автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Моделирование и компьютеризированный комплекс контрольно-измерительных средств для оценки динамической точности устройств резервного копирования в сетях хранения данных

На правахрукописи

ТИТОВ Василий Александрович

УДК 531.768+ 519.248+681.846.73

МОДЕЛИРОВАНИЕ И КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС КОНТРОЛЬНО- ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ДИНАМИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ УСТРОЙСТВ РЕЗЕРВНОГО КОПИРОВАНИЯ В СЕТЯХ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ

Специальности:

05.11.16- Информационно-измерительные и управляющие системы

(промышленность, научные исследованы) 05.12.13 — Системы, сети и устройства телекоммуникаций

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ижевск 2004

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет» (ИжГТУ) и в Филиале в Удмуртской Республике ОАО «Волга Телеком».

Научные руководители:

заслуженный изобретатель Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Лялин В.Е.;

доктор технических наук, профессор Андреев В.А.

Официальные опгоненты:

доктор технических наук, профессор Васин Н.Н. (Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики)

доктор технических наук, профессор Нистюк А.И. (ИжГТУ)

Ведущее предприятие: Институт прикладной механики УрО РАН (г. Ижевск)

Защита состоится 17 декабря 2004 г. в 16 часов

на заседании диссертационного совета Д 212.065.04

в ИжГТУ по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7, корп.1

Отзыв на автореферат, заверенный гербовой печатью, просим выслать по указанному адресу

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИжГТУ.

Автореферат разослан 11 ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертациоиного совета, доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последнее время наблюдается стремительное развитие технологий систем хранения данных, выбор которой в значительной степени зависит от размеров информационной сети и от необходимой оперативности доступа к файлам. Для резервного копирования файлов из локальных сетей обычно используются стриммеры, представляющие собой высокоинформативные накопители информации на ленточных носителях.

В иерархии массовой памяти - оперативной (on-line), почти оперативной (near on-line), автономной (off-line), удаленной (off-line) - практически везде можно найти магнитные ленты, и только оперативный режим работы оставлен за жесткими дисками. Для хранения информации диски вполне пригодны лишь в некоторых случаях кратковременных отказов, но абсолютно не приспособлены для восстановления данных при катастрофах: крайне неэкономично и непрактично сберегать в сейфе несколько поколений копий на жестких дисках. Напротив, с помощью давно проверенных методов данные можно эффективно и недорого хранить на магнитной ленте. Во-первых, сменные ленты занимают мало места и очень просто перезаписываются. Во-вторых, они обеспечивают достаточно высокую скорость передачи при создании резервных копий и восстановлении утерянных данных. В последнее же время благодаря технологическим достижениям отмечается значительный рост емкостей и скоростей. Уже сейчас имеются ленточные кассеты, способные вместить от 100 до 300 Гбайт, тем временем ведется разработка кассет еще большей емкости. А эффективные программные инструменты позволяют оптимизировать хранение данных.

Тенденция развития идет в направлении больших централизованных ленточных библиотек с автоматической загрузкой кассет. Поэтому администраторы теперь не используют носители с маленькой емкостью локально на каждом отдельном сервере. Количество необходимых для работы накопителей непрерывно падает. Однако объем подлежащих хранению данных растет параллельно с сохраняемым на дисках.

Технологическое разнообразие ленточных устройств настолько велико, что представить в рамках настоящей работы весь спектр применяемых решений не представляется возможным. И все же пока в качестве критерия для классификации можно выбрать ширину ленты. Этот параметр можно сравнить с объемом цилиндров в двигателе при оценке класса автомобиля. По каким-то отдельным параметрам устройства младшего класса могут превосходить более дорогие старшие, но в целом они обладают набором качеств, определяющих их принадлежность к определенному классу. Малый класс - ленты широтой 4 миллиметра, средний - 8-миллиметровые ленты, старший - полудюймовые ленты. Отдельное место занимают элитные продукты класса high-end - IBM 3480/3490, Storage Tec 9840, DTF и Аmрех.

Однако на технологии, используемые при создании ленточных накопителей, оказывают влияние несколько обстоятельств. Во-первых, лента - это, по всей видимости, самое механическое, если так можно сказать, устройство из всей компьютерной периферии. Поэтому создателям новых устройств прихо-

дится решать целый ряд специфическ|хяцр|ояшо»мп»<1*»фго свойства. Им

екмиотскл

нужно выбрать оптимальную ширину ленты и метод размещения записи на ленте, обеспечить максимальную динамику движения и минимальное число перегибов при перематывании. Вторая проблема - собственно способ записи на ленту и метод считывания информации, в том числе и компрессии данных. Но самое главное заключается в том, чтобы найти оптимальное сочетание, обеспечивающее наиболее быстрый доступ к данным, высокую пропускную способность канала передачи и надежность хранения. В поисках оптимума каждый из производителей избирает собственное направление.

Любое из вышеперечисленных устройств хранения данных структурно включает динамические системы записи-чтения и механической развертки носителя информации. Последняя представляет из себя МТЛ, идентифицирующийся сложной многомерной колебательной системой, функционирующей в условиях воздействия на нее случайных возмущений.

Главной задачей при конструировании стриммеров является обеспечение высокой динамической точности МТЛ, поскольку именно он в большей мере, чем система записи-чтения информации, влияет на точность и качество отображения информации.

Объектом исследования являются сети хранения данных, устройства резервного копирования и хранения информации; инфокоммуникационные системы; механизм транспортирования ленты (МТЛ); диагностический комплекс информационно-измерительных средств для контроля динамической точности отображения информации; магнитная лента (МЛ).

Предметом исследования разработка технических средств для измерения перекоса, деформации, колебаний и неравномерности скорости движения ленты; математическая модель работы МТЛ со случайными помехами, погрешности записи и записи-воспроизведения, параметрическая надежность МТЛ, его инвариантность к дестабилизирующим факторам, система стабилизации скорости движения МЛ с цифровым регулятором, идентификация объекта управления, задача о плоском напряженном состоянии МЛ.

Цель работы - разработка и научное обоснование технических и методических решений, направленных на повышение динамической точности функ-циионирования устройств резервного копирования информации на магнитную ленту путем исследования инвариантности влияния дестабилизирующих их работу параметров на их параметрическую надежность и создание аппаратно-программных средств подсистемы встроенного контроля точности, внедрение которых позволит существенно уменьшить погрешности записи-чтения информации и повысить ее достоверность в сетях хранения данных инфокоммуника-ционных систем.

Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи:

- провести анализ функциональных схем перспективных ленточных устройств хранения информации различного типа; выявить особенности конструирования МТЛ этих устройств;

- определить условия инвариантности МТЛ стриммеров по отношению к возмущающим факторам для поддержания заданных точностных характеристик информационной части записываемого сигнала;

- разработать систему стабилизации скорости движения магнитной ленты с цифровым регулятором минимальной дисперсии путем идентификации объекта регулирования и синтеза самого регулятора;

- провести анализ потерь погрешностей записи и записи-чтения в случае, когда на стриммер действуют случайные помехи, которые являются количественной характеристикой суммарного влияния возмущений, возникающих во всех узлах и блоках стриммера;

- вывести аналитические выражения для среднего и дисперсии установленных погрешностей; получить достаточно точные и удобные для применения оценки сверху для вероятности, что погрешности регистрации превысят заданный уровень, поскольку точный подсчет функций распределения погрешностей обычно невозможен;

- построить математическую модель тракта МТЛ, описывающую влияние неравномерности скорости протягивания ленты в стриммерах на динамику ее перекосов с учетом ее проскальзывания в зоне записи-чтения информации;

- исследовать параметры движения ленточного носителя цифровой информации, формулирование метрологических требований к устройствам записи-чтения, измерение колебаний, неравномерности скорости движения, деформации и перекоса движущегося ленточного носителя в стриммерных устройствах;

Методы исследования. В работе применялись теоретические и экспериментальные исследования.

Структурные схемы измерительных средств созданы с учетом теоретических основ информатики и микропроцессорных вычислительных средств. При проектировании технических средств контроля и диагностики стриммеров, получении оценок погрешностей записи-чтения сигналов использовались теоретические основы радиоэлектроники, теория точной магнитной записи и теоретические основы вычислительной техники. Аналитические исследования динамики тракта МТЛ осуществлялись на основе теории машин и механизмов, теории колебаний и динамики, прочности машин, приборов и аппаратуры. При решении задачи о плоском напряженном состоянии МЛ использовались методы, основанных на разложениях по системам ортогональных функций.

Для изучения свойств записи-чтения информации применялись методы теории вероятностей, математической статистики и теории случайных функций. Теоретические исследования базируются на основах теории колебаний, математического моделирования дискретно-контитуальных систем МТЛ, корреляционной теории стационарных случайных процессов.

Разработка информационно-измерительных средств МТЛ проводилась на основе теории измерения электрических и механических величин. Оценка погрешностей измерений основана на теории точности измерительных систем.

Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов и выводов подтверждены результатами системного анализа динамики прецизионных МТЛ. Разработанный автором комплекс контрольно-измерительной аппаратуры обеспечивает возможность одновременного измерения нескольких параметров движения ленточного носителя, при этом устраняя влияние одного параметра на точность измерения другого, что обеспечило повышение его точности, быстро-

действия и разрешающей способности по сравнению с существующими.

Достоверность экспериментальных результатов обеспечена использованием аттестованных средств измерений динамических характеристик тракта МТЛ, большим объемом экспериментального материала, статистическими методами обработки данных и хорошей воспроизводимостью результатов, а также проведенным вычислительным экспериментом.

На защиту выносятся результаты исследований по разработке эффективных технических решений, направленных на повышение надежности и динамической точности записи-чтения информации в стриммерах, в том числе:

- анализ условий инвариантности МТЛ стриммеров по отношению к паразитным колебаниям для поддержания заданных точностных характеристик информационной части регистрируемого сигнала;

- установление адекватности транспортирующих механизмов стриммеров динамическим системам, относительно которых могут быть выполнены условия инвариантных множеств;

- рассмотрение системы стабилизации скорости движения магнитной ленты с цифровым регулятором минимальной дисперсии;

- построение математической модели работы стриммеров со случайными помехами, представляющими собой двумерный случайный процесс, в частности, определение погрешности записи и записи-чтения;

- формулирование на математическом языке достаточных условий на случайные помехи, при которых возможно удовлетворительно описать вероятностные свойства погрешностей записи и записи-чтения;

- оценка параметрической надежности цифровых систем при их инвариантности как вероятность правильного воспроизведения символов в кодовой последовательности, характеризующая достоверность консервируемой информации;

- установление инвариантности к помехам по допустимой вероятности ошибки чтения-записи, при условии рассмотрении МТЛ стриммеров как аналог или даже составную часть канала передачи информации;

- оценивание помехоустойчивости работы стриммеров как многомерной функцией помех, вызванных рядом паразитных колебаний носителя в тракте МТЛ (динамическими перекосами, продольными и плоско-параллельными, крутильными колебаниями и др.);

- рассмотрение колебаний (сигналов), зависящих от фактора времени в стримерах как инвариантные множества, поскольку МТЛ является динамической системой;

- компьютеризированная информационно-измерительная система для диагностики динамической точности МТЛ стриммерных устройств, позволяющая повысить точность измерений различных параметров движения ленты на 7-25%;

- суть функционирования контрольно-измерительных средств, заключающийся в предварительной записи на носитель контрольных сигналограмм, необходимых для каждого типа измеряемых параметров вида, считывании этой сигналограммы, формировании импульсов, модулированных по амплитуде, длительности, частоте и скважности, последующей их демодуляция, определение значений модулирующих зависимостей в определенные моменты времени

и расчет параметров движения ленты по наперед выведенным формулам на основании определенных значений модулирующих зависимостей;

- получение решения двумерной граничной задачи колебания магнитной ленты без учета ее массы с учетом скорости протягивания магнитной ленты и ее проскальзывания при входе на свободный участок;

- описание принципов, на основе которых созданные устройства обеспечивают возможность одновременного измерения нескольких параметров движения ленты, при которой устранено влияние одних параметров на точность измерения других;

- способы измерения продольной и поперечной деформации, устройства для определения динамической деформации ленты как функции ее ширины; устройство, обладающее высокой точностью измерения скорости движения ленты за счет учета ее поперечных перемещений; информационно-измерительные средства для определения перекоса, деформации и скорости движения ленточного носителя за один цикл измерения, позволяющие учитывать влияние одних параметров на точность измерения других;

Научная новизна полученных результатов определяется проведенными комплексными исследованиями, в результате которых, исследованы различные аспекты обеспечения надежности стриммеров, в первую очередь, параметрической надежности, разработана система стабилизации скорости движения магнитной ленты с цифровым регулятором минимальной дисперсии и предложены методы идентификации объекта и синтеза регулятора, построена математическая модель работы стриммера со случайными помехами и создан компьютеризированный комплекс контрольно-измерительных средств обладающий большими точностью, быстродействием и разрешающей способностью по сравнению с существующими, в ходе которых:

- показана принципиальная возможность синтеза МТЛ с оператором, характеризующем условия инвариантности к помехам. Одновременно показана адекватность МТЛ стримеров динамическим системам, относительно которых могут быть выполнены условия инвариантных множеств;

