автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.13, диссертация на тему:Исследование производительности и надежности бортовых вычислителей в пилотажно-навигационных комплексах самолетов

24 "а правах рукописи

БАРБАШОВ ЕВГЕНИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ БОРТОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЕЙ В ПИЛОТАЖИО-НАВИГАЦИОННЫХ КОМПЛЕКСАХ САМОЛЕТОВ.

Специальность 05.13.13 - Телекоммуникационные системы и компьютерные сети

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2007

003068214

Работа выполнена в Санкт-Петербургском Государственном университете информационных технологий, механики и оптики

Официальные оппоненты доктор технических наук,

профессор

Тропченко Александр Ювенальевич

кандидат технических наук Волков Олег Алексеевич

Ведущая организация ФГУП «Санкт-Петербургское ОКБ

«Электроавтоматика»

Защита состоится 15 мая 2007 г. в ^ч миц. на заседании диссертационного совета Д212.227.05 в Санкт-Петербургском Государственном университете информационных технологий, механики и оптики по адресу: 197101 г. Санкт-Петербург, ул. Саблинская, 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГУ ИТМО Автореферат разослан « 5 » Яп РР-д 2007 года.

Ученый секретарь совета Д 212.227.05

/]_к..т.н., доцент Поляков Владимир Иванович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Возрастающая сложность бортового оборудования самолетов и необходимость совершенствования как качественных, так и количественных характеристик авиационной техники, приводит к необходимости разработки соответствующих средств автоматизации проектирования.

Класс современных бортовых вычислительных систем (Б_ВС) пилотажно-навигационных комплексов (ПНК) развивается и совершенствуется на основе использования вычислительной техники с целью увеличения быстродействия, достоверности и надежности функционирования и, как следствие, - увеличение эффективности использования самолетов. Поэтому актуальной и современней является разработка методологии исследования вычислительных процессов в БВС для следующих видов показателей: временных, надежности, контроля функционирования и реконфигурации.

Обзор современного состояния методов исследования рассматриваемых характеристик БВС показывает определенную ограниченность и недостаточную гибкость использования аналитических и численных методов с точки зрения требуемой полноты моделирования рассматриваемого объекта и оценки качества вычислительных процессов (ВП) в БВС по развернутой системе ограничений. Поэтому в основу построения единой методологии анализа положен пакет прикладных программ (ППП), использующий прежде всего имитационное моделирование.

Задача исследования характеристик функционирования БВС требует:

- определения основных системных уровней моделирования и выявления их связей с этапами и задачами проектирования;

-разработки методики формализованного представления данных по структуре БВС, а также характеристикам ВП и их параметрам;

- определения системы показателей качества ВП в БВС;

- разработки ППП и взаимной увязки моделей, позволяющих производить исследование как на различных уровнях описания вычислительных процессов в БВС, так и с учетом разработанной системы показателей.

С использованием разработанных программ должны быть решены задачи по исследованию возможных вариантов распараллеливания ВП в БВС, сравнению с используемым в настоящее время вариантом его организации и выбору наиболее эффективного варианта организации.

Анализ современного состояния теории проектирования БВС указывает на недостаточную разработку перечисленных вопросов, что наряду с важностью практического решения указанных задач, определяет актуальность исследований, проводимых в диссертационной работе.

Цель работы

Целью работы является исследование производительности и надежности бортовых вычислителей в ПНК самолетов.

Задачами исследования являются:

1. Разработка методологии исследования ВП в БВС на основе ППП, представленного в виде моделей, позволяющих производить анализ выбранных показателей качества их функционирования.

2. Определение основных системных уровней моделирования и выявление их связей с этапами и задачами проектирования.

3. Разработка ППП и взаимная увязка моделей, позволяющих производить исследование на различных уровнях описания ВП в БВС.

4. Исследование возможных вариантов организации БВС и определение рекомендаций по их практическому применению.

Методы исследования

1. Метод агрегативного описания функционирования БВС с применением A-формы кусочно-линейного агрегата.

2. Метод Байеса в комбинации с методом Монте-Карло для разработки моделей исследования показателей надежности и контроля функционирования.

3. Методы имитационного моделирования для исследования временных характеристик БВС.

4. Метод математической статистики для обоснования статистической погрешности результатов имитационного моделирования.

Научная новизна

1. Разработана новая методология исследования ВП в БВС на основе предложенного ППП.

2. С позиций системного подхода определены основные уровни описания процесса функционирования БВС и предложена методика формализованного представления данных по структуре и программному обеспечению БВС.

3. Разработаны имитационные модели, позволяющие производить исследования на различных уровнях описания ВП в БВС.

4. Определена граница возможностей применения аналитических и имитационных моделей при решении задач определения расписания с целью распараллеливания ВП для многомашинной вычислительной системы.

Практическая денность работы

1. Разработанная методология исследования позволяет уточнить особенности процесса проектирования БВС, расширить диапазон применяемых средств моделирования на различных этапах проектирования, а также повысить уровень автоматизации проектирования.

2. Результаты исследований временных характеристик БВС позволяют определить возможности по распараллеливанию ВП и сделать вывод о целесообразности применения простейших списочных расписаний в процессе решения задач БВС.

3. Предложенный в работе подход позволил определить дальнейшие направления развития средств исследования и автоматизации проектирования БВС.

Реализация результатов Результаты данной работы, а также ППП внедрены при разработке вариантов организации перспективных БВС ПНК самолетов на предприятиях Холдинговой компании «Ленинец», а также в учебном процессе СПбГПУ на кафедре "Автоматика и вычислительная техника".

Апробация работы

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

- десятое «Всесоюзное совещание по проблемам управления», Алма-Ата 1986г.;

- Всесоюзная школа-семинар «Диагностика микроэлектронной аппаратуры», Харьков, ХИРЭ, 1990 г.,

- научно-техническая конференция «Диагностика и надежность» СПбГПУ 1999г.;

- вторая Всероссийская научо-практическая конференция «Имитационное моделирование, теория и практика» (ИММОД-2005), СПб ЦНИИ технологии судостроения, Санкт-Петербург, 2005 г.

Публикации

По теме диссертационной работы имеется 12 публикаций.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Материалы изложены на 155 страницах, включая 20 рисунков, библиографический список включает 177 наименований. В приложении приведены 25 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проблемы, определяется предмет, формулируются цели и задачи исследования

Первый раздел посвящен анализу состояния методологии исследования БВС и формулировке цели работы.

На примере конкретной БВС ПНК самолета, структура, которой приведена на рисунке 1, представлено описание процесса ее функционирования.

ВМ1 ВМ2

Рисунок 1- Структура БВС.

Обозначение: ^ - процессор ¡,

КМ - контроллер магистрали.

Анализ представленного описания процесса функционирования БВС позволяет сделать вывод о необходимости исследования временных характеристик БВС и показателей, характеризующих ее надежность на различных этапах проектирования подобных систем.

Среди методов исследования выделены аналитические методы, имитационное моделирование, комбинированные модели.

Помимо исследования показателей качества для различных вариантов организации БВС в настоящее время является также актуальной задача исследования возможностей применения указанных методов, а также задача комплексного их использования.

Основным временным показателем ВП в БВС является время решения цикла задач - Тц. Ограничения по этому показателю определяются типом Самолета. Для тяжелых транспортных самолетов Тц приблизительно равно 0.5 секунды.

Основными показателями надежности являются :

- среднее время наработки на отказ в полете — Т0;

- вероятность отказа БВС за заданное время пребывания в полете - Р.

Основным показателем контроля функционирования является вероятность обнаружения отказа - Р0бн-

БВС относятся к классу вычислительных систем, работающих в реальном масштабе времени. Поэтому для исследования таких систем подходят методы, используемые при анализе вычислительных систем, работающих в реальном масштабе времени.

Методика исследования временных характеристик БВС определяется та-ими свойствами ВП, как:

- поток внешних заявок на систему, определяемый воздействиями экипажа незначителен и на временные характеристики ВП существенного влияния не оказывает;

- базовый набор программ и их временные характеристики (например, максимальное время выполнения) априорно известны;

- время цикла решения базового набора задач БВС согласовано со временем решения задач других подсистем так, чтобы задержка по времени реакции была в пределах допустимых ограничений.

