Файл: Основы технической эксплуатации ЭЦВМ..pdf

обычной пайки паяльником (при изготовлении модулей с навесным монтажом элементов), пайкой путем погру­ жения отдельных мест в ванну с расплавленным припо­ ем или пайкой волной припоя, которые обеспечивают более высокое качество электрических соединений. В данном случае обеспечивается исключение таких оши­ бок человека, как перегрев элемента, излишний припой, недостаточность припоя и т. п.

Одним из важных и ответственных этапов в изготов­ лении является проведение различного вида испытаний ЭЦВМ.

Опытные образцы испытываются с целью определе­ ния технологических, технических и эксплуатационных характеристик для решения вопроса о внедрении в се­ рийное производство. Программа испытаний опытных образцов по своему содержанию является весьма широ­ кой и охватывает большой круг вопросов, в том числе и. оценку воздействия различных возмущающих факторов (внешних условий и субъективных факторов). ЭЦВМ, прошедшие опытные испытания и выпускающиеся серий­ но, обычно подвергаются следующим видам испытаний: приемным, приемо-сдаточным, периодическим (контроль-

.ным) и проверочным.

Приемные испытания проводятся с целью определе­ ния соответствия изготовленной ЭЦВМ требованиям, заданным конструктором в технических условиях на ее производство. Как правило, все машины' подвергаются этому виду испытаний.'Результаты испытаний отража­ ются в формулярах на ЭЦВМ. Подобные испытания проводятся непосредственно на заводе-изготовителе. Приемо-сдаточные испытания преследуют ту же цель, что и приемные испытания, но в отличие от них могут проводиться в присутствии заказчика как на заводе-из­ готовителе, так и непосредственно на месте эксплуата­ ции ЭЦВМ. При приемных и приемо-сдаточных испыта­ ниях помимо проверки на соответствие ЭЦВМ требова­ ниям технических условий и рабочим чертежам проверя­ ется комплектность, внешний вид и т. д.

315

вид испытаний чаще всего проводится на заводе-пзгото- вителе, но может проводиться непосредственно на месте эксплуатации ЭЦВМ.

В случае изменения схемы, конструкции или хода технологического процесса пров'ддятся проверочные ис­ пытания, целью которых является определение степени влияния подобных изменений на характеристики и пара­ метры ЭЦВМ.

Таким образом, целью всех выше перечисленных ви­ дов испытаний является выявление дефектов, связанных с проектированием и технологией производства, что по­ зволяет повышать надежность вычислительных машин.

8-5. РЕЗЕРВИРОВАНИЕ КАК МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ЭЦВМ

Иногда требования к надежности отдельных элемен­ тов, узлов, устройств II ЭЦВМ оказываются такими вы­ сокими, что обычными методами обеспечить их не представляется возможным. В этом случае применяют ре­ зервирование.

Существует довольно широкая классификация резер­ вированных систем по различным признакам (по реакции на неисправность, по способу включения, по состоянию резерва и др.).

По реакции системы на неисправность различают активное и пассивное резервирование. При активном ре­ зервировании система выполняется таким образом, что с возникновением неисправности она самостоятельно пе­ рестраивается и восстанавливает свою работоспособ­ ность. Активное резервирование, как правило, связано с применением сложных разветвленных систем контроля и переключающих схем, которые исключают поврежден­ ный участок схемы, узел, устройство или машину и вклю­ чают резерв. Активное резервирование находит' широкое применение при построении вычислительных комплексов на базе нескольких ЭЦВМ, выполняющих ответственные задачи.

При активном резервировании происходит нарушение работы системы с момента выхода из строя рабочего элемента (устройства ЭЦВМ) до включения на его место резерва. Иногда такой перерыв в работе системы не до­ пустим, тогда применяют пассивное резевирование.

При пассивном резервировании система строится та­ ким образом, что ңеңоправңостр одного или нескодьцвд

316

основных (рабочих) элементов не нарушает ее работу. Неисправный элемент при этом резервировании не от­ ключается, поэтому при создании систем с пассивным резервированием необходимо учитывать различные по­ следствия вышедших из строя элементов и устройств.

Резервироваться могут системы в целом или отдель­ ные их части. В зависимости от этого резервирование разделяют на общее и раздельное. Общее резервирова­ ние заключается в том, что резервируется вся система в целом. Например, одна вычислительная машина резер­ вируется другой. Раздельное резервирование состоит в том, что система резервируется по отдельным узлам или элементам.

По способу включения резерва различают постоянное резервирование и резервирование замещением.