- предложены методы идентификации объекта и синтеза регулятора, которые в результате экспериментальных исследований показали, что исследуемая цифровая система стабилизации позволяет в 3-4 раза уменьшить дисперсию колебаний скорости;

- установлены формулы для среднего и дисперсии погрешностей записи и записи-чтения; для среднего через дисперсии помех, а для дисперсии погрешностей через корреляционную функцию и спектральную плотность помех; для дисперсии погрешностей установлены оценки сверху через дисперсии и времена перемешивания помех. Исследована асимптотика дисперсии погрешностей при неограниченно возрастающем времени записи;

- получены оценки вероятностей погрешности записи информации, удобные тем, что в правые части неравенства вместо дисперсий и времен перемешивания помех можно подставлять их оценки сверху, что существенно расширяет возможности применения установленных оценок;

- при исследовании динамики МТЛ показано, что возмущения регистрируемого сигнала вследствие неидеальности тракта движения носителя относительно магнитных головок сосредоточены в сравнительно узкой (по сравнению с записываемым спектром) полосе частот; это обстоятельство позволяет сосредоточенную помеху представить гармоническим колебанием со случайными амплитудой, частотой и фазой;

- доказано, что если условие значительного превалирования амплитуды записываемого полезного сигнала над амплитудой помехи, как условие абсолютной инвариантности, не выполняется, то последняя может быть достигнута только в результате усложнения вида полезного сигнала; поэтому в стриммерах целесообразно использовать манипуляцию сигнала по фазе;

- показано, что описание конкретных видов МТЛ периодическими функциями возможно при использовании полученных классическими методами АЧХ и ФЧХ. Компоненты таких периодических функций, осуществимых МТЛ, являются парами преобразования Гильберта, позволяющими осуществлять переход от АЧХ к ФЧХ и обратно; в том числе не исключены случаи, когда передаточная функция может быть недостаточно гладкой для интегрирования по Риману, поэтому проводить операции над ней в общем виде можно только при помощи интеграла Лебега;

- предложены способы расположения рабочих зазоров магнитных головок, при помощи которых можно проводить измерения рассогласования фронтов импульсов частотно-модулированных сигналов, формируемых устройствами измерения параметров, дестабилизирующих движение ленточного носителя в стримерах;

- анализ результатов решение двумерной граничной задачи колебания ленты показал, что при значениях параметров, близких к реальным, разложения решений в ряды Фурье сходятся достаточно быстро, зависимость распределения амплитуд перекосов по ширине МЛ мало отличается от линейной при отсутствии смещений по оси ординат, влияние граничных условий на входе и выходе рассматриваемого участка МЛ не одинаково и совпадает при равной нулю номинальной скорости протягивания МЛ; полученные результаты дают основание для применения к данному типу задач приближенных методов, основанных на разложениях по системам ортогональных функций (проекционные методы);

- проанализирована работа предложенных автором работы устройств для измерения угла перекоса и скорости движения ленты, поперечной деформации и перекоса, а также измерения четырех параметров, таких как знака перекоса, угла перекоса, скорости движения и поперечной деформации магнитной ленты.

Практическая ценность. Важным для практики результатом теоретических изысканий автора диссертационной работы является то, что разработка новых форм контрольных сигналов и алгоритмов вычисления параметров движения ленты, позволила создать систему встроенного контроля динамической точности функционирования МТЛ и конструктивно проработать комплекс информационно-измерительных средств для измерений деформаций, перекосов и скорости движения ленточных носителей информации. Отличительными особенностями данных технических решений являются высокая точность и быстродействие за счет воз-

можности измерения нескольких параметров одновременно. Применение разработанных оригинальных технических средств позволяет разработчикам и производителям стриммерных устройств автоматизировать операции регулировки, их наладки и контроля при производстве.

Реализация работы в производственных условиях. Полученные технические и методические решения, направленные на повышение динамической точности функционирования устройств резервного копирования информации на магнитную ленту использованы в Отделах конструкторских бюро ОАО «Ижевский радиозавод» для анализа конструкций МТЛ профессиональной аппаратуры записи/чтения информации, производимых предприятием,

Созданные автором математическое и методическое обеспечение, технические средства и полученные экспериментальные результаты целесообразно использовать на приборостроительных предприятиях для создания высокоточных и многофункциональных аппаратов магнитной записи для создания ленточных библиотек резервирования данных в корпоративных инфокоммуника-ционных системах.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на Международном Самарском симпозиуме телекоммуникаций (Самара, 1997 - 1999, 2001-2003), 31-33 Научно-технической конференции ИжГТУ (Ижевск, 19992001); VIII Санкт-Петербургской международной конференции «Региональная информатика, 2002» (Санкт-Петербург, 2002); International conference «Vibroin-geneering, 2002» (Kaunas, 2002); Международном симпозиуме «Надежность и качество» (Пенза, 2003); Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в инновационных проектах» (Ижевск, 2003); 31 международной конференции «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникациях и бизнесе» (Украина, Крым, Ялта - Гурзуф, 2004); V Международной научно-технической конференции «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций» (Самара, 2004);

Публикации. Результаты работы отражены в 21 научном труде: 3 статьи в центральной печати, 9 статей в научно-технических журналах и сборниках, 1 депонированная рукопись (объемом 48 страниц) и 8 тезисов докладов на научно-технических конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, 4 главы и заключение, изложенные на 183 с. машинописного текста. В работу включены 37 рис., 7 табл., список литературы из 149 наименований и приложение, в котором представлен акт об использовании результатов работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности темы, формулировку цели и задач работы, основные положения, выносимые на защиту, и определяет содержание и методы выполнения работы.

В первой главе рассмотрены сети хранения данных, которые представляют собой комбинацию аппаратных и программных продуктов, позволяющих не только обеспечить взаимодействие вычислительных подсистем с подсистемами хранения данных, но и предоставить удобные средства для управления всеми

компонентами. Рассмотрено два типа сетей: Storage Area Network (SAN), обеспечивающая блочный доступ подсистемам хранения, и Network Attached Storage (NAS), предоставляющая файловый доступ.

Установлено, что решение SAN компании Cisco Systems дает предприятию возможность создать единую сеть хранения, объединяющую вычислительные ресурсы и подсистемы хранения данных всех подразделений в рамках локальных, городских (MAN) и глобальных (WAN) сетей. Решение Cisco для сетей хранения -это полнофункциональный набор технологий, продуктов и партнерских решений, позволяющий создать сеть хранения на основе открытой архитектуры и промышленных стандартов.