Основным методом диспетчеризации в таких системах является построение списочных расписаний. Согласно обзору литературы построение списочных расписаний незначительно уступает оптимальному расписанию, но значительно проще с точки зрения практической реализации. Поэтому в данной работе решение задачи построения оптимального расписания методом целочисленного программирования заменено исследованием возможных списочных расписаний методом имитационного моделирования.

Основной недостаток существующих методик исследований показателей надежности — допущение о том, что при наличии отказа вероятность переключения с основного на резервный элемент равна единице. Не учитывается также и то, что по мере деградации системы вероятность обнаружения отказа может меняться. Поэтому в данной работе ставится задача разработки моделей оценки надежности, позволяющих устранить указанные недостатки.

При расчете вероятности отказа за заданное время использованы формулы Байеса. Для расчета среднего времени наработки на отказ применен метод Монте-Карло. Для сглаживания законов распределений использована линейная аппроксимация.

Проведен обзор методов исследования и в качестве основного метода исследования показателей качества выбран метод имитационного моделирования на основе событийного подхода.

Рассмотрены вопросы обеспечения достоверности результатов исследований и составляющие погрешности моделирования.

На основании представленного в данном разделе описания может быть сформулирована постановка задачи диссертационной работы:

Исследование вариантов организации БВС на основе выбранных показателей качества функционирования с помощью комплекса имитационных, а также аналитических моделей на различных этапах проектирования с целью выработки, на основе проведенных исследований, конкретных рекомендаций по проектированию БВС.

Второй раздел посвящен определению вариантов формализованного описания БВС с целью исследования временных характеристик, надежности и качества контроля функционирования.

Рассмотрены структуры организации БВС с различной кратностью резервирования. Определение кратности резервирования зависит от типа самолета (легкий, средний, тяжелый), условий его эксплуатации и принятой системы обслуживания.

Достоинством варианта организации БВС с дублированием ВМ является простота и низкая стоимость. Основным недостатком является большое время реконфигурации системы и невысокая вероятность обнаружения отказа.

Организация БВС с использованием кратности резервирования 2/1 позволяет устранить эти недостатки. При этом возможна автоматическая реконфигурация.

Организация БВС с использованием кратности резервирования 3/1 обеспечивает автоматическую реконфигурацию с вероятностью 1 при наличии одного отказа.

Вычислительные кластеры с кратностью резервирования ВМ 1/1,2/1 и 3/1 объединены каналами обмена, которые могут быть резервированы с кратностью 1/1.

На примере конкретной БВС проведен анализ характеристик ее программного обеспечения. Рассмотренные характеристики программ используются в данной работе для определения временных характеристик программ с учетом архитектуры БВС на различных этапах проектирования.

Каждая программа функционального математического обеспечения представлена в виде графа. Вершины графа соответствуют макрооперациям, либо используются как специальные указатели начала и конца программы. Дуги графа определяют порядок выполнения операций и учитывают ограничения на ВП. Описание графа выполнено в виде последовательности операторов, описание которых проведено с использованием схем Бекуса-Науэра.

Предложена модель надежности БВС, включающая в себя описание различных уровней (элемент, устройство, ВМ, ВС). Каждый уровень описания определяется совокупностью характеристик, определяющих их надежность.

Правильная трактовка результатов исследования надежности требует соответствующего анализа данных, поступающих из эксплуатации, таких как:

- определение реальных законов распределения;

- характер изменения основных характеристик;

- выявление наиболее эффективных способов замены отказавшего оборудования;

- уточнение нагрузочных характеристик, используемых при расчетах надежности.

Кроме того, система расчета показателей надежности БВС должна быть ориентирована на использование конкретной системы обслуживания аппаратуры в эксплуатации.

Для обеспечения отказоустойчивости БВС применяются различные средства:

- структурное резервирование;

- использование элементной базы с повышенной надежностью;

- резерв времени цикла решения задач БВС для включения дополнительных тестов;

- разрешенные средства диагностирования и контроля;

- возможность реконфигурации.

Третий раздел посвящен разработке 111111 для исследования производительности и надежности БВС и входящих в него моделей, проведению обоснования средств обеспечения достоверности моделирования.

Для задач исследования надежности выбран событийный подход организации 111111 на основе имитационного моделирования.

В качестве математического подхода для определения варианта организации 111111 выбрано определение А-формы кусочно-линейного агрегата.

А2-форма есть отображение А2: { С # Р } -> Y, где С - множество ситуаций, Р - множество реакций на эти ситуации, # - операция сочетания заданных элементов двух множеств, рассматриваемых при построении модели. Y - множество показателей качества Y~{yit,y2,.... уп} (п=1,2,....) на множестве координат целей (свойств) V.

При этом множество ситуаций С: С = S # О, где S - множество событий, О - множество обстоятельств, Oj е О является функцией от условий U. u, eU-предикат на множестве F, где F - множество координат состояний (fj е F).

Множество реакций Р рассматривается как комбинации элементов di 6 D, где D = А # Q - множество действий: А -действия описывают скачки агрегата, Q - действия описывают формирование выходных сигналов агрегата Q (Q - множество выходных сигналов ).

Тогда критерий проектирования системы определяется как определение такого

{ С # Р } -> Y, для которого достигается max у;

у} <bj при i Ф j, где В = {bi, b2, ....bn} - множество ограничений.

Для верификации функционирования агрегата выделим :

S={Si,S2,....Sra }, где S; - эквивалентное множество состояний;

Sg = { Sgi,Sg2.....Sgh}, где Sgi - множество, определяющее граничное состояние

агрегата.

Р={Р,,Р2,....Рб},где:

Р„ =Pü(Si), Р„ е Р] —определяет реакцию агрегата при изменении состояния внутри эквивалентного множества.

Р21= P2i(Sj # Sj), Р21 б Р2 — определяет реакцию агрегата при переходе из одного эквивалентного множества в другое.

Рз1~ P3i(S¡ # Sgj), Р31 еРз - определяет реакцию агрегата при переходе из эквивалентного множества состояний на границу.

Р41 = P4i(Sgi # Sa), P4| € Р4 - определяет реакцию агрегата при переходе с границы на границу.

Р51= P5i(Sgi # S¡), Р51 6 Р5 - определяет реакцию агрегата при переходе с границы в эквивалентное множество.

Рб1 = Píi(sg¡), P6i е Р6 - определяет реакцию агрегата при переходе внутри граничного состояния агрегата.

Функционирование агрегата алгоритмически адекватно, если обеспечена проверка Р ={Р,,Р2,...,Р6}.

ППП для исследования показателей надежности и производительности БВС включает в себя:

- комбинированную модель для исследования надежности БВС с учетом вероятности обнаружения отказов и реконфигурации;

- имитационную модель для исследования показателей надежности и производительности;

- имитационную и аналитическую модели для исследования временных характеристик многомашинных и многопроцессорных ВМ;

- аналитические модели для исследования надежности, вероятности и времени обнаружения отказов в БВС;

- модель сбора данных по программам на уровне операций ассемблера;

- модели для исследования коэффициентов изменения производительности;

- диспетчеры имитационных моделей;

- генераторы случайных чисел и средства их проверки;

- средства общего пользования.

Для обеспечения достоверности результатов имитационного моделирования определены составляющие погрешности моделирования и выбрана методика обеспечения достоверности экспериментов с имитационными моделями.

Четвертый раздел посвящен представлению результатов исследования вариантов организации БВС.

На время выполнения операций существенное влияние оказывает выбор архитектуры ВМ. Оценка влияния вида архитектуры ВМ может быть произве-

дена с помощью коэффициента изменения производительности, определяемого соотношением:

Kni = Q/c6,

где Сб - быстродействие для базового варианта архитектуры ВМ, Q — быстродействие для варианта архитектуры i.

Для однопроцессорных ВМ значения Кп, могут быть определены с помощью таблиц и тестов различных комитетов, предоставляющих средства для оценки быстродействия MIPS, FLOPS, SPEC, и др.

