Анализ эксплуатационного обслуживания (стр. 1 из 3)

ВЦ средней производительности

Темы КП по курсу

"Эксплуатация средств вычислительной техники"

Общая тема КП: "Анализ эксплуатационного обслуживания вычислительного центра средней производительности".

При выполнении КП необходимо решить следующие вопросы:

1. Описать математические модели.

2. Рассчитать надёжность внешнего устройства.

3. Осуществить распределение задач между ЭВМ, обеспечивающее оптимальную нагрузку ЭВМ, входящих в состав ВЦ.

5. Минимизировать стоимость эксплуатационных расходов ВЦ средней производительности.

Содержание КП

1. Описать математические модели. Для отражения этого вопроса в КП необходимо провести простое конспектирование лекций.

2. Рассчитать надёжность внешнего устройства. (См. табл. 1 этого мат).

3. Осуществить распределение задач между ЭВМ, обеспечивающее оптимальную нагрузку ЭВМ, входящих в состав ВЦ. Во всех вариантах заданий рассматривается "Пример 3" описания "МОДЕЛЬ". Различными являются параметры Па1. Па2 и Па3, которые и задаются САМОСТОЯТЕЛЬНО. Велич. задав. парам. не должна превышать 99.

4. Разработать модель для имитации производственной деятельности ВЦ при планово-предупредительном обслуживании эксплуатируемого парка ЭВМ. По полученной модели оценить распределение случайной переменной "число машин, находящихся на внеплановом ремонте". Для различных вар. в табл. 1. задаётся различи. время планового осмотра (блок 4 программы). В примере эти значения равны 120. 30.

5 Минимизировать стоимость эксплуатационных расходов ВЦ средней производительности. Для различных вариантов в табл. 1. задаётся различное время наработки на отказ одной ЭВМ парка ВЦ. (Блок 3, исходное значение 137, 25).

ЗАДАНИЯ ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПО КУРСУ ЭКСПЛ. СР. ВТ

Варианты индивидуальных заданий	1	2	3		4
2. Рассчитать надежн. ВУ. Даны N схем, (шт)	1(8), 2	1(8), 3	1(8), 4		1(8), 5
3. Распределить задачи между ЭВМ (пар. 3)	Параметры выбираются самостоятельно
4. Пров. анализ производ. деятельности ВЦ	130. 30	135, 35		140. 30		145, 30
5. Минимизировать стоимость эксплуат. , ВЦ	149, 44	149, 25		149, 25		149, 25

ЗАДАНИЯ ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПО КУРСУ ЭКСПЛ. СР. ВТ

Варианты индивидуальных заданий	5	6	7	8
2. Рассчитать надежн. ВУ. Даны N схем, (шт)	1(8), 12	1(8), 11	1(8), 10	1(8), 9
3. Распределить задачи между ЭВМ (пар. 3)	Параметры выбираются самостоятельно
4. Пров. анализ производ. деятельности ВЦ	150, 30	130. 35	135, 35	149. 35
5. Минимизировать стоимость эксплуат. ВЦ	149, 27	149, 30	149, 30	149, 30

1. Описать математические модели.

Построение имитационной модели процессов отказов и восстановления ЭВМ

Рассмотрим работу ПЭВМ, в состав которой входят электронные блоки или ТЭЗы, которые могут выйти из строя в процессе эксплуатации. Считаем. что отказы возникают согласно пуассоновского распределения с параметром ¨ Под ¨ понимают среднюю интенсивность отказов, выраженную числом отказов в единицу времени. Отказавший ТЭЗ начинает немедленно ремонтироваться, т. е восстанавливаться. Распределение времени восстановления распределено по экспоненте с параметром ¨. Под ним понимают среднюю интенсивность времени обслуживания, выражаемую числом восстановленных ТЭЗов за единицу времени.

Известно. что вероятность работающего ТЭЗа P₀ и Р₁ отказавшего равны:

Пусть l= 0. 1 m= 0, 06. и тогда P₀= 0. 33 и P₁=0. 667

Построение имитационной модели такой системы массового обслуживания (СМО) осуществляется с использованием языка GPSS.

Определим используемые элементы языка (Табл. 1).

Таблица 1

Элементы GPSS	Назначениея
Транзакты :
Всего один транзакт	Моделирование интервала безотказной работы Т_безоти периода восстанов. Т _вос.
Приборы:
FAC	Занятие прибора соотвеств. его отказу. т. е. это ТЭЗ, который ремонтируют.
Функции:	Экспоненциадльная функция
EXPON	распределения.
Сохраняемая величина	Время занятия прибора.

