книги / Надёжность систем автоматизации
..pdf
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. П3.2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
|
|
|
Интенсивность отказов λ·10–5, 1/ч |
|
|
|
|
||||||||
|
|
и интенсивность восстановления µ, 1/ч |
|
|
|
|||||||||||
вари- |
|
|
|
|
t, ч |
|||||||||||
ПдС1 |
ПдС2 |
ПдС3 |
ПдС4 |
ПдС5 |
|
ПдС6 |
|
|||||||||
анта |
|
|
|
|||||||||||||
λ |
µ |
λ |
µ |
λ |
µ |
λ |
µ |
λ |
µ |
λ |
λ |
λ |
λ |
µ |
|
|
|
|
|||||||||||||||
3 |
16 |
0,4 |
25 |
0,5 |
12 |
0,8 |
12 |
0,6 |
14 |
0,7 |
12 |
4 |
16 |
3 |
0,4 |
4 |
4 |
9 |
0,2 |
30 |
0,8 |
24 |
0,4 |
4 |
0,8 |
13 |
0,3 |
18 |
12 |
4 |
6 |
0,5 |
3 |
5 |
12 |
0,5 |
35 |
0,6 |
16 |
0,9 |
5 |
0,9 |
15 |
0,6 |
20 |
16 |
15 |
18 |
0,1 |
7 |
6 |
10 |
0,3 |
40 |
0,7 |
19 |
0,2 |
3 |
0,1 |
18 |
0,2 |
32 |
14 |
15 |
26 |
0,8 |
4 |
7 |
40 |
0,4 |
16 |
0,6 |
5 |
0,3 |
7 |
0,2 |
16 |
0,4 |
14 |
15 |
13 |
20 |
0,2 |
3 |
8 |
25 |
0,6 |
18 |
0,4 |
32 |
0,5 |
12 |
0,3 |
17 |
0,5 |
25 |
26 |
14 |
15 |
0,3 |
6 |
9 |
30 |
0,8 |
25 |
0,2 |
44 |
0,6 |
18 |
0,5 |
14 |
0,3 |
30 |
32 |
18 |
15 |
0,4 |
8 |
10 |
32 |
0,9 |
14 |
0,1 |
18 |
0,8 |
22 |
0,4 |
26 |
0,6 |
9 |
6 |
18 |
20 |
0,5 |
5 |
11 |
24 |
0,2 |
15 |
0,7 |
20 |
0,7 |
24 |
0,6 |
10 |
0,7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
0,2 |
3 |
12 |
36 |
0,1 |
20 |
0,2 |
25 |
0,5 |
20 |
0,8 |
15 |
0,8 |
14 |
6 |
8 |
10 |
0,1 |
4 |
13 |
18 |
0,4 |
30 |
0,3 |
26 |
0,4 |
18 |
0,5 |
28 |
0,2 |
5 |
6 |
8 |
9 |
0,4 |
2 |
14 |
14 |
0,5 |
16 |
0,9 |
34 |
0,3 |
32 |
0,9 |
24 |
0,9 |
30 |
26 |
28 |
18 |
0,5 |
6 |
15 |
16 |
0,3 |
14 |
0,8 |
30 |
0,2 |
6 |
0,8 |
30 |
0,1 |
16 |
14 |
15 |
30 |
0,2 |
7 |
16 |
10 |
0,7 |
18 |
0,6 |
25 |
0,1 |
16 |
0,6 |
32 |
0,4 |
25 |
24 |
30 |
50 |
0,6 |
8 |
17 |
32 |
0,6 |
22 |
0,5 |
28 |
0,2 |
8 |
0,5 |
25 |
0,3 |
18 |
9 |
16 |
8 |
0,3 |
4 |
18 |
28 |
0,8 |
36 |
0,3 |
12 |
0,3 |
14 |
0,4 |
33 |
0,2 |
20 |
25 |
30 |
35 |
0,4 |
3 |
19 |
12 |
0,6 |
11 |
0,4 |
14 |
0,5 |
10 |
0,3 |
18 |
0,5 |
30 |
50 |
45 |
22 |
0,5 |
4 |
20 |
15 |
0,4 |
28 |
0,1 |
15 |
0,4 |
20 |
0,2 |
24 |
0,6 |
35 |
25 |
45 |
20 |
0,3 |
5 |
21 |
19 |
0,3 |
16 |
0,2 |
18 |
0,5 |
28 |
0,1 |
26 |
0,7 |
30 |
35 |
40 |
18 |
0,1 |
7 |
22 |
16 |
0,2 |
22 |
0,5 |
25 |
0,8 |
32 |
0,5 |
31 |
0,8 |
18 |
16 |
14 |
10 |
0,4 |
6 |
23 |
25 |
0,1 |
35 |
0,8 |
30 |
0,6 |
14 |
0,5 |
35 |
0,4 |
20 |
24 |
26 |
28 |
0,9 |
8 |
24 |
18 |
0,6 |
15 |
0,2 |
14 |
0,7 |
15 |
0,6 |
17 |
0,5 |
25 |
30 |
40 |
19 |
0,5 |
5 |
25 |
20 |
0,4 |
18 |
0,4 |
6 |
0,5 |
30 |
0,4 |
10 |
0,3 |
6 |
16 |
4 |
22 |
0,8 |
4 |
Задание 3. Оптимизация структурной схемы надежно-
сти [18].
