Вашего дипломного проекта - pismo.netnado.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Дипломного проекта 1 162.56kb.
Директор сф пгути 1 92.54kb.
Дипломного проекта связана с непосредственной разработкой программного... 5 352.87kb.
Тема: А. Ахматова «Реквием». «Я голос ваш, жар вашего дыханья, я... 1 96.12kb.
Книга «Школа выживания, или 56 способов защиты вашего ребенка от... 26 3847.81kb.
Интеграция всех участников проекта для выполнения комплекса работ... 1 374.15kb.
Ооо испо «костромагорстрой» 38 2685.15kb.
Цель проекта: Выявление экологического состояния улиц и окрестностей... 1 42.38kb.
Название проекта 1 19.01kb.
1 Соответствие идеи проекта существующей системе экономи­ческих взаимоотношений... 1 148.09kb.
«Разработка и обоснование реализации инновационного проекта по созданию... 6 959.82kb.
Целенаправленное включение обучающихся в обсуждение и самостоятельное... 1 38.29kb.
Урок литературы «Война глазами детей» 1 78.68kb.
Вашего дипломного проекта - страница №9/10


(рассмотрены в вопросе 54)
?????Марковский процесс тоже сюда входит????


  1. Методы построения отказоустойчивых систем, работающих в реальном масштабе времени.

В устройствах, работающих в реальном масштабе време­ни, перерабатывается поток информации, имеющий случай­ный характер. Причем устройство в любой момент времени должно быть готово к ее обработке. Потеря текущей инфор­мации не может быть восполнена никакими способами. Пе­реключение резерва, требующее время на переключение боль­шее или соизмеримое с темпом поступления и обработки ин­формации, в таких устройствах исключается. Примером мо­гут служить устройства цифровой автоматики в РЛС, изме­рительной технике, связи и т. д.

Очевидно, что обеспечение отказоустойчивости таких уст­ройств связано с введением структурной избыточности, позво­ляющей как бы замаскировать отказ. Этот вид отказоустой­чивости принято называть пассивным.



Методы пассивной отказоустойчивости

В методах пассивной отказоустойчивости необходимо вы­делять уровни, на которых вводится аппаратурная избыточ­ность. На самом нижнем — уровне отдельных радиоэлектрон­ных компонент (элементов), используют методы простого ре­зервирования и избыточной логики с перекрестными соеди­нениями; на уровне функциональных блоков либо закончен­ных устройств — методы мажоритарного резервирования, резервирования с постоянным замещением и аппаратным конт­ролем в каждом канале, корректирующие коды с исправле­нием ошибок.



Методы простого резервирования

Под простым резервированием будем понимать соедине­ния однотипных элементов, узлов и блоков, выполненных по одной из четырех схем (рис. 18).













Рис. 18. Схемы простого реаервироьания, а - последовательное; б - параллельное; в - последовательно-параллельное; г - параллельно-последовательное


Кратность резервирования равна числу элементов (узлов, блоков), включенных последовательно или параллельно ис­ходному элементу (узлу, блоку). Последовательное соедине­ние обеспечивает выполнение d(0, d1) безотказности; парал­лельное соединение — d(do, 0) безотказности; параллельно-последовательное соединение — d(d0, d1) безотказности.

Резервирование, при котором резервные элементы (узлы, блоки) жестко соединены с исходными элементами (узлами, блоками) и в течение всего времени работы находятся с ним в одном режиме, называется горячим или пассивным (посто­янным) резервированием. Если резервные элементы (узлы, блоки) подключаются только при выходе из строя исходного элемента (узла, блока), то такое резервирование принято на­зывать резервированием замещением или активным резерви­рованием. Для последовательного резервирования (см. рис. 18а)

где k — кратность резервирования; pi(t) — вероятность без­отказной работы исходного элемента (схемы). Если все ре­зервируемые элементы одинаковы, то



Для параллельного соединения (см. рис. 186)



где q — кратность резервирования.

При выполнении (1)

Для последовательно-параллельного соединения (см. рис. 18в)


При выполнении условия (1)




Для параллельно-последовательного соединения (см. рис. 18г)

При выполнении условия (1)



Заметим, что чем ниже уровень, на котором происходит ре­зервирование, тем выше надежность избыточной схемы.