Как элемент Cisco AWID (Architecture for Voice, Video and Integrated Data) сети хранения позволяют заказчику разработать собственную стратегию хранения, управления и защиты данных, базирующуюся на единой инфраструктуре, объединяющей технологии IP, Gigabit Ethernet, Fibre Channel (FC) и оптические сети. Стратегия Cisco Storage Networking охватывает четыре взаимодополняющие технологические области: IP Access to Storage - высокоскоростной блочный доступ к подсистемам по хранеия данных по сетям IP; Network Attached Storage - высокопроизводительный файловый доступ, защита данных и аварийное восстановление информации через сети IP; Storage over Metro Optical - расширение сетей хранения с использованием городской оптической инфраструктуры: Storage over WAN - организация защищенного и высоконадежного взаимодействия сетей хранения через глобальные сети (WAN).

Помимо поддержки промышленных стандартов, компания Cisco активно разрабатывает новые технологии, такие как Small Computer Systems Interface (SCSI) over IP (iSCSI) и Fibre Channel over IP (FCIP), и участвует в их стандартизации. Основная задача решения Cisco для сетей хранения - создать основу для построения инфраструктуры хранения, объединяющей системы хранения различных архитектур: Fibre Channel SAN; IP-connected NAS; Directly Attached Storage.

Аппаратные средства FC состоят из: физического слоя, устройств соединения, устройств трансляции, устройств хранения данных и серверов, которые соединяют устройства хранения данных с серверами и формируют FC fabric. В состав fabric входят физический слой, устройства соединения и устройства трансляции. Устройства соединения, такие, как концентраторы, коммутаторы и директоры (directors) маршрутизируют на гигабитных скоростях кадры FC. Устройства трансляции (такие, как НВА-адаптеры, маршрутизаторы, адаптеры, шлюзы и мосты) являются промежуточной средой между протоколами FC и другими протоколами, такими как SCSI, FCP, FICON, Ethernet, ATM и SONET. Устройства хранения данных на одном конце fabric хранят триллионы бит данных.

Рассмотрены технологии и системы хранения данных на магнитных лентах. Существует множество форматов записи, моделей картриджей, устройств записи, роботизированных библиотек. Есть несколько типов устройств, в той или иной степени позволяющих автоматизировать работу системы резервного копирования или повысить скорость передачи данных: это стекеры (stackers), автозагрузчики (autoloaders), массивы RAIT (Redundant Arrays of Independent Tape) и библиотеки RAIL (Redundant Arrays of Independent Libraries).

Несмотря на то, что приводов магнитных лент и картриджей разной конструкции достаточно много, базовых технологий, используемых во всех устройствах, всего две. Это линейная запись (запись с неподвижной магнитной головкой) и наклонно-строчная запись. Основные изготовители устройств с линейной записью - это Quantum Corp. и Tandberg Data ASA. Quantum занимается производством жестких дисков и приводов магнитных лент DLT. Tandberg Data ASA выпускает устройства DLT, а также имеет фирменную технологию SLR на базе четвертьдюймовых лент (QIC). В настоящее время на рынке представлено 2 основных класса устройств, где реализована технология наклонно-строчной записи. Это устройства, использующие картриджи с лентой шириной 4мм и устройства, работающие с лентой 8мм. Есть еще класс устройств на базе механизма Betacam фирмы Sony (дальнейшее развитие формата Betamax, также предложенного фирмой Sony) и использующие кассеты типа Betacam. Это библиотеки для хранения видеоархивов, емкость которых измеряется десятками петабайт.

В этой же главе проведена оценка состояния средств измерения и контроля параметров движения ленточных носителей, обзор способов и устройств измерения перекоса ленты, дан анализ технических решений для измерения деформаций сигналоносителя, рассмотрены оригинальные аппаратные средства для измерения скорости движения ленточного носителя. Изложены принципы комплексных методов и средств измерения динамических характеристик ленточных носителей.

Во второй главе разработаны различные аспекты обеспечения надежности стриммеров, в первую очередь, параметрической надежности под которой

понимают их способность сохранять свои точностные характеристики во времени с учетом воздействия всех других внешних дестабилизирующих факторов и начальных дисперсий параметров, вызванных наличием производственных допусков. При определении количественных показателей Н^ использовано такое понятие, как точность сохранения параметров сигнала. При количественной оценке коэффициента точности сохранения параметров сигнала задача синтеза надежной аппаратуры должна сводиться к созданию условий инвариантности по отношению ко всем дестабилизирующим факторам. Регламентация коэффициента зависит от требований ко всей информационной системе, в которой работает стриммер, а также от характера регистрируемых и консервируемых сигналов. Оценкой цифровых систем при их инвариантности принята вероятность

правильного воспроизведения символов в кодовой последовательности, характеризующая достоверность консервируемой информации.

В работе рассмотрены следующие типы инвариантности: а) за счет введения компенсирующих каналов и устройств; б) с использованием глубокой отрицательной обратной связи; в) за счет создания сигнала для возмущения передаточной функции, равной нулю (при априорно известной форме помехи или возмущения).

В связи с наличием в стримерах разнообразных аддитивных помех, создаваемых неидеальностью транспортирования ленты в МТЛ, достижение инвариантности компенсирующим методом весьма затруднительно. Поскольку стриммеры можно рассматривать как аналог или даже составную часть канала пере-

дачи информации, то ее инвариантность к помехам следует оценивать допустимой вероятностью ошибки.

Тракты МТЛ стриммеров при решении поставленной задачи рассмотрены как каналы с переменными параметрами. В таком случае вероятность ошибки в некоторые дискретные моменты времени может быть выше допустимой даже при обеспечении ее среднего значения, и, кроме того, при имеющихся нестационарных режимах работы МТЛ, средняя вероятность ошибки неоднозначно связана с качеством функционирования аппаратуры. При исследовании динамики МТЛ показано, что возмущения регистрируемого сигнала вследствие неидеальности тракта движения носителя относительно магнитных головок сосредоточены в сравнительно узкой (по сравнению с записываемым спектром) полосе частот. Поэтому сосредоточенную помеху можно представить гармоническим колебанием со случайными амплитудой, частотой и фазой.

Как известно," помехи в стримерах отождествляются с рядом паразитных колебаний носителя, в тракте (динамическими перекосами, продольными и плоско-параллельными, крутильными колебаниями и др.). Поэтому помехоустойчивость оценивается многомерной функцией всех этих помех.