Специализированная ЦВМ включает в свой состав: процессор (Пр), оперативное ЗУ (ОЗУ), постоянное ЗУ (ПЗУ), устройство ввода-вывода (УВВ), блок питания (БП). Известны значения ВБР Pi и стоимости Wi, i = 1, …, 5 каждого из
устройств. Необходимо синтезировать СЦВМ такую, что: 1) Wc → min при Pc(t) ≥ Pcзад(t),
251
2) Pc(t) → max при Wc ≤ Wcзад.
Значения ВБР устройств Pi и их стоимости Wi, а также заданные значения ВБР системы Pcзад(t) и стоимости системы Wзад, выступающие в качестве исходных данных для расчетов, приведены в табл. П3.3.
Таблица П3.3
Но- |
Пр |
ПЗУ |
ОЗУ |
УВВ |
БП |
Но- |
Требуемые |
||||||
мер |
мер |
значения |
|||||||||||
ва- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зада |
|
|
ри- |
P1 |
W1 |
P2 |
W2 |
P3 |
W3 |
P4 |
W4 |
P5 |
W5 |
чи |
Pc |
Wc |
анта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0,8 |
10 |
0,95 |
12 |
0,85 |
10 |
0,92 |
15 |
0,92 |
8 |
1/2 |
≥0,95max |
min≤110 |
2 |
0,9 |
9 |
0,85 |
13 |
0,8 |
10 |
0,85 |
14 |
0,92 |
9 |
1/2 |
≥0,93max |
min≤100 |
3 |
0,85 |
12 |
0,9 |
14 |
0,8 |
10 |
0,85 |
12 |
0,75 |
8 |
1/2 |
≥0,93max |
min≤110 |
4 |
0,9 |
10 |
0,8 |
8 |
0,82 |
9 |
0,9 |
9 |
0,85 |
10 |
1/2 |
≥0,94max |
min≤120 |
5 |
0,85 |
6 |
0,87 |
7 |
0,9 |
9 |
0,92 |
10 |
0,75 |
5 |
1/2 |
≥0,93max |
min≤90 |
6 |
0,85 |
16 |
0,75 |
10 |
0,9 |
18 |
0,92 |
20 |
0,8 |
12 |
1/2 |
≥0,94max |
min≤115 |
7 |
0,8 |
10 |
0,82 |
11 |
0,85 |
12 |
0,9 |
14 |
0,75 |
8 |
1/2 |
≥0,92max |
min≤100 |
8 |
0,75 |
11 |
0,9 |
16 |
0,8 |
12 |
0,82 |
13 |
0,9 |
15 |
1/2 |
≥0,94max |
min≤115 |
9 |
0,8 |
8 |
0,9 |
10 |
0,85 |
9 |
0,75 |
6 |
0,78 |
7 |
1/2 |
≥0,93max |
min≤105 |
10 |
0,78 |
6 |
0,8 |
7 |
0,85 |
9 |
0,9 |
12 |
0,82 |
8 |
1/2 |
≥0,92max |
min≤110 |
11 |
0,82 |
6 |
0,85 |
8 |
0,75 |
4 |
0,9 |
12 |
0,7 |
3 |
1/2 |
≥0,93max |
min≤60 |
12 |
0,9 |
14 |
0,75 |
8 |
0,8 |
10 |
0,85 |
12 |
0,82 |
11 |
1/2 |
≥0,94max |
min≤130 |
13 |
0,75 |
6 |
0,85 |
10 |
0,9 |
14 |
0,82 |
9 |
0,8 |
8 |
1/2 |
≥0,94max |
min≤105 |
14 |
0,8 |
12 |
0,85 |
13 |
0,9 |
15 |
0,75 |
10 |
0,7 |
8 |
1/2 |
≥0,95max |
min≤135 |
15 |
0,82 |
9 |
0,9 |
14 |
0,75 |
7 |
0,7 |
6 |
0,85 |
11 |
1/2 |
≥0,93max |
min≤120 |
16 |
0,7 |
8 |
0,75 |
10 |
0,8 |
12 |
0,82 |
14 |
0,9 |
16 |
1/2 |
≥0,93max |
min≤125 |
17 |
0,8 |
10 |
0,75 |
7 |
0,82 |
12 |
0,85 |
14 |
0,9 |
16 |
1/2 |
≥0,94max |
min≤120 |
18 |
0,9 |
12 |
0,8 |
8 |
0,82 |
9 |
0,75 |
6 |
0,82 |
10 |
1/2 |
≥0,93max |
min≤100 |
19 |
0,8 |
16 |
0,75 |
10 |
0,9 |
13 |
0,85 |
12 |
0,7 |
7 |
1/2 |
≥0,94max |
min≤130 |
20 |
0,85 |
13 |
0,75 |
10 |
0,7 |
8 |
0,9 |
15 |
0,8 |
12 |
1/2 |
≥0,94max |
min≤115 |
21 |
0,75 |
10 |
0,8 |
13 |
0,9 |
15 |
0,85 |
14 |
0,7 |
8 |
1/2 |
≥0,93max |
min≤120 |
22 |
0,7 |
8 |
0,75 |
10 |
0,81 |
12 |
0,85 |
14 |
0,9 |
16 |
1/2 |
≥0,94max |
min≤110 |
23 |
0,82 |
8 |
0,7 |
5 |
0,85 |
10 |
0,9 |
