Файл: Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине "Надежность информационных систем" кр 02068055. 230201. 09 042 пз.rtf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 07.11.2023

Просмотров: 71

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Studlancer.net - закажи реферат, курсовую, диплом! Министерство образования и науки Российской ФедерацииФГБОУ ВПО "Брянская государственная инженерно – технологическая академия"Кафедра информационных технологийРасчет и повышение надежности информационной системыПояснительная записка к курсовой работепо дисциплине "Надежность информационных систем"КР – 02068055.230201.09 – 3.042 ПЗБрянск 2013 СодержаниеЗадание на курсовую работуВведение1. Первая часть. Кластерные вычислительные системы1.1 Классификация архитектур кластерных систем1.2 Топология кластеров1.3 Топология кластерных пар1.3.1 Топология N+11.3.2 Топология N×N1.3.3 Топология с полностью раздельным доступом2. Вторая часть2.1 Задание2.2 Исходные данные2.3 Декомпозиция схемыВывод по 2 части3. Задание3.1 РасчетВывод по 3 частиЗаключениеСписок используемой литературыЗадание на курсовую работуВ процессе выполнения курсовой работы необходимо: Ознакомиться с основными понятиями и методами расчета теории надежности. Рассмотреть и описать основные структурные схемы надежности. Получить навыки расчета базовых параметров системы (элемента), таких как вероятность безотказной работы, вероятность отказа, интенсивность отказов и др. В соответствии с заданием увеличить надежность рассматриваемых систем с помощью метода резервирования и метода повышения вероятности безотказной работы элементов. Для каждой из рассматриваемых задач построить графики зависимости вероятности безотказной работы элементов от времени, сделать выводы. ВведениеНадежность является фундаментальным понятием теории надежности, с помощью которого определяются другие понятия.Надежность – это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих его способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.Надежность является сложным свойством, и формируется такими составляющими, как безотказность, долговечность, восстанавливаемость и сохраняемость. Основным здесь является свойство безотказности – способность изделия непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение времени. Потому наиболее важным в обеспечении надежности является повышение безотказности.Особенностью проблемы надежности является ее связь со всеми этапами "жизненного цикла" от зарождения идеи создания до списания: при расчете и проектировании изделия его надежность закладывается в проект, при изготовлении надежность обеспечивается, при эксплуатации – реализуется.Поэтому проблема надежности – комплексная проблема и решать ее необходимо на всех этапах и разными средствами. На этапе проектирования изделия определяется его структура, производится выбор или разработка элементной базы, поэтому здесь имеются наибольшие возможности обеспечения требуемого уровня надежности.Основным методом решения этой задачи являются расчеты надежности (в первую очередь – безотказности), в зависимости от структуры объекта и характеристик его составляющих частей, с последующей необходимой коррекцией проекта. В результате расчета определяются количественные значения показателей надёжности.1. Первая часть. Кластерные вычислительные системыОдно из самых современных направлений в области создания вычислительных систем – это кластеризация. По производительности и коэффициенту готовности кластеризация представляет собой альтернативу симметричным мультипроцессорным системам. Понятие "кластер" можно определить как группу взаимно соединенных вычислительных систем (узлов), работающих совместно как единый вычислительный ресурс и создающих иллюзию наличия единственной ВМ. В качестве узла кластера может выступать как однопроцессорная ВМ, так и ВС типа SMP или MPP. Важно лишь то, что каждый узел может использоваться самостоятельно и отдельно от кластера. В плане архитектуры суть кластерных вычислений сводится к объединению нескольких узлов высокоскоростной сетью. Для описания такого подхода, помимо термина кластерные вычисления, достаточно часто применяют такие термины, как: "кластер рабочих станций" (workstation cluster), "гипервычисления" (hypercomputing), "параллельные вычисления на базе сети" (network-based concurrent computing), "ультравычисления" (ultracomputing).