В случае двух паразитных колебаний (помех) функция помехо-

устойчивости представляется выражением (1), которое усредняет по

имеющимся реализациям результат действия помех и зависит от генеральных миожеств т) и £. Достаточным условием абсолютной инвариантности к множеству помех будет выполнение равенства для всех Иначе говоря, р = туаг!;. (3)

В работе также рассмотрен МТЛ как тракт с постоянными коэффициентами. Тогда достигнуть абсолютной инвариантности можно в случае функциональной и линейной связи между собой случайных коэффициентов разложения паразитного колебания. Условия (2) и (3) требуют, чтобы число независимых переменных в разложении реализаций паразитных колебаний было меньше размерности пространства этих колебаний. Достаточным условием относительной инвариантности к - разность между

левой частью (4) и первым слагаемым правой части. Известно, что помехи, вызванные рядом паразитных колебаний носителя в МТЛ, обладают достаточно четко очерченной структурой с ограниченным числом неопределенных параметров. Математической моделью такой помехи является квазидетерминированный случайный процесс с реализациями в виде функций ряда случайных параметров. Тогда, путем решения задачи минимизации коэффициентов разложения помехи и с учетом условий (2) и (4), может быть синтезирован МТЛ, инвариантный к оговоренной выше аддитивной квазидетерминированной помехе.

Учитывая, что МТЛ является динамической системой, в диссертации колебания (сигналы) рассмотрены как инвариантные множества, зависящие также от фактора времени. Показана принципиальная возможность синтеза МТЛ с оператором, характеризующем условия инвариантности к помехам. Одновременно показана адекватность МТЛ стримеров динамическим системам, относительно кото-

рых могут быть выполнены условия инвариантных множеств. Рассмотрены предельные случаи, когда несоответствие функции, характеризующей МТЛ, интегрируемости по Риману требует обращения к интегралам Лебега или Стильтвеса.

Одним из важнейших факторов, определяющих параметры процесса записи-чтения информации в стриммерах, является постоянство скорости движения магнитного носителя. Поэтому в работе решена задача стабилизации скорости движения магнитной ленты с цифровым регулятором минимальной дисперсии. Предложены методы идентификации объекта и синтеза регулятора.

Для этого формируется сигнал колебаний скорости носителя с помощью контрольной сигналограммы. Аналоговый сигнал у(1) квантуется по времени и амплитуде. Цифровой регулятор формирует последовательность управляющего сигнала каждое значение которой преобразуется в непрерывное управляюгцее воздействие вида

*(') = *('*), /» х«к) = хк. (5)

Решена задача синтеза регулятора, позволяющего управлять объектом таким образом, чтобы обеспечить минимальную дисперсию колебаний скорости носителя. Математически это означает, что текущее управляющее воздействие

символ

х*ш должно определяться из условия =arg min M{y\}{6), где М

- Х11 ^ 8 Л С7) - допус-на амплитуду и - на ско-

математического ожидания; тимая область, отражающая ограничения рость изменения управляющего воздействия.

Для определения управляющего воздействия вида (6) построена математическая модель объекта управления, связывающая управляемую величину с управляющим воздействием. Зависимость между выходной ук и управляющей хк последовательностями описывается разностным стохастическим уравнением

вида А(г)ук = В(г' )г~7хк + (8), где полиномами относительно оператора единичного запаздывания во временной области являются

- последовательность незави-

/=| 1=0

симых случайных величин с нулевым средним и конечной дисперсией чистое запаздывание объекта управления.

Тогда текущее управляющее воздействие вида (6) вычисляется по уравнениям:

[пИП^,

где

J......I ни' к • -*>~*+1»>"*+1--*> (10)" X = ' ' »Г 1

[тах^.л^-б,,^,},*^*;, ' м B-(z-l)B+(z-1)

Г 0, если 1 = к,

Z+T+lji,

если

/ = А -1, А -2,...,' = L1 ~+ 5(z-')F(2-'K,

- ошибка

- прогноз выходного сигнала на т+1 шаг вперед; е^, =ук прогноза выходного сигнала на шаг вперед в соответствии с уравнением

Соответствующие полиномы /""(г"1), £(г-1) удовлетворяют уравнениям:

Полиномы и 1Г(2 ') получены следующим образом. Полином

В(г~[) представлен в виде двух множителей: В(г~х) = В'(г'1)В* (г'1) таким образом, что корни полинома В~(г~]) = Ь0 +Ь[г'1 +... + Ь'т2~ть лежат на границе или внутри единичного круга, а корни полинома В* {г'1) - вне единичного круга.

Поскольку при реализации цифрового регулятора, реализующего уравнения (10) и (11), необходимо знать коэффициенты и порядки полиномов (9), а также чистое запаздывание объекта управления; описываемого математической моделью вида (8), в работе эти величины получены методами идентификации, обрабатывая сигналы реакции объекта управления на различные возмущающие воздействия.

Для идентификации параметров модели (8) удобно использован следующий рекуррентный алгоритм:

где 5 - число дискретных значений входного воздействия и выходного сигнала. Рекуррентная процедура (12), (13) начинается с п — 1 и т = 0 .коэффициенты оцениваются поочередно, и процедура прекращается, когда где

^л+Ф = + , а остаточная сумма квадратов удовлетво-

ряет рекуррентному уравнению

со.

с начальными условиями ви-

- критическое значение, выбранное по таблицам распределения Фишера при степенях свободы и уровне значимости После этого чистое запаз-

дывание определено в соответствии с правилом:

Далее повторяются вычисления по рекуррентному алгоритму (12), (13) при Т = Т.

В работе проведен анализ погрешностей записи и записи-воспроизведения в случае, когда на стример действуют случайные помехи, представляющие собой двумерный стационарный случайный процесс. Построена математическая модель работы стриммеров, в частности, определение погрешностей записи и записи-воспроизведения, а также исследованы вероятностные свойства указанных погрешностей. Изучена погрешность записи. Предложена математическая модель записываемого и записанного сигналов, определяется погрешность записи, представляющая собой средний квадрат расстояния на плоскости между записываемой и записанной точками. На математическом языке сформулированы достаточные условия, накладываемые на случайные помехи стриммера, при которых возможно удовлетворительно описать вероятностные свойства погрешности записи. При указанных условиях установлены точные и приближенные формулы для среднего и дисперсии погрешности записи, доказана ее асимптотическая нормальность при неограниченно возрастающем времени записи. Установлены сравнительно простые и пригодные для построения доверительные интервалы экспоненциальных оценок сверху для вероятности погрешности записи. Определена погрешность, получаемая в процессе, когда сначала сигнал записывается на ленту, а затем воспроизводится. Описаны ее вероятностные свойства.

В третьей главе разработан диагностический контрольно-измерительный комплекс для исследования динамической точности функционирования МТЛ.

Для обобщенного анализа МТЛ, как объект диагностирования, представлен вместе с контрольно-измерительной аппаратурой и ЭВМ как многоканальная компьютеризированная информационно-измерительная система (КИИС) (рис. 1).

