Файл: Юзвишин И.И. - Основы информациологии - 2000.pdf

Сделать презентацию

Скачать файл (6,22Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 13.10.2020

Просмотров: 12454

Скачиваний: 247

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

∑

i=j=0

=1- Таким образом, для определения надежности системы фактически необходимо найти (при i=j)

значения четырех вероятностей

456

, P

, Р

, P

, методика определения которых на базе решения системы линейных

алгебраических уравнений приведена в параграфах 4.2 и 4.3 настоящей книги. Расчеты
показали, что Р

<<Р

≈Р

,<<P

и так как Р

является малой величиной, то надежность

(вероятность безотказного состояния) ИСМО, представленной на рис. 18.3, определяется из
выражения:

∑

i=j=0

=1-P

. (18.10)

Опытно-статистическим путем установлено повышение надежности ИСМО при увеличении числа
комплексируемых ПК. График зависимости надежности от количества ПК в системе и от времени ее
эксплуатации показан на рис. 18.5. Кривая R=f(t,N) свидетельствует об увеличении надежности с

увеличением количества ПК. При трехмашинной ИСМО надежность последней достигает
максимального своего значения, находясь в пределах 0,999-1. При четырехмашинном комплексе

надежность практически равна единице. На рисунке приведены кривая отказов ИСМО с
увеличением ПК (F=1-R) и кривые безотказной работы системы в зависимости от времени.

Рис. 18.5. Графическая интерпретация надежности ИСМО

Рис. 18.6. Схема телетракта передачи информации с коммутацией канала связи

Рассмотрим  конкретный  пример  расчета  надежности  ИСМО,  показанной  на  рис.  18.3.  Пусть
надежность  каждой  из  ЭВМ,  входящих  в  состав  системы,  равна  0,85.  Необходимо  определить
надежность двухмашинной ИСМО, состоящей из ПК №1 и 2.

Используя основные законы булевой алгебры и правила преобразования логических выражений,
условную схему двухмашинной ИСМО представим в виде логической операции дизъюнкции,

предварительно обозначив ПК № 1 через 1, а ПК № 2 через 2.

B=(2

∨

1)=1

∨

2=1+2-1∙2.(18.11)

457

Так как В представляет собой выходную информацию системы, то, подставляя в выражение (18.11)
соответствующие вероятности каждого из обозначений, получим вероятность безотказного

состояния (надежность) ИСМО:

ИСМО

ПК №1

ПК №2

-P

ПК №1

ПК №2

(18.12)

=0,85 + 0,85 - (0,85-0,85)=0,9775.

Следовательно, надежность ЦЯ ИСМО, состоящего из двухкомпьютерного комплекса, повышается на
12,75% по отношению к надежности одного ПК. Аналогично можно рассчитать или определить по

графику рис. 18.5 надежность ЦЯ любой МИСМО, состоящей из трех, четырех и т.д. ПК. Надежность
ПК или двухкомпьютерной ИСМО можно рассчитать, используя зависимость

-t

, (18.13)

где R

- надежность или коэффициент готовности ПК; t

- среднее время восстановления

работоспособности (готовности) ПК; t

- среднее (паспортное) время безотказной работы

ПК.

Рассмотрим телетракт передачи данных МИСМО с коммутацией каналов (КК), позволяющей
увеличивать скорость доступа к информационно-вычислительным ресурсам и уменьшать

соответственно время отклика системы, схема которого представлена на рис. 18.6, где ЦЭКК -
центральный электронный коммутатор каналов связи, а К

- коммутатор i-й АТС. Произведем расчет

вероятности безотказной работы телетракта, если известно, что аппаратура ЦЭКК настолько
дублирована, что вероятность его отказа фактически равна нулю, т.е. Р

от

ЦЭКК

- 0. Положим, что

необходимо передать сообщение из коммутатора К

в коммутатор К

. Указанное событие может быть

реализовано несколькими способами коммутации каналов. Запишем логическую функцию всех
возможных коммутаций каналов, через которые сообщение С может быть передано из К

и К

{

CK1K2

∧

(18.14)

∧

458

Логическую функцию (передачи сообщения из К

в К

) представим в виде конъюнкционно-

дизъюнкционных операций булевой алгебры:

CK1K2

=(1

∧

)

∨

∧

)

∨

∧

)

∨

∧

)

∨

∧

)

∨

∧

)

∨

∧

)

∨

∧

)

∨

∧

(18.15)

Определим надежность телетракта, т.е. вероятность безотказного функционирования всех

возможных каналов и их коммутаторов, через которые может пройти сообщение С K

1 K2

, заменив

каждое из событий выражения (18.15)через соответствующие вероятности и приняв Р

=0,9, а

=Р

CK1K2

= P

∨

= 0.9998.