Структурная схема программы

Программа на языке GPSS

1 EXP FUNCTION RN1, C24

0, 0/. 1, . 104/. 2, . 222/. 3, . 355/. 4, . 509/. 5, . 69/. 6, . 915/. 7, 1. 2

. 75, 1. 38/. 8, 1. 6/. 84, 1. 85/. 88, 2. 12/. 9, 2. 3/. 92, 2. 52/. 94, 2. 81

. 95, 2. 99/. 96, 3. 2/. 97, 3. 5/. 98, 3. 9/. 99, 4. 6/. 995, 5. 3/. 998, 6. 2

. 999, 7/. 9998, 8

2 GENERATE 0, 0, , 1 ;Генерирование транзакта

3 ASSING 1, K1000 ;Присвоение P₁ знач. 1000

4 INPUT ADVANCE 10, FN$EXP ;Моделирование интервала

;безотказной работы (10)

5 SEIZE FAC ;Занятие прибора

6 ADVANCE 20, FN$EXP ;Моделирование интрелвала

;восстановления (20)

7 RELEASE FAC ;Моделировавние перехода

;в рабочий режим

8 TABULATE XTIME ;Формирование таблицы

;(Т=Т_вос + Т_рем)

;XTIME задает число интерв.

;и ширину инервала (10, 20)

9 LOOP 1, INPUT ;Организация цикла роходж.

;транзакта (блоки 3 и 8)

10 TERMINATE 1 ;Уничтожение транзакта

XTIME TABLE M1-, 0, 20, 10 ;Формирование таблицы

START 1000

Средняя занятость прибора составила 0, 671, что хорошо согласуется с расчётным значением равным Р1 = 0, 667*

Среднее время пребывания прибора в состоянии отказа составило 20, 146 единиц машинного времени. Среднее время цикла равного (Т=Т_вос + Т_рем) составило 30, 015 времени.

Ниже приведены результаты моделирования

GPSS/PC Report file REPORT. GPS. (V 2, # 38123) 11-10-1995 12:34:44 pag

START_TIME END_TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES FREE_MEMORY

0 289219 9 1 0 262016

LINE LOC BLOCK_TYPE ENTRY_COUNT CURRENT_COUNT RET

90 1 GENERATE 1 0

100 2 ASSIGN 1 0

110 INPUT ADVANCE 10009 0

120 4 SEIZE 10009 0

130 5 ADVANCE 10009 0

140 6 RELEASE 10009 0

150 7 TABULATE 10009 0

160 8 LOOP 10009 0

170 9 TERMINATE 1 0

FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. _TIME AVAILABLE OWNER PEND INTER RETRY DE

FAC 10009 0. 670 19. 37 1 0 0 0 0

TABLE MEAN STD. DEV. RETRY RANGE FREQUENCY CUM. %

XTIME 10013. 00 0. 00 0 160 - 10009 100. 0

XACT_GROUP GROUP_SIZE RETRY

POSITION 0 0

2. Рассчитать надёжность внешнего устройства.

1. D-триггер с обратной связью и динамическим управлением.

3. Последовательностная схема, которая с приходом стартового сигнала А=1 под действием синхро-импульсов СИ принимает последовательного состояния: 000-исходное состояние, 001, 100, 101, 100, 010, 011, 000. . .

Расчёт надежности ВУ

При расчёте надежности принимаются следующие допущения:

-отказы элементов являются независимыми и случайными событиями;

-учитываются только элементы, входящие в задание;

-вероятность безотказной работы подчиняется экспоненциальному закону распределения;

-условия эксплуатации элементов учитываются приблизительно с помощью коэффициентов;

-учитываются катастрофические отказы.

В соответствии с принятыми допущениями в расчётную схему должны входить следующие элементы:

-элемент К1, т. е. количество СИС и БИС;

-элемент К2, т. е. количество ИС малой степени интеграции (МИС);

-элемент К3, т. е. количество резисторов;

-элемент К4, т. е. количество конденсаторов:

-элемент К5, т. е. количество светодиодов;

-элемент К6 т. е. количество поеных соединений;

-элемент К7, т. е. количество разъёмов.

В соответствии с расчётной схемой вероятность безотказной работы системы определяется как:

где N - количество таких элементов, используемых в задании

P_i -вероятность безотказной работы i-го элемента.

Учитывая экспоненциальный закон отказов, имеем:

где n_i - количество элементов одного типа, lj-интенсивность отказов элементов j-го типа. Причём lj=kl x lj₀, где kl - коэффициент, учитывающий условия эксплуатации, а lj₀ - интенсивность отказов в лабораторных условиях.

Суммарная интенсивность отказов элементов одного типа составит

Исходя из условий эксплуатации принимаем kl=1. Никаких дополнительных поправочных коэффициентов вводится не будет, так как все элементы системы работают в нормальных условиях, предусмотренных в ТУ на данные элементы.

Для элементов. используемых для построения ВУ, приняты следующие интенсивности отказов

Микросхемы с 14 выводами l₁=4. 5x10^-7

Микросхемы с 16 выводами l₂=4. 0x10^-7

Микросхемы с 48 выводами l₃=3. 2x10^-7

Резисторы l₄=1. 0x10^-5

Конденсаторы электролитические l₅=0. 1x10^-5

Конденсаторы керамические l₆=0. 04x10^-5

Светодиоды l₇=0. 26x10^-5

Паяные соединения l₈=1. 0x10^-7

Разъёмы с 48 выводами l₉=0. 2x10^-5

Исходя из этих значений можно подсчитать суммарную интенсивность отказов всех элементов одного типа, а затем и для всех элементов ВУ.

Вероятность безотказной работы ВУ за Т=1000 часов

;