На входе системы имеются источники сообщений 1, каждый из которых отождествляется с элементами МТЛ. Передаваемое сообщение заключается в указании величины параметров - конструктивных параметров МТЛ, характеризующих состояние элемента МТЛ. Для передачи сообщения оно должно быть закодировано, т.е. преобразовано в другие физические величины - в данном случае в перемещение элементов МТЛ, соприкасающихся с лен -

точным носителем. Все сообщения в закодированном виде взаимодействуют с единой средой 3 - ленточным носителем информации и влияют на характер его движения. На среду 3 также воздействуют внешние условия и различные неучитываемые причины, проявляющиеся в виде шумов 4. Преобразователь 5 - воспроизводящий элемент - через записанную на ленточный носитель

Рис.1. Блок-схема КИИС 1- источники сообщений; 2 - блоки кодирования; 3 - среда; 4 - источники шумов; 5 - преобразователь; 6 - ЭВМ, 7 - блок представления информации.

информацию воспринимает результирующие колебания носителя S, порожденные всеми элементами МТЛ. Сигнал Я' с выхода преобразователя 5 в виде электрического напряжения поступает на ЭВМ 6, на выходе которой вырабатываются сигналы определенным образом связанные с закодированными сообщениями 5Л. Блок 7 осуществляет обратный перевод сигналов в сообщения являющиеся оценками исходных сообщений

Работа МТЛ представляется в виде оператора 5 = Ь(]¥,Е,и), где 5 - вектор выходного параметра; W - переменный вектор состояния; Е -вектор управляющего воздействия; и - вектор, характеризующий внешние условия; Ь - оператор преобразования.

Предполагается, что Е и и во время диагностирования не меняются. Тогда выходной процесс МТЛ - движение 5 носителя в тракте будет полностью определяться только состоянием МТЛ W. Степень динамической точности в значительной мере можно определить путем экспериментальных испытаний образцов МТЛ и измерения их динамических характеристик. Для этого созданы различные средства измерения колебаний, перекосов, деформаций, неравномерности скорости движения ленточного носителя.

Для измерения динамической деформации движущейся магнитной ленты в стримерах создано устройство, представленное на рис.2.

Устройство работает следующим образом. На движущуюся магнитную ленту 2 записан контрольный сигнал 3, представляющий собой поперечную линию намагниченности, расположенную под острым углом к краю магнитной ленты 2. Контрольный сигнал 3 воспроизводится блоком 1 магнитных головок. Первый из воспроизводимых импульсов устанавливает триггер 6 в единичное состояние. При этом импульсы с выхода генератора 7 импульсов через элементы И 8 и 13 проходят на суммирующий вход реверсивного счетчика 14. Второй считанный импульс устанавливает триггер 6 в единичное состояние, тем самым, разрешая

Рис.2. Блок-схема устршстш прохождение импульсов с генера-1 - блок магнитных головок; 2 - магнитная лента; _

3 - контрольный сигнал; 4 - группа усилителей; 5 тора 7 импульсов на суммирующий

- группа формирователей импульсов; 6, 9 - триг- вход реверсивного счетчика 14 сле-

геры; 7 - генератор импульсов; 8, 12, 13 - эле- дующей группы, а также обнулит

мешы И; 10 - элемент задержки; 11 - индикатор; триггер 6 первой группы. 14 - группа реверсивных счетчиков.

По заднему фронту импульса с выхода триггера 6 первой группы произойдет перекидывание триггера 9 второй группы в единичное состояние, с прямого выхода которого высоким потенциалом подготовится к работе элемент И 12 второй группы. При воспроизведении второй линии контрольного сигнала 3 импульсы с генератора 7 проходят через элементы И 8 и 12 первой и второй групп и поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 14 первой группы.

Таким образом, на выходе первого из группы реверсивного счетчика 14 сформируется разностный сигнал, пропорциональный продольной деформации на данном участке магнитной ленты 2. Формирование разностных сигналов на других участках ленты происходит аналогично. По заднему фронту импульса с прямого выхода последнего триггера 8 информация с выходов группы реверсивных счетчиков 14 индицируется на индикаторе 11.

Следовательно, определение динамической деформации магнитной ленты происходит в результате сравнения двух интервалов времени, полученных при считывании контрольного сигнала одной и той же парой магнитных головок, поэтому несоосность расположения рабочих зазоров блока магнитных головок на процесс измерения не влияет.

В работе предложен способ для измерения перекоса ленточного носителя, который обладает высоким быстродействием за счет возможности измерения перекоса за один цикл сканирования магнитной головки. Способ реализуется следующим образом. На ленточный носитель наносят контрольный сигнал в виде линии намагниченности, расположенной параллельно движению носителя (рис.3). Сканируют воспроизводящим элементом по окружности, центр которой располагают на расстоянии а от линии намагниченности. Точки пересечения сканирующего воспроизводящего элемента с контрольным сигналом образуют равнобедренный треугольник высота которого определяется по фор-

муле: A=|OF|=/fc0s((0T/2),TOe R - радиус окружности, описываемой скани- угловая скорость движения скани- интервал времени между воспро-

При отсутствии перекоса высота треугольника будет ровна величине h. При наличии перекоса интервал времени увеличивается, тем самым уменьшая величину h. В этом случае величину перекоса можно определить из прямоугольного треугольника AOFF, по формуле: 5 = arceos \_Rja • cos (сот/2)].

контрольным сигналом

В диссертации предложено устройство управления скоростью движения магнитного носителя, которое предназначено для повышения надежности записи информации за счет регулирования скорости движения магнитного носителя в широких пределах и с высокой точностью. <

рующим воспроизводящим элементом; са рующего воспроизводящего элемента; т изведенными импульсами.

Рис.3. Фрагмент ленты с нанесенным на нее

На рис.4 представлена схема данного устройства, которое работает следующим образом.

При подаче команды "Пуск" на второй вход элемента ИЛИ 13 устройство устанавливается в исходное состояние: триггеры 11, 12 устанавливаются в нулевое состояние, в счетчики 4, 10 заносятся значения коэффициентов деления из первого 7 и второго 8 блоков памяти. С выхода датчика 6 через формирователь 5 начинают поступать импульсы на вход формирователя 21, второй вход элемента ИЛИ 14 и счетный вход счетчика 10.

Формирователь 21 в соответствии с частотой импульсов импульсного датчика 6 формирует на выходе код, воздействующий на вход третьего блока памяти. Выход блока 9 воздействует на второй вход интегратора 22 и в зависимости от этого значения происходит подключение одной из ряда ЯС -цепочек интегратора 22, которая наилучшим образом уменьшает время переходных процессов электродвигателя при пуске и последующей работе устройства. Другими словами, происходит регулирование постоянной времени интегратора 24.