Для определения коэффициентов изменения производительности процессоров ВМ с общей шиной проведены необходимые исследования с использованием формализованного описания процесса функционирования ВМ..

Определены таблица вероятностей выполнения различных видов операций с учетом типов операндов и таблица условной вероятности выполнения операций " предыдущий - непосредственно следующий ". Произведена оценка следующих показателей качества:

1. Коэффициент изменения производительности (Kj).

2. Коэффициент увеличения производительности ВМ (Ц), равный отношению * времен, затраченных на выполнение одного и того количества операций од. нопроцессорной ВМ и ВМ с количеством процессоров, равным N.

3. Среднее время выполнения операции однопроцессорной ВМ (Tj).

4. Коэффициент загрузки магистрали (Км), равный вероятности занятости магистрали в процессе выполнения программ системой.

5. Среднее время выполнения операции i-тым процессором (Tj) и его средне-квадратиЧеское отклонение (cj.

Определены следующие значения коэффициентов изменения производительности для ВМ с общей шиной:

- для двух процессоров П| = 1.34 1.8;

- для трех процессоров П; = 1.5 2.3;

- для четырех процессоров П; = 1.5 2.5.

Анализ результатов исследований алгоритмов распараллеливания позволяет сделать следующие основные выводы:

1. Для всех режимов функционирования БВС введение распараллеливания позволяет уменьшить время выполнения программ. При Т=0 ( где Т - время выполнения задачи планирования) время выполнения программ для рассмотрен-

ных режимов уменьшается в 1,54 +1,96 раза. При Т=0,001 с время выполнения сокращается примерно в 1,5 раза.

2. Дисциплина 3 (по минимуму времени выполнения оператора) оказывается эффективнее дисциплины 2 (по максимуму времени выполнения оператора).

3. Дисциплина 1 (в порядке поступления) эффективнее дисциплин 2 и 3. Данная дисциплина дает хорошие результаты обычно в тех случаях, когда программы характеризуются примерно одинаковым временем выполнения, так как она стремится выполнить все ветви одновременно.

4. Решения о возможности применения режима распараллеливания ВП должны приниматься с учетом времени выполнения программ диспетчеризации и функциональных задач.

5. Для улучшения характеристик функционирования комплекса в первую очередь необходимо совершенствовать средства математического обеспечения, реализующие вычислительные функции и ввод информации на которые затрачивается 70% и 20% общего времени соответственно.

На основании анализа результатов исследований вариантов самоконтроля конкретной ВВС могут быть сделаны следующие выводы:

1. Использование корректирующего кода Хэмминга для контроля запоминающих устройств позволяет существенно снизить вероятность отказа системы за период функционирования (приблизительно в 1.5 раза) и среднее время реакции на отказ.

2. Реализация контроля информации в ЗУ на четность, как не требующая больших затрат, позволяет рекомендовать его для использования в ходе дальнейшей модернизации БВС.

3. Учитывая, что временные затраты на выполнение программ самоконтроля и реконфигурации незначительны (1% от времени цикла), имеющийся резерв времени может быть использован для включения дополнительных тестов с более высокой вероятностью обнаружения отказа.

Проведен сравнительный анализ определения показателей надежности БВС при различных законах распределения времени наработки на отказ (экспоненциальный, Вейбулла, дифузионно-немонотонный, гамма распределение).

Исходя из анализа данных об отказах БВС в эксплуатации, показано, что распределение Вейбулла дает более точные оценки показателей надежности.

Результаты исследования вариантов организации кластеров, характеризующихся различными показателями надежности, представлены в таблице 1.

Таблица 1

Тип ВМ Intel Intel Intel ММС ММС

Количество ВМ 2 3 4 3 4

Среднее время наработки на отказ (час.) для экспоненциального распределения 7409 8913 9896 8305 9242

Среднее время наработки на отказ (час.) для распределения Вейбулла 6573 7145 8630 7083 8115

Здесь типу ВМ Intel соответствует ВМ Intel 80960 , типу ВМ ММС соответствует ВМ Motorola 68040. ВМ соединены с измерительными системами с помощью дублированных аналоговых и дискретных каналов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе решения задач исследования производительности и надежности БВС в ПНК самолетов, поставленных в диссертационной работе, получены

следующие результаты:

1. Определена система показателей качества функционирования БВС, включающая временные показатели, показатели надежности, а также показатели контроля и реконфигурации.

2. Разработана методика формализованного представления данных по структуре и программному обеспечению БВС.

3. Разработан пакет прикладных программ, предназначенный для исследования БВС по выбранной системе показателей качества. Разработан ряд аналитических и имитационных моделей для исследования БВС.

4. Исследованы варианты распараллеливания вычислительного процесса. Показано, что распараллеливание вычислительного процесса уменьшает время цикла решения задач в 1,5 раза.

5. На основании анализа различных дисциплин диспетчеризации рекомендованы для применения дисциплины в порядке поступления и по максимальному критическому пути.

6. В результате исследования показателей надежности действующих и перспективных БВС, определены направления их совершенствования с применением основных видов резервирования: аппаратного, временного и информационного.

7. Применение корректирующих кодов Хэмминга для контроля запоминающих устройств снижает вероятность отказа БВС за период функционирования.

8. Исследованы варианты организации кластера БВС. Показано, что наилучшими характеристиками обладает вариант организации кластера на основе трех ВМ, объединенных интерфейсом со скоростью передачи данных не менее 10 Мбит/с

По материалам диссертации опубликованы следующие работы

1. Барбашов Б.А., Власов Л.В., Колесников Д.Н.

Исследование вариантов самоконтроля многопроцессорного вычислительного комплекса.//В кн.: Вычислительные, измерительные и управляющие системы.- Санкт-Петербург: ЛПИ им. М.И. Калинина, 1985.-0.18 п.л.

2. Барбашов Е.А., Власов JI.B.

Применение имитационного моделирования на различных этапах проектирования автоматизированных систем контроля и управления (АСКУ). //В кн.: X Всесоюзное совещание по проблемам управления.- Алма-Ата, 198б.-0.1п.л.

3. Барбашов Е.А., Власов JI.B.

Исследование временных характеристик вычислителя пилотажно-навигационного комплекса на базе многопроцессорной ЭВМ. //В кн.: Вопросы специальной радиоэлектроники. Серия РЛТ. Вып. 8, 1987.-0.25 п.л.

4. Барбашов Е.А., Власов JI.B., Колесников Д.Н.

Формализованное описание процесса функционирования вычислителя пило-тажно-навигационного комплекса на базе многомашинной ЭВМ для исследования его временных характеристик.//В кн.: Вопросы специализированной радиоэлектроники.//Вопросы специальной радиоэлектроники. Серия РЛТ. ;Вып. 8,1987.-0.25 п.л.

5. Барбашов Е.А., Власов JI.B., Колесников Д.Н.

.Система показателей надежности функционирования пилотажно--навигационных вычислительных систем.//В\сн.: Вопросы специальной радиоэлектроники. Серия РЛТ. Вып. 20,1988. -0.25 п.л.

6. Барбашов Е.А., Власов Л.В.

Исследование влияния особенностей ЭВМ с общей шиной на выполнение программ в вычислительных системах пилотажно-навигационных комплек-сов.//В кн.: Вопросы специальной радиоэлектроники. Серия РЛТ. Вып. 20, 1988.-0.25 п.л.

7. Барбашов Е.А., Власов Л.В., Колесников Д.Н.

Разработка средств оценки качества диагностического обеспечения вычислительных снстем.//В кн.: Материалы Всесоюзной ппсолы-семинара "Диагностика микроэлектронной аппаратуры".- Харьков, 1990.-0.25 п.л.

8. Барбашов Е.А., Власов Л.В.

Пакет прикладных программ для исследования характеристик надежности и производительности вычислительных систем пилотажно-навигационных комплексов.//® кн.: Вычислительные, измерительные и управляющие системы. -СПбГТУ, 1990. -0.25п.л.

9. Барбашов Е.А., Власов Л.В., Степанов Е.В.