Достоинства простого резервирования на нижнем уровне (поэлементном резервировании):

высокий достигаемый уровень надежности;

большая универсальность;

возможность использования для различных схем и уров­ней резервирования.

Поэлементное резервирование незаменимо при построе­нии оконечных каскадов. Недостатки поэлементного резерви­рования:

резкое увеличение оборудования и соответственно весов, габаритов, энергопотребления и стоимости;

снижения нагрузочных способностей схем.

Мажоритарное резервирование
Мажоритарное резервирование (рис. 19) представляет со­бой k параллельно подключенных идентичных схем, выходы которых соединены со входом решающего органа, реализую­щего пороговую функцию с равными весами по входам (мож­но построить решающий орган с разными весами по входам).

Тогда для избыточного устройства, реализующего мажо­ритарный метод резервирования с кратностью резервирова­ния k=2 и k = 4 в каждом слое соответственно, имеем





рис.19


где pмо(t)—надежность мажоритарного органа; δ — число, определяющее во сколько раз резервируемая схема сложнее схемы мажоритарного органа; ω — число слоев, на которое разбивается исходное устройство. Заметим, что мажоритарный метод резервирования одно­временно с исправлением неисправностей кратности k/2 поз­воляет обнаружить ошибки кратности k /2+l-







Резервирование с постоянным замещением

Идея этого метода состоит в использовании в каждом ре­зервируемом канале схемы с обнаружением ошибок и восста­новлении правильной информации в решающем органе по выходам резервируемых схем и сигналам ошибок со схем их контроля. При этом для обнаружения ошибок применимы лю­бые методы, позволяющие получать сигнал ошибки в реаль­ном масштабе времени.

Схема резервирования с постоянным замещением обладает рядом достоинств по сравнению со схемой мажоритарного ре­зервирования.

При мажоритарном резервировании для исправления не­исправностей кратности d аппаратурные затраты определя­ются сложностью k исходных схем, где k = 2d+1. Для ис­правления неисправностей той же кратности в схеме резерви­рования с постоянным замещением — сложностью лишь k= d+1 исходных схем.



Использование корректирующих кодов

Из п двоичных символов можно получить 2n различных кодовых комбинаций (кодовых слов или кодовых векторов). Если для передачи или преобразования информации исполь­зуется N кодовых комбинаций таких, что 2n-l<N<=.2n, такой код называется натуральным двоичным.

Все N комбинации этого кода — рабочие или разрешен­ные, а сам натуральный двоичный код — безизбыточный. Ис­кажение любого символа в Аi-м кодовом слое приводит к получению некоторого Аj-го кодового слова, которое также разрешенное.

Корректирующие коды избыточные. Из общего числа N=2n возможных кодовых комбинаций только Nk (Nk < N) разрешенные, остальные (N-Nk) — запрещенные. Это обстоя­тельство и позволяет проводить коррекцию ошибок.




  1. Методы построения отказоустойчивых систем, работающих вне реального масштаба времени.

Для устройств, работающих вне реального масштаба вре­мени, реализация отказоустойчивости связана с выполнением трех операций:

обнаружением отказа;

локализацией отказа;

реконфигурацией структуры устройства, в результате кото­рой отказавший элемент (узел) должен быть исключен от участия в работе.

Такой вид отказоустойчивости называют активной отказо­устойчивостью (требует введения временных затрат).

К устройствам, к которым могут быть применимы мето­ды активной отказоустойчивости, относятся устройства, имею­щие либо возможность накапливать информацию в ЗУ и ве­сти ее обработку в общем случае по произвольной програм­ме (ЭВМ), либо устройства, где допустимы перерывы в ра­боте, что не сказывается на конечном результате (устрой­ства измерительной техники).