В результате при пуске с выхода интегратора 21 через усилитель 1 на электродвигатель блока 2 подается напряжение, соответствующее оптимальным значениям переходных процессов. В зависимости от скорости вращения электродвигателя схема формирования импульсов, механически связанная с ним, формирует на выходе блока 2 записи-воспроизведения импульсы, которые через формирователь 3 поступают на счетный вход счетчика 4. Пусть коэффициент деления счетчика 4 имеет значение т, а второго счетчика 10-п. После включения устройства на выходе счетчика 10 появится положительный импульс и по его переднему фронту триггер 12 перебросится в единичное состояние. В результате откроется элемент И 17, на его выходе появится уровень логической единицы, который откроет ключ 13, с выхода последнего на первый вход интегратора поступит определенный уровень напряжения (допустим положительный уровень), который проинтегрируется в соответствии с подключенной ЯС-цепочкой, затем усилится и поступит на вход блока 2 записи-воспроизведения. Произойдет "разгон" электродвигателя и частота импульсов с выхода блока 2 увеличится. На выходе счетчика 4 появится положительный импульс, задний фронт которого установит триггер 11 в единичное состояние. Закроется элемент И 17 и соответственно ключ 19. И далее последующий при-

Рис.4. Блок-схема устройства 1 - усилитель; 2 - блок записи-воспроизведения, 3, 5, 8, 21 - формирователи; 4, 10 - счетчики, 6 - импульсный датчик; 7-9 - блоки памяти, 11,12-триггеры, 13,14-элементы ИЛИ, 15-17 - элементы И, 19, 20 - ключи, 22 - интегратор

ходящий импульс с датчика 6 через второй вход элемента ИЛИ 14 поступит на третий вход элемента И 15 и, поскольку на двух остальных входах последнего уровень логической единицы, через формирователь 13 поступит на первый вход элемента ИЛИ 13. Тем самым устройство управления скоростью движения магнитного носителя снова установится в исходное состояние.

В случае возрастания частоты импульсов с выхода блока 2 на выходе счетчика 4 появится положительный импульс, который своим задним фронтом установит триггер 11 в единичное состояние. На его прямом выходе появится уровень логической единицы, который через первый вход элемента И 16 откроет ключ 20. На его выходе установится также определенный уровень (допустим, отрицательный уровень), который проинтегрируется в соответствии с подключенной ЯС -цепочкой, затем усилится и поступит на вход блока 2. Произойдет "торможение" электродвигатели, а частота импульсов с выхода блока 2 будет уменьшаться.

Затем на выходе счетчика 10 появится положительный импульс, передний фронт которого установит триггер 12 в единичное состояние. Закроется элемент И 16 и, следовательно ключ 20. Далее последующий приходящий импульс с импульсного датчика 8 через второй вход элемента ИЛИ 14 поступит на третий вход элемента И 15 и, так как на двух остальных входах последнего уровень логической единицы, через формирователь 18 поступит на первый вход элемента ИЛИ 13. Тем самым устройство вновь установится в исходное состояние.

Таким образом, кроме пускового момента, устройство будет отслеживать изменение частоты импульсного датчика 6 в широких пределах в процессе работы. Периодически будут открываться то первый 19, то второй 20 ключи, в итоге управляя скоростью движения магнитного носителя. Особенностью устройства является то, что его установка в исходное состояние связана по фазе с импульсами импульсного датчика 6, частота которых меньше частоты импульсов с выхода блока 2 записи-воспроизведения. Тем самым повышается точность регистрации информации. Использование связи выход первого счетчика 4 - первый вход второго 14 элемента ИЛИ вызвано тем, что при проведении геофизических исследований в скважинах возможно пропадание импульсов с выхода импульсного датчика 6. В этом случае будет открываться только второй ключ 20 и произойдет "торможение" электродвигателя.

Предлагаемое устройство управления скоростью движения магнитного носителя за счет изменения кодов в первом 7 и втором 8 блоках памяти позволяет получать точное наперед заданное соотношение частот с выхода импульсного датчика 6 и выхода блока 2 записи воспроизведения.

В четвертой главе изучено влияние неравномерности скорости протягивания ленты в стриммерах на динамику ее перекосов. Это связано с тем, что увеличение продольной и поперечной плотности записи информации на магнитной ленте (МЛ) требует существенного улучшения динамических характеристик МТЛ.

Модель МЛ в виде двумерной среды позволяет описать искажения - динамические перекосы, т.е. временные рассогласования между различными до-

рожками, что особенно важно для стриммеров с широкими МЛ (8 мм и более). Поэтому, в работе приведено решение задачи о плоском напряженном состоянии МЛ, на двух краях которой заданы скорости перемещения, а два других свободны. Плоская задача движения МЛ между двумя вращающимися с заданной скоростью валами имеет вид:

д2иг , а2иу дги.

дхду д2С/„

-+Ъ

дх2

а2и.

+ а-

ду2

= 0,

дхду дх2 ду2

УЛ-1,У>0-Увв(-1,у,0 = Ух(У,0-У«®(УЛ) (15)

(14) У,П.у,0 = У,№ К(1.УЛ = К(УЛ]

(16)

<гЛх,у, 0=0;^ = О

(17)

где С/г = иХ{х,у,иу = иу(х,у,-перемещения, Ух,Уу-абсолютные скорости,

0 - относительная объемная деформация МЛ в неподвижной системе координат, ои, - напряжения, X, ц - коэффициенты Ляме, У0 - скорость перемещения МЛ (номинальная), 21, Н - геометрические размеры отрезка МЛ, Ух, 7Х, Уу, Уу, © - заданные

„ 7 „ на границах абсолютные скорос-

Рис. 5. Система координат и граничные условия г *

ти и относительная объемная деформация, а = 4(Я. + ц)(ЗХ + 2ц)"', 6 = (А. + 2ц)(ЗХ. + 2ц)"' (рис. 5).

Выражая напряжения, абсолютные скорости, относительную объемную деформацию через перемещения

3/ ах от дх

.„ чдиу ,дих (диу диЛ

С™ = 2(Я+и)—У-+Л—Е-, ст„ = и\ —+—ь * ду дх " и[дх ду

(дих диу\

—ь +-г.

й* ду

(18)

и исключив из (14) одну из неизвестных функций, например IIх, получим Ш Ш

их(х,у,1) = /Х(х, 0 - /„ (у, 0 - /, (0, (19)

где /х, / , fl неизвестные функции - постоянные интегрирования.

Таким образом, краевая смешанная задача (14)-(17) принимает вид

34С/„ д'и„ д4и„

-+2

дх4 дх'ду1 ду*

= 0.

(20)

Используя методы разложения неизвестных и заданных функций в ряды Фурье на отрезке _уе[Д//| и удовлетворяя условиям (21), (22), ищем решение задачи в виде монохроматических колебаний с произвольной частотой ю0

комплексные величины и функции, подлежащие определению, 5 - функции Дирака введены для устранения разрывов функций Уу, Уу в угловых точках при разложении их в ряды Фурье по нечетным функциям.