Исследование временных характеристик ЭВМ с общей шиной.//В кн.: Вычислительные, измерительные и управляющие системы. СПбГТУ, 1992. -0.25п.л.

10. Барбашов Е.А., Власов Л.В., Слезин А.Ф., Шилов Е.В.

Исследование вариантов оперативной диагностики навигационных вычислительных систем.//В кн.: Труды научно-технической конференции "Диагностика и надежность". -СПбГТУ, 1999. -0.15 п.л.

11. Барбашов Е.А.

Выбор процедуры принятия решения при реконфигурации кластера, состоящего из трех ЭВМ.//В кн.: Вычислительные, измерительные и управляющие системы. СПбГПУ, 2005. - 0.15 п.л.

12. Барбашов Е.А., Власов Л.В.

Принципы организации пакета имитационного моделирования ПИМ.//В кн.: Вычислительные, измерительные и управляющие системы. СПбГПУ, 2005,0.3 п.л.

Тиражирование и брошюровка выполнены в учреждении «Университетские телекоммуникации» 197101, Санкт-Петербург, Саблинская ул., 14 Тел. (812) 233 4669 Объем 1 у.п.л. Тираж 100 экз.

Перечень сокращений.

Введение.

1. Анализ составляющих проблемы и методики проектирования БВС.

1.1 Общая структура и характер задач, решаемых БВС, этапы проектирования.

1.2 Анализ существующих перспективных структур БВС.

1.3. Показатели качества функционирования БВС ПНК.

1.4 Методы исследования показателей качества.

2. Методика формализации исходных данных для анализа показателей производительности и надежности (имитационный и аналитический подход).

2.1 Построение базового набора структур БВС современных и перспективных ПНК.

2.2 Анализ характеристик программ на уровне операций ассемблера.

2.3. Представление данных по программам функционального математического обеспечения.

2.4 Описание операционных систем с помощью схем межпроцессных связей.

2.5 Формализованное описание для построения модели надежности БВС с учетом данных, полученных из эксплуатации.

2.6. Структуризация принципов обеспечения отказоустойчивости БВС.

3. Организация пакета прикладных программ (ППП) для исследования производительности и надежности БВС.

3.1. Основные принципы организации пакета прикладных программ.

3.2. Структура ППП для исследования показателей производительности и надежности.

3.3. Обеспечение достоверности результатов моделирования.

4. Применение разработанного пакета для решения задач проектирования БВС.

4.1 Определение коэффициентов изменения производительности.

4.2. Анализ результатов исследований вариантов распараллеливания навигационных алгоритмов.

4.3 Исследование вариантов самоконтроля БВС.

4.4 Сравнительный анализ вариантов повышения надежности при различных законах распределения времени наработки до отказа.

4.4.1. Законы распределения вероятностей наработки до отказа элементов БВС.

4.4.2. Построение эмпирических распределений вероятностей наработки до отказа. Оценка вида закона распределения. Критерии согласия.

4.4.3 Расчет показателей надежности на основе данных из эксплуатации. Выбор закона распределения.

4.4.3.1 Выбор программных средств для обработки статистических данных.

4.4.3.2 Результаты анализа статистических данных по отказам систем.

4.4.3.3 Проверка полученных результатов.

4.4.4 Исследование влияния вида закона распределения на характеристики надежности отказоустойчивых кластеров.

4.5. Структура и организация аналитических моделей.

4.5.1. Расчет характеристик надежности для систем с параллельно-последовательной структурой.

4.5.2. Общий алгоритм работы аналитической модели.

4.5.3. Вычисление вероятностей отказа элементов системы.

4.5.4. Вычисление вероятности отказа системы.

4.6. Структура имитационных моделей.

4.7 Выбор варианта организации БВС.

Актуальность решаемой научной задачи. Возрастающая сложность бортового оборудования самолетов и необходимость совершенствования как качественных, так и количественных характеристик авиационной техники, приводит к необходимости разработки соответствующих средств автоматизации проектирования и исследования структур бортовых вычислительных систем (БВС) и процессов их функционирования.

Класс современных бортовых вычислительных систем пилотажно-навигационных комплексов совершенствуется на основе использования вычислительной техники с целью улучшения характеристик по быстродействию, надежности функционирования, весу, габаритам, стоимости -и, как следствие, увеличения эффективности использования самолетов. Важнейшее значение имеет разработка методики исследования вычислительных процессов в БВС прежде всего для следующих видов показателей: временных, надежности, контроля функционирования и реконфигурации.

Цель работы. Целью работы является дальнейшее развитие методов проектирования БВС, определение эффективных вариантов их организации с учетом указанных показателей качества, исследование и разработка моделей, алгоритмов, программ, позволяющих существенно улучшить характеристики авиационных вычислительных систем на основе применения аналитических методов и имитационного моделирования.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

1. Выбор возможных вариантов организации процесса функционирования БВС.

2. Определение основных системных уровней моделирования и выявления их связей с этапами и задачами проектирования;

3. Разработка методики формализованного представления данных по структуре БВС, а также характеристикам вычислительных процессов и их параметрам;

4. Определение системы показателей качества вычислительных процессов в БВС;

5. Разработка структуры пакета прикладных программ (ППП) и взаимная увязка моделей, позволяющих производить исследование на различных уровнях описания вычислительных процессов в БВС.

6. Разработка моделей исследования процесса функционирования БВС для рассмотренных групп показателей качества.

7. Исследование возможных вариантов организации БВС и определение рекомендаций по их практическому применению.

Научная новизна определяется следующими положениями:

- сформулированы основные цели и задачи исследования БВС с учетом показателей: временных, надежности и контроля функционирования и реконфигурации;

- разработана методика формализованного представления данных по структуре БВС, по программному обеспечению, определены требования к системе моделей, произведен выбор показателей качества;

- получены оценки, определяющие влияние на время выполнения алгоритмов диспетчеризации. Показано что с помощью распараллеливания вычислительного процесса на уровне нелокального совмещения может быть достигнуто уменьшение времени цикла решения задач в 1.5 раза; на основании проведенного анализа временных характеристик рекомендованы для использования в БВС алгоритмы диспетчеризации в порядке поступления или по максимальному критическому пути;

- разработаны модели исследования показателей надежности, контроля и реконфигурации и произведена их взаимная проверка; проведено исследование показателей надежности, контроля и реконфигурации БВС. Проведена оценка надежности действующих и перспективных БВС. Определены направления их совершенствования с применением основных видов резервирования: аппаратного, временного, информационного;

- рекомендовано применение кодового аппаратного резервирования в ОЗУ и информационной магистрали, дополненного кодом Хэмминга с с!ми„ = 3 для ПЗУ;

- рекомендован вариант организации с тремя ЭВМ и одним внутрикластерным каналом обмена информации, так как при этом обеспечивается новый качественный уровень по времени реконфигурации и виду реконфигурации - автоматическая.

Практическая ценность. Разработанная методология позволяет уточнить особенности процесса проектирования бортовых вычислительных систем, расширить диапазон применяемых средств моделирования на различных этапах проектирования, а также повысить уровень автоматизации проектирования. Представленные в работе результаты исследований временных характеристик позволяют определить возможности по распараллеливанию вычислительного процесса в БВС, допускающие распараллеливание вычислительного процесса (с общей шиной, перекрестной коммутацией и др.). Проведенные оценки позволили сделать вывод о целесообразности применения простейших списочных расписаний в процессе решения задач БВС. Применение дисциплины в порядке поступления позволяет уменьшить время цикла решения задач в 1.5 раза.

Значительная доля отказов периферийного оборудования не позволяет существенно повысить достоверность обработки информации за счет введения кодов, исправляющих ошибки в ОЗУ и на магистрали. Поэтому рекомендовано использовать контроль на четность. В работе произведена также оценка представленных выше характеристик функционирования БВС, находящейся в настоящее время в эксплуатации, что позволит в дальнейшем принять более точные решения при ее модернизации.

