11. Отказы;

Отказы. Последствием отказов являются аварии, катастрофы и увеличение моей работы.

Классификация отказов.

- По частоте появления: систематические (периодически возникают при использовании или эксплуатации объекта) и случайные (появление не предсказуемо и описывается законами теории вероятности).

- По причине возникновения: конструкционные (ошибки конструктирования), производственные (ошибки при изготовлении или несовершенство технологий) и эксплуатационные (неправильная эксплуатация).

- По месту проявления: на этапе испытания опытных образцов, на этапе испытания серийных изделий, на этапе эксплуатации.

- По характеру устранения: устойчивые отказы, самоустраняющиеся, сбои, перемежающиеся отказы.

- По наличию внешних признаков: явные и скрытые отказы.

Причины отказов:

- постепенных.

Износ – изменение размеров сопрягаемых деталей. Бывает образивный, усталостный и коррозийный.

Старение – изменение физических свойств материала с течением времени. Происходит изменение микроструктуры материала, в отличии от износа, без какой либо нагрузки на деталь.

- внезапные.

Скачкообразное изменение внутренней структуры материала

Применение нагрузок сверх допустимых.

- Отказы радиоэлементов:

Минитюаризация – ведёт к снижению надёжности.

Резисторы: перегрев, оплавление изоляции, обрыв выводов Конденсаторы: пробой диэлектриков, снижение ёмкости ниже допустимого значения. Микросхемы: отслоение, выгорание и т.д. Активные элементы: обрыв выводом, повышение токоутечки, загрязнение кристаллов. Печатные платы: излом, трещины, металлизация, вздутие.

12. Методы повышения надежности технических средств;

Основные законы надёжности: законы выражаются математически и графически вероятностные распределения вероятности надёжности в различные периоды работы объекта.

1)Экспоненциальный (Exp): P(t) =e^-λt, где λ – некий коэффициент. Exp описывает параметр надёжности в период нормальной эксплуатации.

2)Нормальный закон, он определяет вероятность с наступлением предельного состояния:

ƒ(t) = (1 / √2П∂) * e^{-((Ti – Tср)^2) / 2∂^2} , где Ti – наработка каждого объекта до отдельного состояния, Тср – средний ресурс. ∂ = (√∑ⁿ_т=1 ( Ti – Тср)²) / N(0) – 1.

Н ормальный закон распределения:

∂ - на сколько долговечность объекта отличается от средней долговечности объекта

Конструктивные методы обеспечения надёжности:

1)Упрощение схем объекта или изделия (чем проще объект, тем больше надёжность). (схемная надёжность);

2)Высокое качество выбираемых для изготовления материалов (объекта) (Физическая надёжность);

3)Широкое применение стандартизации (замена деталей);

4)Использование модульной конструкции (сокращается время ремонта);

5)Использование нормального и ослабленного режима эксплуатации:

6)Защита объекта от внешних объектов (климатических):

а)климат (давление, влажность):- герметизация; - изоляция;

б)механические: - амортизаторы; - прочность корпусов.

7)использование иных методов структурных повышений надёжности. Они основаны на функциональной избыточности:

Функциональная избыточность – часть элемента, которую мы дублируем несколькими элементами.

1)Дублирование, достигается методами физического повторения элементов.

2)Резервирование, введение в схему идентичных основному элементы.

Резервирование бывает: I) Однократное резервирование:

1)Общие: 2)Локальные:

3)Раздельные:

II)Многократно:

Резервирование может быть как горячим так и холодным:

- В горячем резервные элементы находятся в работоспособном состоянии (в состоянии ожидания), они готовы к мгновенному включению, при выхождению из строя основного элемента.

- Холодное, оно приводит в рабочее способное состояние, только в случае поломки основного элемента требуется больше времени.

13. Методы повышения надежности программных средств; Дефекты и ошибки проектирования и разработки.Второстепенные, разрушение программных средств при внешних воздействиях.

- пользователь, вирусы и т.д.

Разрушения под внешним воздействием подразделяются на сбои и отказы.Нужно уменьшить время восстановления при отказах (отказ – это долговременный сбой).

- Методы обнаружения ошибок базируются на введении в программное обеспечение системы различных видов избыточности:

- Временная избыточность. Использование части производительности ЭВМ для контроля исполнения и восстановления работоспособности ПО после сбоя.

- Информационная избыточность. Дублирование части данных информационной системы для обеспечения надёжности и контроля достоверности данных.

- Программная избыточность включает в себя: взаимное недоверие - компоненты системы проектируются, исходя из предположения, что другие компоненты и исходные данные содержат ошибки, и должны пытаться их обнаружить; немедленное обнаружение и регистрацию ошибок; выполнение одинаковых функций разными модулями системы и сопоставление результатов обработки; контроль и восстановление данных с использованием других видов избыточности.Непредсказуемость места и время появления ошибок. Традиционные методы при сбоях и отказах программных средств, т.е. физические не применимы.Модель анализа надёжности программных средств:1)Выявить объекты уязвимости. В основном теряется вычислительные процессы, объективный код программ, данные, информация баз данных.

2)Выявить дестабилизационные факторы и угрозы надёжности. – Внутренние, это ошибки проектирования в которых возникают в поставке задачи. Во внутренние входят: - ошибки алгоритмизации, - ошибки программирования, - недостаточное качество средств защиты.

- Внешние: ошибки персонала в процессе эксплуатации, изменение конфигурации системы, сбои и отказы в аппаратуре, искажение информации в началах связи

3)Какие методы предотвращения: - уменьшение времени восстановления, - систематическое тестирование, - обязательная сертификация. Методы проектирования надежного программного обеспечения можно разбить на следующие группы:

- Предупреждение ошибок, методы позволяющие минимизировать или исключить появление ошибки;

- Обнаружение ошибок, методы направленные на разработку дополнительных функций программного обеспечения, помогающих выявить ошибки;

- Устойчивость к ошибкам, дополнительные функции программного обеспечения, предназначенные для исправления ошибок и их последствий и обеспечивающие функционирование системы при наличии ошибок.

Сложность системы является одной из главных причин низкой надежности программного обеспечения. В общем случае, сложность объекта является функцией взаимодействия (количества связей) между его компонентами. В борьбе со сложностью ПО используются две концепции:

- Иерархическая структура. Иерархия позволяет разбить систему по уровням понимания (абстракции, управления). Концепция уровней позволяет анализировать систему, скрывая несущественные для данного уровня детали реализации других уровней. Иерархия позволяет понимать, проектировать и описывать сложные системы.

- Независимость. В соответствии с этой концепцией, для минимизации сложности, необходимо максимально усилить независимость элементов системы.

- Автономное тестирование, контроль отдельного программного модуля отдельно от других модулей системы.

- Тестирование сопряжений, контроль сопряжений (связей) между частями системы (модулями, компонентами, подсистемами).

- Тестирование функций, контроль выполнения системой автоматизируемых функций.

- Комплексное тестирование, проверка соответствия системы требованиям пользователей.

- Тестирование полноты и корректности документации, выполнение программы в строгом соответствии с инструкциями.

- Тестирование конфигураций, проверка каждого конкретного варианта поставки (установки) системы.