей (отказов) и последствий сбоев. Важной функцией обстуживания является проведение профилактических проверочных испытаний (профилактического контроля) для выявления элементов и узлов, параметры которых близки к предельно допустимым, и их замены или подрегулировки.

Кроме того, профилактические испытания предназначены для выявле. ния неисправностей в аппаратуре, не охваченной средствами автоматического контроля правильной работы. Целью профилактических испытаний является увеличение наработки на отказ в период между профилактическими испытаниями. Поэтому эффективность профилактических испытаний определяется отношением средних величин наработки на отказ при наличии профилактических испытаний (Т,пв) и без них (Т,): '»пФ = То.пФУТо. (!.4! 15 Для оценки профилактических испытаний использу>ог также коэффициент нх результативности, равный отношению числа отказов, выявленных при профилактических испытаниях (п,Ф), к общему числу отказов, обнаруженных во время профилактических испытаний и при работе машины в период между профилактиками (п„Ф+пр.б): йаФ ПаФй~пФ + Прас). (1.5) Значения Э,Ф и й,Ф зависят от промежутка времени между профилактическими испытаниями н объема профилактических испытаний.

Профилактическое обслуживание сопряжено с потерями рабочего времени машины. Эти потери по своему характеру близки к потерям, связанным с устранением отказов, Поэтому одной из важных эксплуатационных характеристик является проверкопригодность ЭВМ, которую можно оценить средней продолжительностью профилактических проверочных испытаний (Т„Ф).

Введенные выше понятия ремонтопригодности, восстанавливаемости информации и проверкопригодности в совокупности определяют важный комплексный эксплуатационный показатель — обслуживаемость ЭВМ, или степень приспособленности машины к процедурам ее эксплуатационного обслуживания. Однако приведенные выше оценки этой приспособленности — величины Т,,„Т, „Т„Ф вЂ” определяют приспособленность к обслуживанию только с точки зрения связанных с обслуживанием потерь рабочего времени машины. Для более полной оценки обслуживаемости ЭВМ необходимо учитывать затраты труда обслуживающего персонала и требования к его квалификации.

Очевидно, что чем выше надежность ЭВМ, тем больше может быть период между профилактическими работами, тем реже возникает потребность в восстановительных работах. Чем меньше тратится машинного времени и квалифицированного труда на профилактику и устранение возникших неисправностей, тем выше степень обслуживаемости ЭВМ. Для более полной оценки свойств обслуживаемости ЭВМ можно воспользоваться средними значенинми затрат на соответствуюшне операции обслуживания: восстановление работопособности после отказа ув.о = Тп.о сн.о' (1.6) 16 восстановление вычислительного процесса (достоверность информация) после сбоя (1.7) профилактические испытания !),ф =-Т фс„»„ (1.8) где с,„с.

„с!!ф — средние затраты в единицу времени на оплату труда персонала, привлекаемого соответственно для восстановления работоспособности после отказа, восстановления вычислительного процесса (достоверности информации) после сбоя, проведения профилактических испытаний. Затраты на процессы обслуживания зависят от оснашенности этих процессов аппаратурными н программными средствами поддержки, позволяюц!ими сократить время выполнения соответствуюших процедур и уменьшить трудовые затраты. Для оценки совокупного влияния иа продуктивность работы ЭВМ рассмотренных выше отдельных показателей надежности введем комплексный коэффициент использования тв.е! тк ~~ т!!Ф! (1.8) (тн о!+ тожт! ~чг~ е!+ где и, и, А — соответственно число отказов, сбоев и профилактических обслуживаний за рассматриваемый достаточно большой период наблюдения за эксплуатацией (без учета отказов и сбоев во время профилактических испытаний); й — интервал времени исправной работы между (! — 1)-м и !-м нарушениями функционирования машины нз-за отказов; т„; и т, ! — время восстановления и время ожидания начала ремонта после 1чго отказа; т,„,„— время восстановления вычислительного процесса после г-го сбоя (время, затраченное на повторное выполнение программы, части программы, команды и т.д.); т, — суммарное машинное время, затраченное в рассматриваемый период на контроль достоверности функционирования ЭВМ (двойной просчет, расчет контрольных вариантов, потери машинного времени на процедуры автоматического контроля пра- 2 — 27 вильности работы ЭВМ и т.