Методы активной отказоустойчивости

Методы активной отказоустойчивости применимы, прежде всего, для повышения надежности ЭВМ и многомашинных вычислительных систем. Эти методы предполагают введение трех типов избыточности:



временной, заключающейся в наличии дополнительного вре­мени для решения задач, с тем, чтобы в случае возникнове­ния отказов или сбоев можно было их исправить путем повто­рения вычислений;

алгоритмической, обусловленной применением таких алго­ритмов, которые обеспечивают удовлетворительные результаты в случае наличия или возникновения ошибок в процессе вы­числений; как правило, алгоритмическая избыточность предполагает наличие временной избыточности и пред­ставляет собой способ ее реализации (например, свой­ствами избыточных алгоритмов обладают итерационные алго­ритмы, обеспечивающие сходимость при больших случайных отключениях промежуточных результатов;

структурной, которая выражается в наличии дополнитель­ных элементов, узлов ((устройств) и является наиболее эффек­тивным видом избыточности; заметим, что введение времен­ной избыточности всегда требует некоторой структурной избыточности (организация коммутации, хранение информа­ции и т. п.).

Остановимся на двух методах активной отказоустойчи­вости:

резервирование замещением с горячим резервом и обна­ружением ошибок с использованием контроля по модулю, резервирование замещением с горячим резервом и обна­ружением ошибок с использованием сравнения выходных сигналов и тестового контроля.

Резервирование замещением с горячим резервом и обнаружением ошибок с использованием контроля по модулю.

Предполагается, что ЭВМ разбита на отдельные блоки, которые могут быть зарезервировали. Зарезервированный блок (блоки) будем называть каналом.

Принцип работы схемы резервирования замещением с контролем по модулю в каждом канале за­ключается в следующем. Оба канала работают параллельно, но на выход подключен только один канал. В случае отказа одного из каналов со схемы контроля этого канала поступит сигнал ошибки, который переключит триггер Тош и выдаст сигнал в блок управления на повторные операции. На выход при этом подключится другой исправный канал.

Результат операции, при проведении которой произошла ошибка, списывается. Если в первом канале произошел не отказ, а сбой, то сигнал на выходе триггера через некоторое время исчезнет и схема снова будет готова к работе. Если сбой повторится, то схема будет переключаться с одного ка­нала на другой, пока сбой в одном из каналов не самоустра­нится.



Резервирование замещением с горячим резервом и обнаружением ошибок с использованием сравнения выходных сигналов и тестового контроля.

Схема резервирования замещением с контролем и исполь­зованием тестового контроля для выявления неисправного канала работает следующим образом. При наличии несовпадения выходных сигналов с основно­го и резервного блоков в блоке сравнения вырабатывается сигнал ошибок, прерывающий прохождение текущей опера­ции, промежуточный результат записывается в ЗУ и блок уп­равления переходов дает команду на проведение тестового контроля блоков.

По результатам тестового контроля определяется неис­правный блок, который по сигналу анализатора теста бло­кируется на выходе в схеме выходного коммутатора.

Рассматриваемый метод резервирования замещением тре­бует дополнительного времени для выполнения контроля. Как и в предыдущем методе здесь необходимо разбить программу на участки и при несовпадении результатов операции повто­рять отдельные участки. Это связано с необходимостью дли­тельного хранения информации в ЗУ.




  1. Основные признаки классификации АСУ. (Объекты управления, формы передачи информации).

1. По уровням управления

оперативная

тактическая

стратегическая

2. По характеру информационных систем

3. По сфере применения

4. Объем автоматизации

локальные

средне интегрированные системы

крупно интегрированные системы

5. Охват функций управления

учет, контроль

планирование

анализ


6. В зависимости от экономической модели предприятия

7. По способу создания АИС.


По физической природе ОУ (объекта управления) управляемые процессы можно отнести либо к техническим, либо к экономико-организационным (банковская система).

В АСУ ТП (технология управления процессами) объектами управления являются технические средства (системные устройства, приборы, машины), а основной формой передачи информации различного рода сигналы (как правило электромагнитной природы).

В системах экономико-организационных, т.е. в системах управления административного типа, ОУ являются люди, а основная форма передачи информации – документы.

На вход ОУ поступает управляющие воздействия Х=(х1 , х2 , … хn ) и внешнее возмущающие воздействия Z=(z1, z2,…zk ). Информация по контролируемым параметрам Y=(y1 , y2 , … ym ) ОУ поступает в устройства переработки информации к оператору, для выработки последовательных управляющих воздействий. Управляющие сигналы х1 , х2 , … хn непосредственно воздействуют на ОУ, на его управляемые параметры через исполнительные устройства, реализующие результаты решения. з осуществить непосредственно прямые воздействия на ОУ.