Под постоянным понимают такое резервирование, при котором резервные элементы (узлы устройства) при­ соединены к основным (рабочим) элементам в течение всего времени работ и находятся с ними в одинаковом режиме. Постоянное резервирование применяется тогда, когда возможна одновременная работа основных и ре­ зервных цепей (элементов), выполняющих одну и ту же задачу. Примерами постоянного резервирования могут служить параллельная работа двух ЭЦВМ, решающих одну.и ту же задачу; параллельная работа нескольких

лях, схемах и т. д. При постоянном резервировании отказ всей системы происходит только тогда, когда кроме ос­ новных (рабочих) ' элементов выйдут из строя и ре­ зервные.

К достоинству постоянного резервирования следует отнести тот факт, что отсутствие переключающих устройств обеспечивает мгновенную готовность резерва к работе. Основным недостатком постоянного резервиро­ вания является расход ресурсов резервных элементов (узлов, устройств) при исправной работе основных. Кро­ ме того, с выходом из строя резерва могут меняться режимы работы всей резервированной системы.

При резервировании замещением включение резерв­ ных элементов происходит только после выхода из строя основных (работающих) узлов (устройств). При таком резервировании обязательным является наличие пере­ ключающих устройств, которые производят включение

317

резервных элементов (устройств) при выходе из строя основных. Включение резерва может осуществляться вручную или автоматически. При автоматическом вклю­ чении резерва, как правило, используются система авто­ матического контроля работоспособности и переключа­ ющие устройства. В качестве переключающих устройств могут использоваться контакторы, реле, электронные пе­ реключающие схемы и др.

Кдостоинствам резервирования замещением можно отнести минимальный расход ресурсов резервных эле­ ментов (узлов, устройств) при исправной работе основ­ ных элементов (узлов, устройств); отсутствие необходи­ мости в специальных регулировках при неисправностях основных элементов (устройств), поскольку включение резерва не изменяет режима работы системы; возмож­ ность использовать одно резервное устройство для ре­ зервирования нескольких однотипных.

Кнедостаткам резервирования замещением можно отнести снижение надежности резервированной системы за счет использования переключающих устройств; воз­ можность перерывов в работе системы на время пере­ ключения резерва, которые могут быть довольно значи­

тельными.

Резервные элементы (узлы, устройства) до включения их в работу могут находиться в трех состояниях: нагру­ женном, облегченном и ненагруженном.

Ненагруженный (холодный) резерв характеризуется тем, что резервные элементы (узлы, устройства) находят­ ся в нерабочем состоянии (питающие напряжения не подаются) и включаются в работу после выхода из строя основных.

Облегченный (теплый) резерв характеризуется тем, что резервные элементы, узлы, устройства до момента включения их вместо вышедших из строя находятся не­ полностью в рабочем состоянии. Например, питание па резервную ЭЦВМ подано, но никаких вычислений на ней не проводится. В этом случае ресурс резервных элемен­ тов (узлов, устройств) начинает расходоваться с момен­ та включения всей системы. Интенсивность расхода ресурса резервных элементов при этом ниже, чем в рабо­ чем состоянии. Нагруженный (горячий) резерв характе­ ризуется тем, что резервные и рабочие элементы (узлы, устройства) находятся в одинаковых условиях работы. В этом случае ресурс резервных элементов начинает рас­

318

ходоваться с момента включения в работу всей сис­ темы.

Основным параметром резервирования является его кратность, под которой понимают отношение числа ре­ зервных элементов к числу резервируемых, т. е. m=M/N, где т — кратность резервирования; N — число однотип­ ных основных элементов; М — число резервных элемен­ тов того же типа. В простейшем случае резервирование представляет собой параллельное соединение элементов (узлов, устройств), в котором может возникнуть неис­ правность только при выходе из строя всех элементов.

Определим надежность системы, которая состоит из k параллельно соединенных элементов. Вероятность по­ явления неисправности в такой системе по теореме умножения вероятностей независимых событий будет рав­ на произведению

где pi — вероятность безотказной работы і-го элемента. Если элементы в соединении равнонадежны-, то

Используя соответствующее число параллельных це­ пей, можно из малонадежных элементов построить высо­ конадежную схему.

Повышение надежности ЭЦВМ методами резервиро­ вания весьма эффективно, однако требует значительных материальных затрат. Наиболее распространенными спо­ собами 'резервирования вычислительных машин являются резервирование на уровне ЭЦВМ в особо ответственных управляющих вычислитёльных комплексах и резервиро­ вание на уровне отдельных устройств, характерное для устройств ввода—вывода, магнитных барабанов и т. д.

319