Информационные методы повышения надежности ЭВА
Основное применение информационные методы находят в вычислительной технике. Реализуются они в виде корректирующих кодов.
Назначение этих кодов состоит в том, чтобы обнаруживать и исправлять ошибки в ЭВМ без прерывания их работы.
Корректирующие коды предусматривают введение в машину некоторой избыточности.
Различают временную
и пространственную
избыточность. Временная избыточность характеризуется неоднократным решением задачи. Полученные результаты сравниваются, и если они совпадают, то делается вывод, что задача решена правильно. Временная избыточность вводится в ЭВМ программным путем.
Пространственная избыточность характеризуется удлинением кодов чисел, в которые вводят дополнительно контрольные разряды.
Суть обнаружения и исправления ошибок с помощью корректирующих кодов состоит в следующем. В конечном множестве А выходных слов устройства выделяют подмножество В разрешенных кодовых слов (т. е. В Ì А). Эти слова могут появиться лишь в том случае, если все арифметические и логические операции, выполняемые ЭВМ, осуществляются правильно.
Тогда очевидно, что подмножество А – В = С(A \ B = С) будет характеризовать запрещенные кодовые слова. Последние имеют место только при наличии ошибок.
Далее все слова на выходе устройства анализируют. Например, если слово bi относится к подмножеству разрешенных кодовых слов (т. е. b Ì B), то это означает, что процесс идет нормально; слово bi
считают правильным и его можно декодировать.
Если на выходе устройства появляется запрещенное кодовое слово сi(ci Ì C), то это свидетельствует о наличии ошибки и она фиксируется.
Для устранения обнаруженных таким образом ошибок все запрещенные кодовые слова разбиваются на группы. Каждой такой группе ставится в соответствие только одно разрешенное кодовое слово. При декодировании запрещенные кодовые слова сi
автоматически заменяются разрешенными кодовыми словами из той группы, к которой принадлежит ci.
Таким образом, корректирующие коды в состоянии не только обнаруживать ошибки, но и устранять
их.
СОДЕРЖАНИЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЗАЩИТЫ ЭВА ОТ ВНЕШНИХ И ПАРАЗИТНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ.............. 2
Защита ЭВА от механических воздействий..................................................................................... 2
Виды механических воздействий на ЭВА............................................................................................... 2
Понятие виброустойчивости и вибропрочности............................................................................... 2
Понятие жесткости и механической прочности конструкции...................................................... 3
Амортизация конструкции ЭВА............................................................................................................... 3
Схемы размещения амортизаторов....................................................................................................... 4
ЗАЩИТА ЭВА ОТ КЛИМАТИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ..................... 5
Влияние климатических факторов на конструкцию.......................................................................... 5
Способы защиты от воздействия агрессивной внешней среды..................................................... 7
Покрытия.................................................................................................................................................... 7
Герметизация отдельных элементов, узлов, устройств или всей машины............................................ 8
Защита изделий изоляционными материалами.................................................................................. 8
Защита изделий непроницаемыми для газов оболочками................................................................. 8
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ЭВА.................................................................................. 9
Причины возникновения помех.................................................................................................................. 9
Классификация помех.............................................................................................................................. 10
Основные причины, вызывающие искажения сигналов........................................................................ 11
Причины роста влияния помех................................................................................................................ 11
Подходы к оценке помех и способы их снижения............................................................................. 12
Помехи в сигнальных проводниках........................................................................................................ 12
Помехи в «коротких» связях............................................................................................................ 12
Индуктивный характер сигнальной связи.................................................................................. 13
Емкостный характер сигнальной связи...................................................................................... 14
Паразитные емкостная и индуктивная связи между сигнальными проводниками................. 15
Помехи при соединении элементов «длинными» связями............................................................. 16
Отражения в «длинных» линиях связи....................................................................................... 16
Паразитные наводки в «длинных» линиях связи....................................................................... 17
Методы разводки «длинных» линий связи................................................................................ 17
Наводки по цепям питания и методы их уменьшения........................................................................... 18
Применение индивидуальных сглаживающих конденсаторов (ИСК)........................................... 19
Уменьшение общих участков протекания токов элементов по шинам питания........................... 20
Использование металлического листа в качестве «земли»............................................................. 21
Использование сплошных металлических прокладок в качестве шин питания............................ 21
Применение экранов в ЭВМ.................................................................................................................... 21
Электростатическое экранирование.................................................................................................. 21
Магнитостатическое экранирование................................................................................................. 23
Электромагнитное экранирование.................................................................................................... 23
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ КОНСТРУКЦИЙ ЭВА................................................. 23
ТЕПЛОВЫЕ РЕЖИМЫ И ИСТОЧНИКИ ВЫДЕЛЕНИЯ ТЕПЛА........................................................ 23
ПУТИ ПЕРЕНОСА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В АППАРАТУРЕ............................................................. 24
Передача теплоты теплопроводностью............................................................................................ 26
Передача теплоты конвекцией.............................................................................................................. 26
Естественное и принудительное воздушное охлаждение....................................................................... 26
ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЭВА....................................................................................................... 28
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ НАДЕЖНОСТИ.............................................. 28
Понятие надежности............................................................................................................................... 28
Работоспособность, отказ. Виды отказов....................................................................................... 29
Основные эксплуатационные свойства ЭВА: безотказность, ремонтоспособность, долговечность и сохраняемость................................................................................................................................................................................ 30
Интенсивность отказов. Графическая зависимость интенсивности отказов от времени (кривая жизни изделия) 31
СТРУКТУРНАЯ НАДЕЖНОСТЬ................................................................................................................ 36
Количественные характеристики структурной надежности ЭВМ.......................................... 36
МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ.............................................................................................. 38
Структурные методы повышения надежности............................................................................... 38
Информационные методы повышения надежности ЭВА.............................................................. 41