Предложенный подход позволяет определить дальнейшее направление развития средств исследования и автоматизации проектирования вычислительных процессов бортовых вычислительных систем. Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

- десятое «Всесоюзное совещание по проблемам управления», Алма-Ата, 1986г.;

- Всесоюзная школа - семинар « Диагностика микроэлектронной аппаратуры», Харьков, ХИРЭ, 1990 г.;

- научно-техническая конференция «Диагностика и надежность», СПбГПУ, 1999 г.;

- вторая Всероссийская научно-практическая конференция «Имитационное моделирование, теория и практика» (ИММС)Д-2005),СПб ЦНИИ технологии судостроения, Санкт-Петербург,2005 г.

Внедрение результатов работы. Результаты данной работы, а также ППП внедрены при разработке вариантов организации перспективных бортовых вычислительных систем пилотажно-навигационных комплексов самолетов на предприятиях Холдинговой компании «Ленинец», а также в учебном процессе СПбГПУ на кафедре "Автоматика и вычислительная техника". Использование результатов подтверждено актами о внедрении, прилагаемыми к диссертационной работе.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 12 печатных научных работ.

В первой главе представлено содержательное описание процесса функционирования БВС, произведен анализ возможных вариантов организации БВС и методов исследования, определены задачи этапа математического проектирования, показатели и критерии качества.

Во второй главе определено множество структур БВС, которые необходимо исследовать. Определены характеристики программного обеспечения на уровне операций ассемблера и макроопераций. Представлено формализованное описание системы для исследования показателей надежности. Проведен анализ основных направлений улучшения временных характеристик функционирования ЭВМ, надежности, контроля.

В третьей главе определены принципы организации пакета прикладных программ (ППП) для исследования БВС. Дано определение новой формы кусочно-линейного агрегата, используемой для верификации имитационных моделей. Представлено описание ППП. Определена методика обеспечения достоверности при проведении имитационного моделирования.

В четвертой главе предложена методика использования коэффициента изменения производительности с целью исследования временных характеристик. Произведено:

-исследование временных характеристик структур с общей шиной; -исследование вариантов распараллеливания вычислительного процесса в БВС; -исследование вариантов самоконтроля; -исследование характеристик надежности; -исследование данных по эксплуатации.

На основании проведенных исследований определены рекомендации по организации БВС как кластера, состоящего из трех ЭВМ, объединенных общей шиной на очередном этапе развития БВС и четырех ЭВМ на следующем этапе.

Выводы

1. Предложена методика использования коэффициента изменения производительности с целью исследования временных характеристик БВС.

2. Произведено исследование структуры ЭВМ с общей шиной для БВС. Определены временные характеристики выполнения операций: вычислительных, ввода-вывода, диспетчеризации.

3. Произведено исследование вариантов распараллеливания вычислительного процесса в БВС с помощью имитационного моделирования. Показано, что наилучшие характеристики имеют дисциплины распределения операций по процессорам, представленные в виде линейного списка и использующие дисциплины в порядке поступления и по критическому пути в объединенном графе.

4. Произведено исследование вариантов самоконтроля БВС с использованием имитационной модели, моделирующей последовательность полетов с имитацией реакции на отказы, обнаруживаемые программными тестами, встроенными в программы и аппаратными средствами. Наилучшие значения показателей качества обеспечивает вариант организации ЭВМ БВС, основанный на использовании кода Хэмминга в ПЗУ, контроля на четность внутренней магистрали ЭВМ.

5. Произведен статистический анализ надежности данных по эксплуатации БВС. Наилучшими характеристиками обладает процедура сглаживания данных с помощью распределения Вейбулла с коэффициентом вариации 0.78.

6. Произведено исследование вариантов организации кластера БВС с использованием комбинированной модели, сочетающей аналитический метод Монте - Карло при расчете среднего времени наработки на отказ. Показано, что наилучшими характеристиками обладает вариант организации кластера на основе трех ЭВМ, объединенных интерфейсом со скоростью передачи данных, превышающей 10 Мбит/с.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основными результатами работы являются:

1. Сформулированы основные цели и задачи исследования БВС с учетом показателей: временных, надежности, контроля - на основе имитационного моделирования. Предложена двухуровневая система моделей исследования: на уровне операций ассемблера ЭВМ и уровне макроопераций обрабатывающих программ.

2. С учетом введенных уровней моделирования разработана методика формализованного представления данных по структуре БВС, по программному обеспечению, определены требования к системе моделей, произведен выбор показателей качества.

3. Разработана методология организации и применения пакета прикладных программ, предназначенного для исследования БВС по заданной системе показателей.

4. С помощью разработанных моделей произведено исследование различных вариантов распараллеливания вычислительного процесса БВС. Получены оценки, определяющие влияние на время выполнения алгоритмов диспетчеризации, Показано, что с помощью распараллеливания вычислительного процесса на уровне нелокального совмещения может быть достигнуто уменьшение времени цикла решения задач в 1.5 раза.

5. На основании проведенного анализа рекомендованы для использования в БВС алгоритмы диспетчеризации в порядке поступления или по максимальному критическому пути.

6. В составе комплекса программ разработаны модели исследования показателей надежности, контроля и реконфигурации и произведена их взаимная проверка.

7. С использованием комплекса моделей проведено исследование показателей надежности, контроля и реконфигурации БВС. Проведена оценка надежности действующих и перспективных БВС. Определены направления их совершенствования с применением основных видов резервирования аппаратного, временного, информационного.

8. На основании проведенного анализа рекомендовано применение кодового аппаратного резервирования с контролем на четность в ОЗУ и информационной магистрали, дополненного кодом Хемминга с с1мин=3 для ПЗУ.

9. На очередном этапе БВС следует рекомендовать вариант организации с тремя ЭВМ и одним внутрикластерным каналом обмена информации, так как при этом обеспечивается новый качественный уровень по времени реконфигурации и виду реконфигурации - автоматическая. В случае успешного внедрения данной структуры в дальнейшем возможен переход к варианту организации кластера с четырьмя ЭВМ.

1. А. Ахо, Дж. Хопкрофт, Дж. Ульман, Построение и анализ вычислительных алгоритмов, Мир, 1979. -214 с.

2. Абрамов С.А. Элементы анализа программ. М., "Наука", "Главная редакция физико-математической литературы", 1986, 127с.

3. Агекян Т.А. Основы теории ошибок для астрономов и физиков. М., " Наука", 1972,169с.

4. Армстронг Дж. Р. Моделирование цифровых систем.— М.: Мир, 1992.— 174 с.

5. Ашмарин И.П., Васильев H.H., Амбросов В.А. Быстрые методы статистической обработки и планирование экспериментов. Л., Изд-во ЛГУ, 1974, 76с.

6. Бадд Т. Объектно-ориентированное программирование в действии. -СПб.: Питер, 1997. 464 е.: ил.

7. Барбашов Е.А. Выбор процедуры принятия решения по реконфигурации кластера, состоящего из трех ЭВМ. В кн.: Вычислительные, измерительные и управляющие системы. СПб ГПУ, 2005.

8. Барбашов Е.А., Власов Л.В. Исследование влияния особенностей ЭВМ с общей шиной на выполнение программ в вычислительных системах пилотажно-навигационных комплексов. В кн.: Вопросы специальной радиоэлектроники. Серия РЛТ, Вып. 20, 1988.

9. Барбашов Е.А., Власов Л.В. Исследование временных характеристик вычислителя пилотажно-навигационного комплекса на базе многопроцессорной ЭВМ. В кн.: Вопросы специальной радиоэлектроники. Серия РЛТ, Вып. 8,1987

10. Барбашов Е.А., Власов Л.В. Пакет прикладных программ для исследования характеристик надежности и производительности вычислительных систем пилотажно-навигационных комплексов.

11. В кн.: Вычислительные, измерительные и управляющие системы. СПбГТУ, 1990.

12. Барбашов Е.А., Власов JI.B. Применение имитационного моделирования на различных этапах проектирования автоматизированных систем контроля и управления (АСКУ) В кн.: X Всесоюзное совещание по проблемам управления, Алма-Ата, 1986.

13. Барбашов Е.А., Власов JI.B. Принципы организации пакета имитационного моделирования ПИМ. В кн.: Вычислительные, измерительные и управляющие системы. СПб ГПУ, 2005.