14 |
0,8 |
12 |
1/2 |
≥0,93max |
min≤115 |
24 |
0,9 |
16 |
0,8 |
10 |
0,82 |
12 |
0,85 |
14 |
0,75 |
7 |
1/2 |
≥0,93max |
min≤130 |
25 |
0,8 |
10 |
0,82 |
12 |
0,7 |
6 |
0,85 |
14 |
0,9 |
16 |
1/2 |
≥0,94max |
min≤130 |
252
При синтезе оптимальной в смысле критериев 1 и 2 структуры СЦВМ допускается: мажоритарное резервирование процессора на 1-м шаге оптимизации и резервирование замещением с нагруженным режимом работы элементов на других шагах (при необходимости); резервирование замещением с нагруженным режимом работы элементов для ОЗУ, ПЗУ и УВВ; резервирование замещением с нагруженным либо ненагруженным режимом работы резервных элементов для БП.
Ненадежностью и стоимостью мажоритарных элементов и переключающих устройств можно пренебречь.
Задание 4. Контроль и диагностика – этап обеспечения надежности систем автоматизации
Получить контрольный тест и дерево контроля для комбинационного автомата для однократных константных отказов внешних входов (точек) a, b, c. Получить диагностический тест и дерево для внешних входов (точек) a, b, c. Получить тестовые наборы по переменной а методом булевой
производной. |
|
|
||
1) |
|
|
2) |
|
a |
c |
1 z |
|
a |
|
b |
z |
||
|
|
|
|
1 |
b |
|
|
c |
|
3) |
|
4) |
|
|
a |
|
a |
b |
z |
b |
z |
|
1 |
|
1 |
c |
|
c |
|
5) |
|
|
|
6) |
|
|
a |
1 |
|
|
a |
b |
|
z |
b |
z |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
1 |
c |
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
253 |
|
7)
b
c 1 a
9)
b
c 
1
a
11)
c
a 
1
b
13)
a
b 1 c
15)
a
b 
1
c
17)
b
c 1 a
19)
b
c 
1
a
8)
z |
|
b |
a |
z |
|
|
|
1 |
|
c |
|
10)
|
z |
b |
|
c |
|
z |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
||||
1 |
|
|
|||||
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12)
|
z |
b |
|
a |
|
z |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
||||||
1 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14)
|
|
a |
z |
b |
z |
|
|
1 |
|
c |
|
16)
|
|
a |
z |
b |
z |
|
|
1 |
|
c |
|
18)
z |
|
b |
a |
z |
|
|
|
1 |
|
c |
|
20)
|
z |
b |
|
c |
|
z |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
||||
1 |
|
|
|||||
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
254
Задание 5. Повышение надежности передачи и хранения информации
1. Построить матрицу Хэмминга, уравнения кодирования и декодирования для заданного количества информаци-
онных разрядов n: |
|
1) n = 6; |
11) n = 16; |
2) n = 7; |
12) n = 17, |
3) n = 8; |
13) n = 6; |
4) n = 9; |
14) n = 7; |
5) n = 10; |
15) n = 8; |
6) n = 11; |
16) n = 9; |
7) n = 12; |
17) n = 10; |
8) n = 13; |
18) n = 11; |
9) n = 14; |
19) n = 12; |
10) n = 15; |
20) n = 13. |
2.Закодировать с помощью полиномиального кодирования (порождающий полином G(x3) = x3 + x + 1) информационную посылку, десятичный номер которой соответствует сумме номера студента по списку группы и числа 100.