Изначально перед кластерами ставились две задачи: достичь большой вычислительной мощности и обеспечить повышенную надежность ВС. Пионером в области кластерных архитектур считается корпорация DEC, создавшая первый коммерческий кластер в начале 80-х годов прошлого века.В качестве узлов кластеров могут использоваться как одинаковые ВС (гомогенные кластеры), так и разные (гетерогенные кластеры). По своей архитектуре кластерная ВС является слабосвязанной системой.В работе [BREW97] перечисляются четыре преимущества, достигаемые с помощью кластеризации: абсолютная масштабируемость. Возможно создание больших кластеров, превосходящих по вычислительной мощности даже самые производительные одиночные ВМ. Кластер может содержать десятки узлов, каждый из которых представляет собой мультипроцессор; наращиваемая масштабируемость. Кластер строится так, что его можно наращивать, добавляя новые узлы небольшими порциями. Таким образом, пользователь может начать с умеренной системы, расширяя ее по мере необходимости; высокий коэффициент готовности. Поскольку каждый узел кластера – самостоятельная ВМ или ВС, отказ одного из узлов не приводит к потере работоспособности кластера. Во многих системах отказоустойчивость автоматически поддерживается программным обеспечением; Превосходное соотношение цена/производительность. Кластеры любой производительности можно создать, используя стандартные "строительные блоки", при этом стоимость кластера будет ниже, чем у одиночной ВМ с эквивалентной вычислительной мощностью. На уровне аппаратного обеспечения кластер – это просто совокупность независимых вычислительных систем, объединенных сетью. При соединении машин в кластер почти всегда поддерживаются прямые межмашинные связи. Решения могут быть простыми, основывающимися на аппаратуре Ethernet, или сложными с высокоскоростными сетями с пропускной способностью в сотни мегабайт в секунду. К последней категории относятся RS/6000 SP фирмы IBM, системы фирмы Digital на основе Memory Channel, ServerNet фирмы Compac Computer Corp.Узлы кластера контролируют работоспособность друг друга и обмениваются специфической кластерной информацией. Контроль работоспособности осуществляется с помощью специального сигнала, часто называемого heartbeat, что можно перевести как сердцебиение. Этот сигнал передается узлами кластера друг другу чтобы подтвердить их нормальное функционирование.Неотъемлемая часть кластера – специализированное программное (ПО) обеспечение, на которое возлагается задача поддержания вычислений при отказе одного или нескольких узлов. Такое ПО производит перераспределение вычислительной нагрузки при отказе одного или нескольких узлов кластера, а также восстановление вычислений при сбое в узле. Кроме того, при наличии в кластере совместно используемых дисков, кластерное ПО поддерживает единую файловую систему. 1.1 Классификация архитектур кластерных систем В литературе приводятся различные способы классификации кластеров. Так, простейшая классификация ориентируется на то, являются ли диски в кластере совместно используемыми всеми узлами. На рис. 1, а показан кластер из двух узлов, координация работы которых обеспечивается за счет высокоскоростной линии, используемой для обмена сообщениями. Такой линией может быть локальная сеть, используемая также и не входящими в кластер компьютерами, либо выделенная линия. В последнем случае один или несколько узлов кластера будут иметь выход на локальную или глобальную сеть, благодаря чему обеспечивается связь между серверным кластером и удаленными клиентскими системами. Рисунок 1 – Конфигурации кластеров: а – без совместно используемых дисков; б – с совместно используемыми дискамиБолее ясную картину дает классификация кластеров по их функциональным особенностям. Такая классификация приведена в таблице 1.Таблица 1 – Методы кластеризации