14. Барбашов Е.А., Власов JI.B., Колесников Д.Н. Исследование вариантов самоконтроля многопроцессорного вычислительного комплекса. В кн.: Вычислительные, измерительные и управляющие системы, СПбГТУ,• 1985.

15. Барбашов Е.А., Власов JI.B., Колесников Д.Н. Разработка средств оценки качества диагностического обеспечения вычислительных систем. В кн.: Материалы Всесоюзной школы семинара «Диагностика микроэлектронной аппаратуры», Харьков, 1990.

16. Барбашов Е.А., Власов JI.B., Колесников Д.Н. Система показателей надежности функционирования пилотажно-навигационных вычислительных систем. В кн.: Вопросы специальной радиоэлектроники. Серия РЛТ. Вып. 20, 1988.

17. Барбашов Е.А., Власов Л.В., Слезин А.Ф., Шилов Е.В. Исследование вариантов оперативной диагностики навигационных вычислительных систем СПб: СПБГТУ, Труды научно-технической конференции " Диагностика и надежность", 1999.

18. Барбашов Е.А., Власов JI.B., Степанов Е.В. Исследование временных характеристик ЭВМ с общей шиной. В кн.: Вычислительные, измерительные и управляющие системы. СПб ГТУ, 1992.

19. Барзилович Е.Ю., Воскобоев В.А. Эксплуатация авиационной техники по состоянию. М.," Транспорт", 1987.

20. Барлоу Р., Прошан Р. Математическая теория надежности. М., "Советское радио", 1969.

21. Беляев Ю. К. Об упрощенных методах построения доверительных границ для надежности систем по результатам испытаний компонент// Изв. АН СССР. Техническая кибернетика.— 1968.— № 5.

22. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных.— М.: Мир, 1989— 540 с.

23. Берж К., Теория графов и ее применения, Изд. иностр. лит., 1962. 582 с.

24. Борисов М.Е. Отказоустойчивые компьютерные системы. "Открытые системы" , 1993, № 6, с. 35-45.

25. Бруевич Н. Г., Грабовецкий В. П. Об основных направлениях теории надежности// Кибернетику на службу коммунизму. Т. 2.— М.: Энергия, 1964.

26. Бусленко В.Н. Об алгоритмической форме описания кусочно-линейных агрегатов. "Программирование", 1978, №1, с.74-77.

27. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем, М., "Наука", 1968, 355 с.

28. Бусленко Н.П., Калашников В.В., Коваленко И. В. Лекции по теории сложных систем, М., "Советское радио", 1973,438 с.

29. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++, 2-е изд. М.: "Издательство Бином", СПб: "Невский диалект", 1998 г.-560 с.

30. Васильев В. И., Иванюк А. И., Свириденко В. А. Моделирование систем гражданской авиации.— М.: Транспорт, 1988.— 312 с.

31. Веников В. А., Веников Г.В. Теория подобия и моделирования.— М.: Высшая школа, 1984.— 439 с.

32. Владимиров Д. А., Булевы алгебры, Наука, 1969. 470 с.

33. Власов JI. В., Малыхина Г. Ф., Слезин А.Ф. Организация комплекса бортового радиоэлектронного оборудованию СПб: СПбГТУ, Труды международной научно-технической конференции "Пятьдесят лет развития кибернетики", 1999. - с. 150 - 152.

34. Власов JI.B. Использование схем межпроцессных связей для описания параллельных вычислительных процессов. Методическое указание СПб: СПбГТУ, с. - (рукописный фонд кафедры АиВТ, одобрено 8.11.94, протокол №6, инв. № 94)

35. Власов JI.B., Колесников Д.Н., Метод формализации описания операционной системы для комплексных имитационных моделей автоматизированных систем контроля. JL, ЛПИ, Деп. В ЦНИИ ТЭИ приборостроения 8 окт. 1980, № 1403.

36. Власов Л.В., Колесников Д.Н., Сорокин И.А. Имитационное моделирование систем массового обслуживания с использованием GPSS: Учебное пособие. Л.:ЛПИ, 1989. - 88 с.

37. Власов Л.В., Коновалов A.M. Исследование характеристик датчиков псевдослучайных чисел, равномерно распределенных на (0,1). В кн. : вопросы моделирования сложных систем. Киев, ИКИ АН УССР, 1978, с 70-77.

38. Власов Л.В., Слезин А. Ф. Формализация этапа сбора данных при описании сложных программных систем. СПб: СПБГТУ, Труды международной научно-технической конференции " Информационные технологии в образовании ", 1999.- с. 42 - 45.

39. Власов Л.В., Слезин А.Ф. Выбор и обоснование закона распределения надежности бортовых авиационных вычислительных систем СПб: Сборник трудов СПбГТУ, 2001.

40. Глазунов Л.П., Грабовецкий В.П., Щербаков О.В. Основы теории надежности автоматических систем управления. Л.: Энергоиздат, 1986, 206 с.

41. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высш. шк.,1997.- 479 с.

42. Гнеденко Б. В Коваленко И. Н. Введение в теорию массового обслуживания,— М.: Наука, 1987,—336 с.

43. Гнеденко Б. В., Беляев Ю. К., Соловьев А. Д. Математические методы в теории надежности.— М.: Наука, 1965.— 524 с.

44. Гобчанский О. Унифицированные средства бортовых вычислительных комплексов космических аппаратов. "Современные технологии автоматизации" , 1998, № 1, с. 72-76.

45. Голиков В. П. Некоторые аналитические методы вычисления функций сложных структур.// Основные вопросы теории и практики надежности.— М.: Сов.радио, 1975.—408 с.

46. Головкин Б.А. Расчет характеристик и планирование параллельных вычислительных процессов. М., "Радио и связь", 1983, 271с.

47. ГОСТ-27.301-95 Надежность в технике. Расчет надежности. Основные положения.

48. Давыдов П.С., Сергеев В.Ю. Оптимизация параметров стратегии ТО РЭО. Проблемы повышения эффективности эксплуатации АиРЭО воздушных судов ГА. Киев, КИНГА, 1987.

49. Демьянов A. VX WORKS/TORNAD О " Современные технологии автоматизации " , 1997, № 2, с. 16-17.

50. Дидусев Б.А., Хазов Б.Ф. Справочник по расчету надежности машин на стадии проектирования. М., "Машиностроение", 1988, 224с.

51. Диллон Б., Сингх Ч. Инженерные методы обеспечения надежности систем.— М.: Мир, 1984.

52. Димитриев Ю. Самодиагностика систем из однотипных блоков Вопросы теории и построения вычислительных систем (Вып 73). Новосибирск. ИМ СОАН СССР. 1978, с. 107-121.

53. Дисковые массивы RAI D. СОМ PUTERWORLD РОССИЯ. 27 мая 1997.

54. Дудник Д. Я. и др. Надежность и живучесть систем связи.— М.: Радио и связь, 1984.

55. Евреинов Э., Хорошевский В. Однородные вычислительные системы. Новосибирск, Наука, 1978. 122с.

56. Евстигнеев В. А. Применение теории графов в программировании, Наука, 1985.-315 с.

57. Емеличев В. А., Мельников О. И., Сарванов В. И., Тышкевич Р. И. Лекции по теории графов, Наука, 1990. 173 с.

58. Ермаков С. М., Мелос В. Б. Математический эксперимент с моделями сложных стохастических систем.— СПб.: Изд. ГУ, 1993.— 270 с.

59. Ершов А. П. Введение в теоретическое программирование, Наука, 1977. -321 с.

60. Журавлев Ю.П., Котелюк Л.А., Циклинский Н.И. Надежность и контроль ЭВМ. М., «Советское радио» ,1978, 415с.

61. Зажигаев Л.С., Кишьян А.А., Романников Ю.И. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента. М., Атомиздат, 1978, 232 с.

62. Зайцев С.С., Кавцуков М.И., Ратанов C.B. Сервис открытых информационно-вычислительных сетей. Изд-во Радио и связь, М. 1990. -234 с.