3.Продемонстрировать декодирование при передаче информации: а) без ошибки; б) с однократной ошибкой; в) с многократной ошибкой; г) с ошибкой, кратной порождающему полиному.
Задание 6. Сигнатурный анализ Получить сигнатуру работоспособной схемы (задание по
теме 7) и с константным отказом внешнего входа a. Порождающий полином: G(x) = х3 + х + 1.
Задание 7. Повышение надежности ПО путем формализации программирования. Преставление алгоритма конечным автоматом.
Получить функции автомата Мили, описывающие логику алгоритма.
255
1) |
|
|
|
|
|
2) |
|
|
|
|
|
Начало |
|
Начало |
|
|
|
|
|||
|
A |
|
/z |
1 |
|
x1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
A |
2 |
/z |
2 |
|
x2 |
A |
3 |
/z |
3 |
|
|
|
|
1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
0 |
|
x1 |
1 |
|
A 1/z1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
x2 |
0 |
A 2/z2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
A 3/z3 |
|
A 4/z4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A 4/ z4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Конец |
|
|
|
|
|
|
|
|
Конец |
|
|
|
|
|
|
3) |
|
|
4) |
|
|
Начало |
|
|
|
|
Начало |
|
|
|
|
|
|
A 1/z 1 |
|
|
|
|
A 1/z1 |
|
|
|
|
|
|
x1 |
0 |
|
|
|
A 2/z2 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
A 2/z2 |
|
|
|
|
x1 |
|
|
|
|
0 |
|
|
1 |
x2 |
|
1 |
|
|
|
|
x2 |
||
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
A 3/z3 |
|
A 4/z4 |
|
|
|
|
A 4/z4 |
|
A3/z3 |
||
|
|
|
|
||
A 5/z5 |
|
|
|
|
A5/z5 |
|
|
|
|
|
|
Конец |
|
|
|
|
Конец |
|
|
|
|
|
256
5) |
6) |
Начало
x1 0
1
x2 1 0
A 1/z1
|
|
|
|
|
|
A 2/z2 |
|
A 4/z4 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A 3/z3
A 5/z5
Конец
7)
|
Начало |
|
|
0 |
x1 |
1 |
|
|
|
|
|
A 1/z1 |
0 |
x2 |
1 |
|
|
||
A 2/z2 |
A 4/z4 |
|
|
A 3/z3 |
|
|
A 5/z5 |
A 6/z1
Конец
257
Начало
A 1/z1
x1 0
1
x2 0 1
A 2/z2
A 3/z3
Конец
8) |
|
|
|
9) |
|
|
|
|
|
|
|
Начало |
|
|
|
Начало |
|
|
A 1/z1 |
|
|
0 |
x1 |
|
|
A 2/z2 |
|
|
|
|
|
|
||
A 1/z1 |
|
1 |
|
1 |
0 |
|
|
|
0 |
|
|||
|
x2 |
|
x1 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
x2 |
1 |
A 4/z4 |
|
|
|
0 |
||
|
A 2/z2 |
|
|
|
||
|
|
|
|
A 3/z3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A 3/z3 |
|
|
A 4/z4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Конец |
|
|
Конец |
|
10) |
|
|
11) |
|
|
|
|
|
|
|
Начало |
|
|
|
Начало |
|
|
|
|||
A 1/z1 |
|
|
|
A 1/z1 |
|
|
|
|||
x1 |
1 |
|
|
A |
2 |
/z |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0 |
|
|
1 |
|
|
|
0 |
|
|
|
A 2/z2 |
|
|
|
x1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
0 |
x2 |
|
|
|
|
|
x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
A 3/z3 |
|
A 4/z4 |
|
|
|
|
A |
/z |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
||
A 5/z5 |
|
|
|
|
|
|
A /z |
z |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
1 |
|
|
Конец |
|
|
|
|
|
|
Конец |
|||
258