Выработка управления воздействий производится в средствах переработки информации, преобразовывает входные данные в управляющем воздействии на объект. Роль человека оператора в АСУ ТП определяется ответственностью применимых решений по управлению объектом, сложностью задач управления, а так же необходимостью управлять в условиях неполной информации. Оператор работает параллельно с вычислительными устройствами, но может в любой может вмещаться в процесс управления (в ряде случаев оператор непосредственно включен в контур управления). Для этого оператору необходима информация, удобная для восприятия (визуальная) и средства для ввода управляющих воздействий в систему. Этим целям служат средства отображения информации и средства управления.

В системах автоматического управления, где человек не участвует в процессе принятия решения по управлению, средства оперативного управления и отображения отсутствуют.


АСУ административного типа.

Функционирование системы происходит следующим образом:

Информация о ОУ и источников информации, командная информация от вышестоящих органов управления информация от взаимодействующего АСУ поступает в вычислительные средства системы, откуда после обработки, в соответствии с требованием оператора, передается на хранение отображение и документирование. Одновременно в вычислительные средства с помощью устройств ввода вывода и пультов оператора вводится информация, поступающая по неавтоматическим каналам связи (почта). Т.о. в вычислительных средствах системы хранится вся информация необходимая для функционирования системы. Операторы в соответствии с задачами решаемыми при управлении могут задавать вопросы для решения расчетных задач. Результаты решения задач выдаются оператором на пульты, в коллективное устройство отображения и устройства документирования. Т.о. руководящему составу, принимающему решение представляется вся информация о состоянии управляемых объектов, результатов расчетов и другие сведения. Принятое решение вводятся с пультов операторов в вычислительные средства системы, где оформляются в виде командной информации и передается на ОУ для исполнения. Степень участие человека в функции АСУ зависит от особенности процессов управления. При этом основным этап управления является этап принятии решения, которое в силу формального характера критериев эффективности большого количества вариантов используем средства, большого числа возможных ситуаций и юридической ответственности за последствия принятых решений может осуществляться только человеком.

Помимо разделения АСУ по видам управления АСУ ТП, АСУП и т.д. АСУ можно распределять по времени обработки информации на:



  • системы работающие в реальном масштабе времени, когда обработка информации принятия решений выдача управления информации осуществляется в темпе процессов протекающих в ОУ.

  • система с ограниченным временем решения задач, когда цикл управления имеет определенное ограничение по длительности, однако требования соизмеримости длительности цикла управления с темпом протеканием процессов в ОУ не выдвигаются (система оперативного управления).

  • система с неограниченным временен решения задач, когда не длительность цикла управление не накладывается ограничение (система неоперативного управления)

По способу взаимодействия ОУ с органами управления можно выделить:

  • системы автономного взаимодействия ОУ с органом управления, в которых информация об объекте и управляющей информации на объект поступает независимо от обмена информации с другими объектами.

  • системы циклического взаимодействия органа управления с объектом управления, работающие по системе опроса с жестких циклом. При таком взаимодействии для каждого объекта через определенный промежуток времени Т представляется интервал длительностью τ в течении которого ОУ обменивается информацией с органом управления .

  • Системы циклического взаимодействия ОУ работающие по системе опроса с гибким циклом. При данном взаимодействии время Т между 2-мя обращениями к одному объекту управления является переменной величиной определяющейся в зависимости от условий работы ОУ.

  • Системы разделения времени, в которых как периодичность взаимодействия ОУ с органами управления, так и длительность этого взаимодействия является переменными величинами зависящие от параметров ОУ, сложившихся условий и т.д.

  • Система, работающая в режиме диалога.




  1. Виды алгоритмов управления, реализуемых в АСОИУ.

Существуют различные типы структур управления. Они отображают соответствие между алгоритмическими и техническими подсистемами. Другими словами – структура есть некоторый формальный способ представления реализации алгоритма управления. Если алгоритм управления в целом характеризует отношение системы с высшей средой (т.к. алгоритм устанавливает соответствия между входами и выходами), то структура отображает отношения функциональных частей или подсистем между собой в процессе управления.