63. Инструментальные средства персональных ЭВМ. В 10 кн.— М.: Высшая школа, 1993.64. ИНФРА-М, 1998. 528 с.

64. Калашников В. В., Рачев С. Т. Математические методы построения стохастических моделей обслуживания.— М.: Наука, 1988.— 312 с.

65. Калиниченко Л. А., Рыбкин В. М. Машины баз данных и знаний.— М.: Наука, 1990—296 с.

66. Карпов Ю.Г. Теория алгоритмов и автоматов. Курс лекций. СПб.: СП6ГТУ,1998, 129.

67. Киндлер Е. Языки моделирования.— М.: Энергия, 1985.— 288 с.

68. Клейнен Дж. Статистические методы в имитационном моделировании.— М.: Статистика, 1978; Вып. 1— 221 е.; Вып. 2.— 335 с.

69. Клейнрок JI. Теория массового обслуживания. М., "Машиностроение", 1979,431с.

70. Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ. Т. 1-3, М., "Мир", 1978.

71. Ковалев А. П., Спиваковский А. В. О преобразовании «треугольник—звезда» в расчетах надежности сложных по структуре схем, элементы которых могут находиться в трех состояниях// Электричество.— № 10.— 1998.— С. 70.

72. Коваленко А.Е., Гула В.В. Отказоустойчивые микропроцессорные системы. К.: Техника, 1986, 150 с.

73. Коваленко И. QNX Золушка в семье UNIX. - "Открытые системы" , 1995, №2, с. 58-65.

74. Коваленко И. Н., Кузнецов Н. Ю. Методы расчета высоконадежных систем.— М.: Радио и связь, 1988.

75. Коваленко И. Современные индустриальные системы "Открытые системы" , 1997, № 2, с. 29-34.

76. Козлов Б.А., Ушаков И.А. Справочник по расчету надежности М.: Советское радио, 1966. 425с.

77. Козлов Б.А., Ушаков И.А. Справочник по расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики. М., "Советское радио", 1975, 472с.

78. Козырь И.Я. Качество и надежность интегральных микросхем. М.: "Высшая школа", 1987.- 143 с.

79. Кокс Д., Смит В. Теория восстановления. М. "Советское радио", 1967, 298 с.

80. Колин К.К., Липаев В.В. Проектирование алгоритмов управляющих ЦВМ.

81. М. «Советское радио», 1970, 344с.

82. Конвей Р.В., Максвелл В.Л., Миллер Л.В. Теория расписаний. М., "Наука", 1975, 359с.

83. Кондратюк А., Ющенко С., Агафонов Л. Операционная система QNX. -"Монитор", 1994, № 1, с. 21-27.

84. Корнеев В. В., Гареев А.Ф., Васютин C.B., Райх В.В Базы данных. Интеллектуальная обработка информации,- М.: "Нолидж", 2000. 352 е., ил.

85. Корнеев В.В. Параллельные вычислительные системы.- М.: "Нолидж" , 1999.-320 с.

86. Кофман А., Крюон Р. Массовое обслуживание, теория и приложения. М, «Мир», 1965, 302с.

87. Кудрицкий В.Д., Синицина П.И., Чинаев П.И. Автоматизация контроля радиоэлектронной аппаратуры. М., "Советское радио", 1977, 254.

88. Кузнецов Н. Ю. Об оценке влияния надежности различных элементов на надежность системы в целом. Кибернетика.— № 5.— 1989.— С. 110-119.

89. Курочкин Ю.А., Смирнов А.С., Степанов В.А. Надежность и диагностирование цифровых устройств и систем.- СПб.: Издательство С.-Петербургского университета. 1993. 320с.

90. Лавров С. С., Гончарова J1. И. Автоматическая обработка данных, хранение информации в памяти ЭВМ, Наука, 1971. 215 с.

91. Лукацкий А. М., О машинной реализации кусочно-линейного агрегата, «Электронная техника», сер. 9 (АСУ), № 2, 1974.

92. М. Гэри, Д. Джонсон, Вычислительные машины и труднорешаемые задачи, Мир,1982. 230 с.

93. Мамедли Э. М., Соболев Н. А. Концепция обеспечения отказоустойчивости системы управления и безопасности экипажа МТКК (часть 1)//Зарубежная радиоэлектроника. 1986,- N8.-c.3-39.

94. Математическая теория планирования эксперимента/ Под ред. С. М. Ермакова—М.: Наука, 1983 — 392 с.

95. Математическое моделирование: Методы, описания и исследования сложных систем/ Под ред. А. А. Самарского.— М.: Наука, 1989.— 271 с.

96. Мендельсон Э. Введение в математическую логику, Наука, 1984. 361 с.

97. Меньшикова JI.A., Тинина Н.В. Отказоустойчивые ЭВМ за рубежом. В кн. : Приборы, средства автоматизации и систем управления (ЦНИИТЭИ приборостроения), 1987, вып. 6., 33 с.

98. Месарович М., Такахара Я. Общая теория систем. Математические основы. М., "Мир", 1978,312с.

99. Мироновский Л. А. Функциональное диагностирование динамических систем (обзор)// Автоматика и телемеханика.-1980.-Ы8.-с.96-121.

100. Мясников В. А. Авиационные цифровые системы контроля и управления.-Л.: Машиностроение, 1976.-606 с.

101. Мясников В.А., Игнатьев М.Б., Шейнин Ю.Е. Архитектура модульной многомикропроцессорной вычислительной системы. "Кибернетика", 1984, №3 , с 48-53.

102. Н. Кристофидес, Теория графов, алгоритмический подход, Мир, 1978.-305 с.

103. Нейман Д. Вероятностная логика и синтез надежных организмов из ненадежных компонент. Автоматы. М., ИЛ., 1956, с.68-139.

104. Новицкий П.В. Основы информационной теории измерительных систем. Ленинград, Энергия, 1968,248с.

105. Новицкий П.В., Зограф И. А. Оценка погрешностей результатов измерений. Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1991. 304 с.

106. Оводенко А. А., Култыев Е.И., Шепета А.П. Бортовая радиоэлектронная аппаратура. М.: Издательство МПИ, 1989. - 324 с.

107. Пакеты прикладных программ: Математическое моделирование/ Под ред. А. А. Самарского—М.: Наука, 1989 — 128 с.

108. Пирс Ч. Логические основания теории знаков. СПб.: Алетейя, 2000.-318 с.

109. Погребинский С.Б., Стрельников В.П. Проектирование и надёжность многопроцессорных ЭВМ.-М.: Радио и связь,1988.-168 с.

110. Под ред. Брейера М. Автоматизация проектирования вычислительных систем. Языки, моделирование и базы данных. М., "Мир", 1979, 463с.

111. Под ред. Гнеденко Б.В. Надежность и эффективность в технике. Справочник. Т. 2, М., "Машиностроение", 1978, 280 с.

112. Под ред. Патрушева В.И., Рембезы А.И. Надежность и эффективность в технике. Справочник. Т. 5, М., "Машиностроение", 1988,224 с.

113. Под ред. Ушакова И.А. Надежность технических систем. Справочник. М., "Радио и связь", 1985, 608 с.

114. Подбельский В.В. Язык Си++: Учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Финансы и статистика, 1996.- 560 с.

115. Полляк Ю.Г. Вероятностное моделирование на электронных вычислительных машинах. М., "Советское радио", 1971,400 с.

116. Поспелов Г.С. Искусственный интеллект- основа новой информационной технологии. М., "Наука", 1988, 278 с.

117. Рабинович В.М., Трахтенгерц Э.А., Федотов А.Г., Метод описания межпроцессных связей. "Программирование" , 1976, № 2, с. 29-35.

118. Райншке К., Ушаков И.А. Оценка надежности систем с использованием графов .-М.: Наука, 1965 -208 с.

119. Романцев В. В., Яковлев С. А. Моделирование систем массового обслуживания.— СПб.: Поликом, 1995.— 79 с.

120. Росляков Д., Терехов И. Новые технологические решения в построении отказоустойчивых систем. Информационные технологии. №1.1998,с. 3036.

121. Рябинин И. А. Надежность и безопасность структурно-сложных систем. -СПб.: Политехника, 2000. 248 с.

