Надёжность функционирования автоматизированных систем (стр. 3 из 17)

Вероятность события - это степень возможности появления этого события.

Более вероятными являются те события, которые происходят чаще.

Менее вероятными являются те события, которые происходят реже.

Мало вероятными являются те события, которые почти никогда не происходят.

Достоверному событию можно приписать вероятность, равную единице.

Невозможному событию можно приписать вероятность, равную нулю.

P(A) - вероятность события А.

Рассмотрим последовательность n одинаковых опытов. Предположим, что в результате каждого опыта регистрируется появление или непоявление некоторого события А.

Пусть: m - число появлений события А при n опытах;

n - общее число произведённых опытов.

Здесь - частота события А.

При n®¥

® .

Частота события

при n®¥ сходится по вероятности к вероятности этого события .

где E - любое наперёд заданное, сколь угодно малое положительное число.

1.6.1 Классификация событий

Несколько событий в данном опыте образуют полную группу событий, если в результате опыта должно появиться хотя бы одно из них.

Примеры событий, образующих полную группу:

1) выпадение герба и выпадение цифры при бросании монеты;

2) появление 1,2,3,4,5,6 очков при бросании игральной кости;

3) попадание и промах при выстреле;

4) безотказная работа изделия и отказ изделия.

Несовместные события: несколько событий называются несовместными в данном опыте, если никакие два из них не могут появиться вместе.

Если в данном опыте могут иметь место два несовместных события, то они называются противоположными.

А - событие (безотказная работа изделия )

- противоположное событие (отказ изделия)

Суммой нескольких событий называется событие, состоящее в появлении хотя бы одного из этих событий

;

Произведением нескольких событий называется событие, состоящее в совместном появлении всех этих событий

.

1.6.2 Теорема сложения вероятностей

Вероятность суммы n несовместных событий равна сумме вероятностей этих событий

.

Сумма вероятностей n несовместных событий, образующих полную группу событий, равна единице

;

где

- несовместные события, образующие полную группу.

Следствие: Сумма вероятностей двух противоположных событий равна единице

.

1.6.3 Теорема умножения вероятностей

Зависимое событие - это такое событие, вероятность которого зависит от того, произошли или не произошли остальные события.

Независимое событие - это такое событие, вероятность которого не зависит от того, произошли или не произошли остальные события.

Вероятность произведения n независимых событий равна произведению вероятностей этих событий

.

Условная вероятность

:

- условная вероятность события А при условии, что событие В имело место.

Вероятность произведения двух событий равна произведению вероятности 1-го события на условную вероятность 2-го события, при условии, что 1-ое событие имело место:

.

1.6.4 Теорема полной вероятности

Пусть требуется определить вероятность некоторого события А, которое может произойти вместе с одним из событий

События

образуют полную группу n несовместных событий. Будем называть эти события гипотезами.

Вероятность события А определяется формулой

- формула полной вероятности.

где

- вероятность осуществления гипотезы ;

- условная вероятность события А при условии, что событие имело место.

1.7 Количественные характеристики надёжности.

Предварительно рассмотрим понятие “случайная величина”.

Случайная величина - величина, которая в результате опыта может принять то или иное значение, причём заранее неизвестно, какое именно.

Примеры случайной величины:

1) Интервал времени между соседними отказами ЭВМ;

2) Интервал времени от начала работы изделия до первого отказа или время безотказной работы;

3) Число деталей, изготовленных рабочим в единицу времени.

Обозначим через T - время безотказной работы изделия (интервал времени от начала работы изделия до первого отказа). T - случайная величина. Величина T также называется наработка на отказ изделия. t - возможные значения случайной величины T.

Введём понятие “вероятность безотказной работы”.

- вероятность того, что время безотказной работы изделия будет больше или равно некоторому значению t. Другими словами, вероятностью безотказной работы называется вероятность того, что при заданных условиях эксплуатации в течении интервала времени t не возникнет отказа, т.е.система будет работоспособна.

Вероятность отказа:

- вероятность того, что время безотказной работы изделия меньше некоторого заданного значения t.

Другими словами, вероятностью отказа является вероятность того, что в течении заданного времени произойдёт хотя бы один отказ.

Функция

представляет собой функцию распределения случайной величины Т.

События В и С несовместные события (в опыте не могут появиться вместе).

А = В + С; P(A) = P(B) + P(С);

откуда

P(С) = P(A) - P(B); P(A) =

; P(B) = ;

P(C) =

;

Следовательно

= - ;

или

= - ;

Введём в рассмотрение событие А. Событие А означает, что

, т.е. в интервале времени от 0 до t отказа не произойдёт.

Введём в рассмотрение событие

. Событие означает, что T < t , т.е в интервале времени от 0 до t произойдёт отказ. События A и являются противоположными, т.к. они образуют полную группу событий. События образуют полную группу, если в результате опыта одно из них обязательно должно произойти.

Из теории вероятностей известно, что сумма вероятностей противоположных событий равна единице, т.е.

P(A) + P

;

P(A) = P(T ³ t) ; P

= P(T<t) ;

Следовательно

P(T³t) + P(T < t) = 1 или

P(t) + q(t) = 1

Для вероятности безотказной работы справедливо приближённое соотношение

P(t) »

, где =

Здесь n(t) - число изделий, не отказавших к моменту времени t;

N - Число изделий, поставленных на испытания.

Испытания изделий должны проводиться при одинаковых условиях так, чтобы отказы изделий были независимы друг от друга.