Типы структур:

  1. Децентрализованные структура с автономными подсистемами:


 

 

 

 

 




 

 

 

 

 




 

 

 

 

 




 

АП







 




 

АП







 




 

АП







 




 










 




 










 




 










 




 







ТП

 




 







ТП

 




 







ТП

 




 

 

 

 

 




 

 

 

 

 

……

 

 

 

 

 




Каждый алгоритмической подсистеме (АП) соответствует техническая подсистема (ТП) связь между отношениями подсистемами отсутствует. Каждая группа задач решается с помощью автономной группы технических средств.

Достоинство такой структуры:



  • удобство отладки всей системы (параллельно независимо можно отлаживать каждую подсистему).

  • Удобство модернизации (отдельные системы легко заменяются)

  • Устойчивость к отказам (при выходе из строя одной подсистемы остальные продолжают работать ).

Недостатки:

  • отсутствует возможность перераспределения технических ресурсов при изменении условий работы подсистемы.

  • Дублировать технические средства, находящиеся в различных подсистемах.




  1. Децентрализованная структура со связанными подсистемами:

Эта структура подобна 1-й, но с наличием связей между ТП. По этим связям передается осведомительная информация и с ее помощью можно более эффективно использовать оборудование.

Подсистемы здесь равноправные, т.е. ни одна их них не может управлять другой. В таких структурах один уровень иерархии управления. В этой структуре усложняется процесс отладки и модернизации, однако появилась возможность более эффективно использовать ресурсы технических средств и повысить устойчивость системы к неисправности.


  1. Централизованная структура:

Здесь множеству всех алгоритмических подсистем соответствует одна ТП, т.е. все алгоритмы управления реализуются на одних и тех же технических средствах.

К недостаткам такой структуры из-за взаимного влияния задач использующих одни и те же технические средства относятся:



  • более трудная отладка алгоритмов.

  • Усложняется модернизация системы

  • выход из строя технических средств нарушается управление всей системы.

Достоинства:

  • более высокая эффективность использования технических средств.

  • Возможность объединения всех функциональных задач на одном и том же техническом комплексе, что может повысить эффективность управления системы в целом, т.к. позволяет ставить и решать задачу оперативного перераспределения ресурсов между ними учитывать результаты решения каждой из них и решение других.

Проектирование таких систем централизованной структуры в целом оказывается более трудоемким процессом по сравнению с децентрализованной.


  1. Иерархическая структура.


Представляет собой сочетание 2-х типов структур: централизованной и децентрализованной с несколькими уровнями иерархии управления. Чаще всего задачи группируются по уровням так: нижний уровень – прямое управление объектами, второй – координация процессов решения.




  1. Информационная модель канала связи без помех и с помехами.

Настя печатает


  1. Многопроцессорные и многомашинные комплексы. Основные отличия.

  2. Классификация многопроцессорных ЭВМ по потокам команд и данных.



  1. Основные принципы организации связи вычислительных средств с системой управления.

Принципы организации связи вычислительных средств с систе­мой управления.

Здесь рассмотрим цепи связи между ЭВМ или многомашинными комплексами с потребителями и источниками информации.

Характеристики информации абонентов определяются видом сигна­лом к методам обмена. Информация может поступать в виде аналоговых сигналов (напряжение, фаз тока, угла поворота и т.д.) или дискретных сигналов да-нет или размыкания контактов реле. Для приема информации в ЭВМ аналоговые сигналы преобразуются в дискретные в виде некоторых кодов. Кодовая информация абонентов отличается количеством разрядов. Это объясняется тем, что каждый абонент может иметь свои характеристи­ки. Сообщение, которое передается от абонента и обратно состоит из слов. Количество разрядов в слове обычно выбирается равным количеству раз­рядов кода числа, принятого в комплексе ЭВМ. В ряде случаев количество разрядов в слове выбирается кратным байту информации - восьми разря­дам. Для упрощения программ обмена управляющей вычислительной сис­темы (УВС), а также аппаратуры управления устройств обмена нужно стремиться иметь один тип предложения для связи с абонентами, жела­тельно с числом слов, кратным 2с, где с - число слов в предложении,


<< предыдущая страница   следующая страница >>