Курсовая по НИС (Надежность Информационных Систем)

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОННИКИ И АВТОМАТИКИ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Курсовая работа по дисциплине

«Надежность информационных систем»

Кафедра ТИССУ

Преподаватель: доцент Трифонов Н.И.

Выполнил: студент Макеев А.Ю.

Группа: ПКО-1-01

МОСКВА 2005

Задание 1.

Дана сеть топологии «звезда» с активным концентратором (100 Мбит/с). Составить структурную схему для расчета вероятности безотказной работы системы. Рассчитать показатели надежности (вероятность безотказной работы) системы.

Рисунок 1. Структурная схема сети. а) одноранговая сеть, б) сеть на основе сервера.

На рисунке 1 изображены в общем виде структурные схемы сетей двух типов: одноранговая сеть и сеть на основе сервера. Т.к. в задании не был указан тип сети, будут рассмотрены оба варианта.

Предположим, что в данной сети используются следующие вероятности:

• Вероятность безотказной работы кабелей не менее 92%;

• Вероятность безотказной работы рабочих станций от 85% до 95%;

• Вероятность безотказной работы концентратора (например, SuperStack II Baseline Dual Speed Hub (12 портов)) приблизительно 98%;

• В случае использования сервера, его вероятность безотказной работы колеблется в пределах от 99,5% до 99,9%.

Составим структурные схемы надёжности для двух видов сетей. Так как отказ компьютера в топологии «звезда» не выводит сеть из строя, то все компьютеры в схеме будут подключены параллельно. В то же время выход из строя центрального элемента приводит к полному «падению» сети, поэтому концентратор будет входить в схему последовательно, так же как и сервер в варианте сети на основе сервера. На основе этих утверждений построим структурную схему надёжности для обоих вариантов сети.

Рисунок 2. Структурная схема надёжности. а) одноранговая сеть, б) сеть на основе сервера.

Для расчета вероятности безотказной работы системы воспользуемся следующими формулами:

Для последовательного соединения: , где - количество элементов; - интенсивность отказов системы.

Для параллельного соединения, формула имеет вид: .

Сначала мы воспользуемся формулой для последовательного соединения для каждого ПК и соответствующей ему линии связи, затем для полученных результатов воспользуемся формулой параллельного соединения, после чего опять воспользуемся формулой последовательного соединения для полученного результата и концентратора, а так же сервера с его линией связи, в случае сети на основе сервера. Таким образом, формулы будут иметь вид:

Для одноранговой сети: , где n – число компьютеров.

Для сети на основе сервера:

В случае если вероятности безотказной работы всех ПК равны и вероятности безотказной работы всех линий связи так же равны, то формулы будут иметь следующий вид:

Для одноранговой сети: , где n – число компьютеров.

Для сети на основе сервера:

Например, проведем расчет одноранговой сети топологии «звезда», состоящей из активного концентратора и 5 ПК. Вероятность безотказной работы всех ПК равна 0.9, линий связи 0.92, а концентратора – 0.98. Формула будет следующей:

Задание 2.

I. На рисунке 3 приведена структурная схема надежности информационной системы (ССН), которая состоит из модулей 1, 2, 3, 4 и 6. На приведенной схеме 2-й модуль разработан вами. Вероятности безотказной работы всех остальных модулей равны между собой. Вероятность безотказной работы разработанного модуля составляет 0.97 от вероятности безотказной работы остальных модулей.

		1						5
		2			4
		3						6

Рисунок 3. ССН информационной системы

Требуется определить вероятность безотказной работы всех модулей системы для обеспечения заданного значения вероятности безотказной работы всей ИС . При найденных значениях определить вероятность безотказной работы системы при последовательном расположении всех модулей.

Возьмем вероятность безотказной работы модулей 1, 3, 4 и 6 равной , тогда вероятность безотказной работы модуля 2 – равна .

Для расчета вероятности безотказной работы системы воспользуемся следующими формулами:

Для последовательного соединения: , где - количество элементов; - интенсивность отказов системы.

Для параллельного соединения, формула имеет вид: .

Для модулей 1, 2 и 3 мы воспользуемся формулой параллельного соединения, а затем для полученного результата и модулей 4, 5 воспользуемся формулой последовательного соединения. Получим следующее уравнение:

Решим это уравнение графическим способом:

Рисунок 4. Графическое решение уравнения

Рисунок 5. Нахождение корня графическим способом.

Из графического решения следует, что или после округления до сотых .

В случае, когда все модули соединены последовательно, и , вероятность безотказной работы всей системы будет равна:

II. В результате тестирования 1000 копий разработанного программного модуля в течение часов получены данные о количестве отказов, приведенные в таблице 1:

Таблица 1. Исходные данные

Интервалы времени , ч	0 – 20	20 – 40	40 – 60	60 – 80	80 – 100
Число сбоев	5	10	15	10	5

Вычислить значения и построить график статической оценки интенсивности отказов .

По формуле вычислим значение статистической оценки интенсивности отказов:

Рисунок 6. График статистической оценки интенсивности отказов

В случае если в каждом интервале времени было несколько сбоев, график статистической оценки интенсивности отказов никак не изменится, т.к. - число отказов на и , на котором все отказы суммируются на всем его протяжении очень мала, следовательно, можно не учитывать.

III. Для данных, приведенных в таблице 1 вычислить значения и построить график статистической плотности распределения наработки до отказа.

По формуле вычислим значения статистической оценки плотности распределения наработки до отказа:

Рисунок 7. График статистической оценки плотности распределения наработки до отказа

IV. Для данных, приведенных в таблице 1, вычислить и построить график статистической функции надежности.

По формуле вычислим оценки вероятности безотказной работы в течение каждого i-ого интервала наработки :

Рисунок 8. График статистической функции надежности

Использованные источники информации:

1. Конспект лекций по курсу «Надежность информационных систем» Мордвинов В.А., Трифонов Н.И.

2. Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Надежность информационных систем» Мордвинов В.А., Трифонов Н.И.

2