122. Рябинин И. А., Черкесов Г. Н. Логико-вероятностные методы исследования надежности структурно-сложных систем.-М.: Радио и связь, 1981.- 264 с.

123. Саати Т. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения. М., "Советское радио", 1965, 510с.

124. Сабинин О. Ю. Статистическое моделирование технических систем.— СПб.: Изд. ЭТУ, 1993—64 с.

125. Селезнев А. В., Добрица Б. Т., Убар Р. Р. Проектирование автоматизированных систем контроля бортового оборудования летательных аппаратов.-М.: Машиностроение, 1983.-223 с

126. Смирнов А. С. Применение графа и матрицы связности для определения показателей надежности электроэнергетических систем.— СПб: СПбГТУ, 1996.

127. Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Краткий курс математической статистики для технических приложений. М., "Физико-математическая литература", 1959,436с.

128. Смирнов H.H., Чинючин Ю.Н. Техническая эксплуатация самолетов за рубежом.- М., МИИГА, 1996.

129. Соболь И.М. Численные методы Монте-Карло. М., "Наука", 1965,227 с.

130. Советов Б. Я., Яковлев С. А. Моделирование систем.— 2-е изд. М.: Высшая школа, 1998— 319 с.

131. Сорокин С. Как много ОС РВ хороших " Современные технологии автоматизации " , 1997, № 2, с. 7-11

132. Справочник по расчету надежности электрорадиоизделий . Изменение 14.

133. Страуструп Б. Язык программирования С++, 3-е изд. СПб. "Невский диалект" - "Издательство БИНОМ", 1999 г. - 991 е., ил.

134. Технология системного моделирования/ Под ред. С. В. Емельянова.— М.: Машиностроение; Берлин: Техник, 1989.— 520 с.

135. Тюрин Ю.Н., Макаров A.A. Статистический анализ данных на компьютере. М.:

136. Тяпченко Ю., Безроднов В. ПЭВМ на борту пилотируемого космического аппарата " Современные технологии автоматизации " , 1997, № 1, с. 3437.

137. Уэнсли Дж. X. SIFT: Проектирование и анализ отказоустойчивых вычислительных систем для управления полетом летательного аппарата//Труды института инженеров по электронике и радиоэлектронике 1978, - № 10-е. 166-186.

138. Ф. Харари, Теория графов, Мир, 1973. 341 с.

139. Фолькер Хаманн. Отказоустойчивая операционная система Tandem NonStop Kernel. "Открытые системы" , 1997, № 3, с. 32-36.

140. Халявка A. OS-9 " Современные технологии автоматизации " , 1997, № 2, с. 14-15.

141. Хопкинс A.JI. FTMP высоконадежный отказоустойчивый мультипроцессор для управления самолетов//Труды института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике - 1978, - №10 - с.142-166.

142. Хорошевский В.Г. Инженерный анализ вычислительных машин и систем. М., "Радио и связь", 1986, 255с.

143. Хухлаев Е. Операционные системы реального времени и Windows NT. -"Открытые системы" , 1997, № 5, с. 48-51.

144. Цикритзис Д, Бернстайн Ф. Операционные системы. М., "Мир", 1977,335с.

145. Ч. Чень, Р. Ли, Математическая логика и автоматическое доказательство теорем, Наука, 1983. 516 с.

146. Черкесов Г. Н. Методы и модели оценки живучести сложных систем.— М.: Знание, 1985.

147. Черкесов Г. Н., Можаев А. С. Логико-вероятностные методы расчета надежности структурно-сложных систем// Качество и надежность изделий. Вып. 3 (15).—М.: Знание, 1991.

148. Четвериков В. Н., Баканович Э. А. Стохастические вычислительные устройства систем моделирования.— М.: Машиностроение, 1989.— 272 с.

149. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем — Искусство и наука.— М.: Мир, 1978—418 с.

150. Шибанов Г.П., Артеменко А.Е., Мешаткин A.A., Циклинский Н.И. Контроль функционирования больших систем. М., "Машиностроение", 1970, 360с.

151. Шнитман В. Отказоустойчивые компьютеры компании Stratus -"Открытые системы" , 1998, № 1, с. 12-22.

152. Шнитман В. Отказоустойчивые серверы ServerNet "Открытые системы" , 1996, №3, с. 5-11.

153. Шрайбер Т. Дж. Моделирование на GPSS— М.: Машиностроение, 1980.— 592 с.

154. Экспресс-информация "Надежность и контроль качества". 1991, №45, с.17.

155. A. Bernstein. Analysis of Programs for Parallel Processing. IEEE Trans. Elec. Сотр., E-15, Oct. 1966, pp. 746-757.

156. Barlow R. E., Hunter L. G. System effeciency and reliability. In: Tehnometrics.— I960.—V.2.—N1.

157. Barlow R. E., Proshan F. Importance of system components and fault tree analisys. Operations Research Centre. University of California, Report ORC 743, 1974.

158. Borg A., Baumbach J., Glazer S. A message system for supporting fault tolerance. Proc. Ninth Symposium on Operating Systems Principles (Bretton Woods, New Hampshire, Oct. 1983), pp. 90-99.

159. Bressoud, Thomas C. Hypervisor-based Fault-tolerance. Ph.D. Dissertation. Computer Science Department, Cornell Universtity, Ithaca, New York. Expected, January 1996.

160. D. Harel, A. Noamod "The STATEMATE Semantic of Statecharts", ACM Trans. Soft. Eng, Netod 5:4(Oct 1998).

161. F. Preparata, G. Metze, R. Chien. On connection assignement problem of diagnosable systems. IEEE Trans, on Electronic Computers 1967, vol. EC-16, No 12, pp. 848-854.

162. Harel D. First-order dynamic Logic. Springer, Berlin, 1979.

163. Harel D. STATEMATE: A working environment for the development of complex reactive systems // IEEE Trans. Eng. 1990,№ 4, pp. 403-404.

164. Harel D., Politi M. Modeling reactive systems with statecharts. NY: McGraw-Hill,1998, 258p.

165. Intel. Flash Memory: Volume II. 1994.

166. J. Kuhl, S. Reddy. Fault-Tolerance Considerations in Large, Multiple-Processor Systems. Computer. March, 1986. pp. 56-67.

167. Janex A., Joguet J. Reflexions sur e'integration des equipment d'avionique, "Revue Technicue", 1989,20-21,№ 2, 301-302. Реф. : " Надежность и контроль качества", 1991, № 14, реф. 111.

168. Kroeger F. Temporal logic of programs. Springer, 1987.

169. Lela Janarian II. Advanced information processing sisnem. IEEE/ 6th, Dig. Avionics Syst. Conf. Proe., Baltimore,MD, 1984, New York, N.Y.,1984, pp. 199-210.

170. Lloyd Faundation of LogicProgramming. 2nd Ed. Springer-Verlag, 1987.

171. Raipati V.N., Mukedhar D. Ulnra high reliable spasecraft computer system design considerations. "Microelectronic end Reliability", № 1-2,133-142. Реф.: Надежность и контроль качества", 1992, № 32. Реф. 236.

172. Serlin. Fault-Tolerant Systems in Commercial Applications. Computer, vol. 17, No 8, Aug. 1984, pp. 19-30.

173. T. Sridhar, S. Thatter. Concurrent Checking of Program Flow in VLSI Processors. 1982 International Test Conference, Nov. 1982, pp. 191-199.

174. Теллес M. Borland С++ Builder: Библиотека программиста СПб: Питер Ком, 1998.-512 с.

175. Teradata Corporation. DBC/1012 Data Base Computer Concepts & Facilities Document №. C02-0001-00, 1983.

176. The Intel 432: A VLSI Architecture for Foult-Tolerant Computer Systems. Dave Johnson. "Computer", 1984, 17, № 8, p.40-48.175. www.spec.org176. www.uml.org.

177. Y. Tamir, C. Sequin. Error Recovery in Multicomputers Using Global Checkpoints. Proc. 1984 International Conf. Parallel Processing, Aug. 1984, pp. 32-41