1.2 Топология кластеров

1.3 Топология кластерных пар

2.1 Задание

2.2 Исходные данные

2.3 Декомпозиция схемы

2.4 Вывод по 2 части

3.1 Задание

3.2 Расчет

3.3 Вывод по 3 части



8. Результаты расчетов вероятностей безотказной работы квазиэлементов A, B, C по формулам также представлены в табл. 3.

9. На рис. 15 представлен график зависимости вероятности безотказной работы системы P от времени (наработки) t.



Рисунок 13 – График функции P(t)

3.3 Вывод по 3 части



1. В результате расчета надежности информационной системы торгового предприятия "книжный магазин" была сформирована структурная схема для расчета надежности информационной системы и заданы значения интенсивности отказов для каждого элемента.

2. По структурной схемы надежности информационной системы и заданным значениям интенсивности отказов ее элементов было определена вероятность безотказной работы системы в зависимости от времени наработки системы. Данные о вероятности безотказной работы представлены в таблице 3.

3. По данным расчета вероятности безотказной работы системы от времени построен график P(t).

Заключение
Развитие технических средств, таких как: сложные комплексы измерительной, вычислительной техники, средства связи, автоматики, отображения, регистрации и архивирования информации, исполнительных механизмов, вспомогательной и обеспечивающей аппаратуры, требует точного исполнения алгоритмов функционирования предусмотренных разработчиками.

В связи с этим, расчет и обеспечение высокой надежности аппаратуры и ПО является ключевой задачей теории и практики проектирования, производства и эксплуатации, без которого предотвращение, обнаружение и устранение отказов оказывается весьма затруднительным процессом. От того, насколько удалось исключить отказы или уменьшить их количество и вероятность появления, устранить или уменьшить их влияние на процесс управления, зависит не только качество, но и безопасность управления.

За длительное время теория надежности накопила большое количество полезных, проверенных на практике результатов. Казалось бы, это может служить залогом успешного и беспроблемного решения задачи обеспечения надежности автоматизированных систем обработки информации и управления. Однако это не так. В последние десятилетия проблема повышения надежности не только не ослабела, но, напротив, значительно обострилась. Это связано с действием ряда объективных причин, обусловленных бурным техническим. Одна из причин – непрерывный рост сложности аппаратуры
, который значительно опережает рост качества элементной базы.

Второй причиной можно считать значительное расширение диапазона условий эксплуатации техники. В зависимости от назначения она работает в условиях высокой или низкой температуры окружающей среды, при повышенном или пониженном давлении, высокой или низкой влажности, при больших механических нагрузках вибрационного и ударного типов, в условиях действия повышенной радиации, агрессивных сред, негативных биологических факторов.

Говоря о другой составной части автоматизированных систем (программном обеспечении) следует отметить, что оно также заметно влияет на надежность системы. Без правильно и эффективно работающего программного комплекса аппаратура превращаются просто в дорогую груду металла. Нарушение работоспособности ПК часто приводит к не менее тяжелым последствиям, чем отказы техники, но найти причину нарушения бывает крайне тяжело. Неправильная работа программ может провоцировать отказы технических устройств, устанавливая для них более тяжелые условия функционирования, поэтому вопросы обеспечения и поддержания надежности являются важнейшим звеном обеспечения безотказной работы объектов и систем.

Список используемой литературы
1. Ястребенецкий М.А., Иванова Г.М. – Надежность автоматизированных систем управления технологическими процессами: Учеб. пособие для вузов – М: Энергоатомиздат, 1989. – 264 с.

2. Липаев В.В. – Надежность программных средств – М.: СИНТЕГ, 1998. – 232 с.

3. Надежность технических систем: Справочник под редакцией Ушакова И.А.-М.:Радио и связь, 1985.-608с.

4. Дружинин Г.В. – Надежность автоматизированных систем – М.: Энергия, 1997.

5. Глазунов Л.П., Грабовецкий В. П, Щербаков О.В. – Основы теории надежности автоматизированных систем управления – Л.: Энергоатомиздат, 1984

6. ГОСТ 27.002 – 83 Надежность в технике. Термины и определения.

7. Левин В.И. Логическая теория надежности сложных систем. – М.: Эноргоатомиздат, 1985.- 128с.

8. Рябинин И.Л.. Черкесов Г.П. Логико-вероятностные методы исследования надежности структурно-сложных систем. – М.: Радио и связь. 1981. – 216 с.



Размещено на Studbooks.net