Количественные показатели надежности, готовности и ремонтопригодности технических средств ЭВМ и ВС Рассмотрим основные количественные характеристики надежности технических средств ЭВМ и ВС. Чаще всего в качестве таких характеристик используют: 1. Вероятность безотказной работы системы за время t при заданных условиях эксплуатации - Pc(t). 2. Среднее время безотказной работы - Тс. 3. Интенсивность отказов l(t) и время наработки на отказ То. 4. Частота отказов a(t). Важнейшей характеристикой надежности является интенсивность отказов, определяющая среднее число отказов за единицу времени, как правило, за один час. Интенсивность отказов зависит от числа элементов и соединений, составляющих систему. Если любой отказ носит катастрофический характер, то интенсивность отказов в системе вычисляется по соотношению: ![](http://konspekta.net/megapredmetru/baza1/21697137076.files/image009.gif) | (1.1) | где li- интенсивность отказов i-го элемента или соединения элементов и n - число элементов или их соединений в системе. Так, если l0 = 10-2, то в среднем за 100 ч происходит один отказ. Средний промежуток времени между двумя отказами называется средней наработкой на откази равен ![](http://konspekta.net/megapredmetru/baza1/21697137076.files/image011.gif) | (1.2) | Так, если l0= 10-2 , то наработка на отказ составляет 100 ч. Промежутки времени между отказами - случайные величины со средним значением Т0, которые, как правило, распределены по экспоненциальному закону. При этом вероятность того, что за время, меньшее t, произойдет отказ (при экспоненциальном законе): ![](http://konspekta.net/megapredmetru/baza1/21697137076.files/image013.gif) | (1.3) | Так, если Т0 = 100 ч, то вероятность того, что в течение 100 ч работы системы произойдет отказ, P(t<100)=0,63, и с вероятностью 37% отказ произойдет за время, больше 100 ч. В то же время, зная интенсивность отказов, можно определить вероятность безотказной работы системы Pc(t): ![](http://konspekta.net/megapredmetru/baza1/21697137076.files/image015.gif) | (1.4) | Среднее время безотказной работы Тс связано с вероятностью безотказной работы системы Pc(t) за время t следующим соотношением: ![](http://konspekta.net/megapredmetru/baza1/21697137076.files/image017.gif) | (1.5) | Частота отказов α(t) - это плотность вероятностей времени работы ЭВМ или ВС с момента включения до ее отказа. Частота отказов наиболее полно характеризует надежность системы. Зная частоту отказов, можно определить остальные количественные показатели надежности. Связь вероятности безотказной работы ВС Pc(t) с частотой отказов α(t) определяется следующей формулой: ![](http://konspekta.net/megapredmetru/baza1/21697137076.files/image019.gif) | (1.6) | Работоспособность системы, нарушенная в результате отказа, восстанавливается путем ремонта системы. Ремонт состоит в выявлении причины нарушения работоспособности - диагностике системы и в восстановлении работоспособности путем замены неисправного элемента. Основными количественными характеристиками ремонтопригодности ЭВМ и ВС являются: 1. Вероятность восстановления системы за заданное время PВС(t). 2. Среднее время восстановления – ТВС. 3. Интенсивность восстановления m(t). Вероятность PВС(t) является интервальным показателем, ТВС - интегральным, а m(t) - точечным показателями ремонтопригодности. Временем восстановления ТВС называется промежуток времени, затрачиваемый на восстановление работоспособности системы. Его величина зависит от сложности системы, степени совершенства средств диагностики и уровня ремонтопригодности системы, а также уровня подготовки обслуживающего персонала. Интенсивность восстановления m(t)– это условная плотность вероятности восстановления работоспособного состояния ЭВМ или ВС, определенная для рассматриваемого момента времени при условии, что до этого момента восстановление не было завершено. В случае, когда интенсивность восстановления постоянна, то есть m(t) = m = const, вероятность восстановления за заданное время t подчиняется экспоненциальному закону и определяется по выражению ![](http://konspekta.net/megapredmetru/baza1/21697137076.files/image021.gif) | (1.7) | Этот частный случай имеет наибольшее практическое значение, поскольку реальный закон распределения времени восстановления большинства ЭВМ и ВС (поток восстановлений) близок к экспоненциальному. В этом случае связь между интенсивностью и среднем временем восстановления следующая: ![](http://konspekta.net/megapredmetru/baza1/21697137076.files/image023.gif) | (1.8) | Готовность ЭВМ и ВС зависит от надежности и ремонтопригодности. Чем выше надежность и ремонтопригодность, тем выше готовность. Количественными показателями готовности являются функция готовности КГ(t) и коэффициент готовности КГ. Функция готовности есть вероятность того, что в любой момент времени tсистема готова к действию. Для технических средств ЭВМ и ВС характеристика обычно имеет вид, показанный на рис. 1.4. Из рисунка видно, что КГ(0)=1, т.е. считается, что ЭВМ или ВС начинает эксплуатироваться исправной. С ростом t КГ(t) убывает и при t®∞ функция готовности стремится к постоянной, отличной от нуля величине, которая является финальной вероятностью и называется коэффициентом готовности. Таким образом, между функцией и коэффициентом готовности существует зависимость ![](http://konspekta.net/megapredmetru/baza1/21697137076.files/image025.gif) | (1.9) | Функция готовности является точечной характеристикой. Это означает, что координата КГ(t), показанная на рис.1.4, есть вероятность того, что в момент времени t система исправна. До момента t она могла сколько угодно раз отказывать и ремонтироваться. ![](http://konspekta.net/megapredmetru/baza1/21697137076.files/image027.gif) Рис. 1.4. График функции готовности технических средств ЭВМ и ВС Коэффициент готовности является интегральной характеристикой и легко вычисляется, если известны интегральные характеристики надежности и ремонтопригодности: , | (1.10) | где Т0 – время наработки на отказ, ТВС – среднее время восстановления ВС. |