(18.16)

Рассчитав надежности двухмашинного ЦЯ ИСМО и телетракта передачи информации, определим

надежность МИСМО в целом:

МИСМО

ИСМО

∧

CK1K2

= 0,9775

∧

0.9998 = 0,9773.

Если центральное ядро МИСМО состоит из трех-четырех ПК, то, как правило, на графике R=f(t,N)
(см. рис. 18.6) и в соответствии с расчетами надежность МИСМО увеличивается до 0,999.

НАДЕЖНОСТЬ СЕТЕЙ МИСМО. Естественно, что МИСМО приобретают большой интерес у
разработчиков и хозяйственных руководителей, являясь основой дальнейшего развития и

повышения эффективности сети автоматизированных систем управления и вычислительных центров
коллективного пользования. Мощные МИСМО объединяются в единую мировую распределенно-

локальную информационно-сетевую систему Интернет.

Информационным сетям уделяется огромное внимание как одной из самых главных отраслей
народного хозяйства. Основой СЕТЕЙ являются такие фундаментальные понятия, как архитектура и
протоколы связи, обеспечивающие установление связей - взаимодействий - отношений между

программными и аппаратными ресурсами отдельных ПК, МИСМО, центральных коммутаторов
каналов, сообщений и пакетов, терминалов и др. Протоколы - это канальные программы,

реализующие процедуры установления соединений, например, между удаленным терминалом и ПК,
процедуры передачи сообщений, программ, пакетов (файлов) данных и т.д.

459

Надежность сети зависит от надежности технических и программных средств многоканальных
информационно-вычислительных систем массового обслуживания и от надежности межсистемных

сетей коммутации каналов и их транзитных электронных буферов для коммутации сообщений.
Важное значение для обеспечения надежности сети МИСМО имеют ее топология и адаптивный

выбор оптимального маршрута, обеспечивающего в свою очередь минимальное время отклика в
каждом отдельном случае обращения пользователя к сети. Адаптация выбора кратчайших

маршрутов обеспечивается в каждом коммутаторе (АТС или МИСМО) с помощью канальных
протоколов и таблиц маршрутов.

Рис. 18.7. Топология глобальной информационной сети на основе локальных систем и
сетей

Произведем расчет надежности СЕТИ, представленной на рис. 18.7. Предполагается, что

пользователь, имея доступ к терминалу (Т) отдельного ПК, к ВК ПК или непосредственно к i-й
МИСМО, может с помощью протокола посылать сообщения или получать информацию от любого ее

источника, указанного на схеме. Чтобы надежность сети, полученная в результате расчета,
полностью характеризовала коэффициент готовности, выберем все возможные маршруты сети от

терминала пользователя

к терминалу пользователя

и запишем логическую функцию всех этих

маршрутов:

460

CTnKK

= (

∨

1 I

∧

III

∧

)

∨

(

∨

∧

III

∧

)

∨

(

∧

III

∧

)

∨

(

∧

III

∧

)

∨

(

∧

VII

∧

III

∧

)

∨

(

∧

VIII

∧

III

∧

)

∨

(

∧

VIII

∧

III

∧

)

∨

(

∧

III

∧

)

∨

(

∧

VIII

∧

III

∧

)

∨

(

∧

VIII

∧

III

∧

(18.18)

Примем вероятности безотказных состояний МИСМО, ЦЭКК, К и ВК ПК равными единице, всех
каналов связи - 0,9, а всех одиночных ПК - 0,8. Подставляя в функцию (18.18) соответствующие

вероятности и их числовые значения, получим вероятность (надежность) безотказной работы СЕТИ
(см. рис. 18.7):

CTnTk

= (0,48

∨

0,38)

∨

(0,42

∨

0,35)

∨

(0,43

∨

0,35)

∨

(0,29

∨

0,39)

∨

(0,31

∨

0,34) = (0,68

∨

0,62)

∨

(0,63

∨

0,57)

∨

(0,54) = (0,88

∨

0,84)

∨

0,54 = 0,98

∨

0,54 = 0,99 .

(18.19)

Информационно-вычислительная

сеть

массового

обслуживания

реализует

следующие

комбинированные и отдельные коммутации при помощи протоколов и архитектуры связи,
обеспечиваемых центрами электронной коммутации (ЦЭК): коммутация каналов-сообщений (ККС);

коммутация каналов-пакетов (ККП); коммутация сообщений-пакетов (КСП); коммутация каналов
(КК); коммутация сообщений (КС); коммутация пакетов (КП). Замена электромеханических декадно-
шаговых и координатных систем коммутации современных АТС на электронные, в основу которых

заложены так называемые электронные управляющие машины (ЭУМ), обеспечивающие процессы
обслуживания запросов пользователей под управлением специальных программ, позволяет

увеличить нагрузку АТС, снизить эксплуатационные затраты, расширить сеть МИСМО, обеспечить
эффективное использование Интернет.

461