Так как оси вращения валов не совпадают с их геометрическими осями центров, законы изменения линейных скоростей на границах МЛ имеют вид:

где _/' = 1,2 - номер вала,

£/00> ф/00- изменение эксцентриситета и угла его поворота вдоль оси у, еу„, еА, срА - начальное и конечное значения эксцентриситета и угла поворота. Считая, что изменение относительной деформации в зоне проскальзывания первого вала целиком зависит от относительного удлинения МЛ в направлении оси у,примем

.- .- Ч-Г I \ тгг-к/-хг, (у)(21)'1 + р,(у)) *

Рис.7. Изменение амплитуды в диссертации для примера, не

перемещений У,(тах Аи, = 3,8-10~4м)

учитывая движения МЛ вдоль оси и принимая £2(у) = ъ1Н ~(£2/т ~е2*№~1у, £1 М = ео> получены граничные условия (15)-(16) в виде

Результаты расчетов, выполненных на компьютере, приведены на рис. 6 и рис. 7. Найденные значения С/г в зависимости от у фактически дают значения амплитуд и фаз перекосов, выраженных в линейных единицах. Нормируя средней скоростью У0, легко перейти к временным единицам, более привычным в инженерных расчетах.

В работе для измерения угла перекоса и скорости движения ленты в стриммерах предложено устройство (рис.8), которое работает следующим образом. На движущуюся магнитную ленту 2 записан контрольный сигнал, представляющий собой две поперечные линии намагниченности, расположенные под разными острыми углами а и р к краю магнитной ленты 2. Контрольный сигнал воспроизводится блоком 1 магнитных головок.

При воспроизведении первой линии 3 контрольного сигнала по заднему фронту импульса с выхода первого из формирователей 5 импульсов триггер 14 устанавливается в единичное состояние, высокий потенциал с прямого выхода которого разрешает прохождение импульсов с выхода генератора 13 импульсов через элемент И 12 на вход счетчика 11 импульсов.

23

Импульс с выхода второго формирователя 5 импульсов передним фронтом через элемент ИЛИ 8 записывает информацию их счетчика 11 импульсов в регистр 9 сдвига, а задним фронтом обнуляет счетчик 11 импульсов, подготавливая его к измерению следующего интервала времени, процесс измерения которого происходит аналогичным образом.

Таким образом, по окончании воспроизведения первой линии 3 контрольного сигнала в регистре 9 сдвига, коме последнего разряда (число разрядов регистра сдвига равно количеству магнитных головок в блоке 1), находится информация о всех измеренных промежутках. При воспроизведении второй линии 23 контрольного сигнала по переднему фронту импульса с выхода второго формирователя 5 импульсов из группы через элемент ИЛИ 8 происходит сдвиг информации в регистре 9 сдвига, при этом на выходах первого и последнего разрядов присутствует информация об измеренных промежутках времени обеих линий контрольного сигнала, воспроизведенных одной и той же парой магнитных головок. Вычисление параметров движения магнитной ленты производится по формулам: У=а (а-р)/(т, -тг) ; 5=(т2а-т,Р)/(т,-т2), где V -

скорость движения магнитной ленты; 5 - угол перекоса; а и Р - углы линий намагниченности; т, и т2 - промежутки времени между парами воспроизведенных одной и той же парой магнитных головок импульсов обеих линий контрольного сигнала; - расстояние между магнитными головками в блоке; полученным в результате описания прямоугольных треугольников, образованных наклонными линиями контрольного сигнала и краем магнитной ленты.

Рис.8. Блок-схема устройства для измерения

параметров движения магнитной ленты 1- блок магнитных головок; 2- магнитная лента; 3,23-контрольный сигнал; 4- усилители; 5- формирователи импульсов; 6- регистры; 7- блок индикаторов; 8- элемент ИЛИ; 9- регистр сдвига; 10,15-вычитатели; 11- счетчик импульсов; 12- элемент И; 13- генератор импульсов; 14- триггер; 16,17,18- за-датчики; 19,20- умножители; 21,22- делители

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В результате впервые проведенных комплексных исследований выполнены разработка и научное обоснование технических и методических решений, направленных на повышение динамической точности функционирования уст-

ройств резервного копирования информации на магнитную ленту путем исследования инвариантности влияния дестабилизирующих их работу параметров на их параметрическую надежность и создание аппаратно-программных средств подсистемы встроенного контроля точности, внедрение которых позволит существенно уменьшить погрешности записи-чтения информации и повысить ее достоверность в сетях хранения данных инфокоммуникационных систем.

2. Оценкой параметрической надежности цифровых систем их инвариантности может служить вероятность правильного воспроизведения символов в кодовой последовательности, характеризующая достоверность консервируемой информации.

3. Тракты МТЛ стриммеров при достижении инвариантности приходится рассматривать как каналы с переменными параметрами. В таком случае вероятность ошибки в некоторые дискретные моменты времени может быть выше допустимой даже при обеспечении ее среднего значения, и, кроме того, при имеющихся нестационарных режимах работы МТЛ, средняя вероятность ошибки неоднозначно связана с качеством функционирования аппаратуры.

4. Если рассматривать МТЛ как тракт с постоянными коэффициентами, то достигнуть абсолютной инвариантности можно в случае функциональной и линейной связи между собой случайных коэффициентов разложения паразитного колебания. При этом число независимых переменных в разложении реализаций паразитных колебаний должно быть меньше размерности пространства этих колебаний.

5. Предложены методы идентификации объекта и синтеза регулятора. Результаты экспериментального исследования показали, что исследуемая цифровая система стабилизации позволяет в 3-4 раза уменьшить дисперсию колебаний скорости.

6. Построена математическая модель работы стриммера со случайными помехами, представляющими собой двумерный случайный процесс. В частности, определены погрешности записи и записи-воспроизведения. На математическом языке сформулированы достаточные условия на случайные помехи, при которых возможно удовлетворительно описать вероятностные свойства погрешностей записи и записи-чтения.

7. Установлены формулы для среднего и дисперсии погрешностей записи и записи-чтения, определены сравнительно простые и пригодные для построения доверительных интервалов экспоненциальные оценки сверху вероятностей, что погрешности записи-чтения превысят заданный уровень, изучена асимптотическая нормальность погрешностей записи-чтения при неограниченно возрастающем времени записи цифровой информации.

8. Получено решение двумерной граничной задачи колебания магнитной ленты без учета ее массы. В отличие от ранее используемых управлений, учтены скорость протягивания магнитной ленты и ее проскальзывание при входе на свободный участок. Анализ результатов расчетов позволил сделать следующие выводы: при значениях параметров, близких к реальным, разложения решений в ряды Фурье сходятся достаточно быстро; зависимость распределения амплитуд перекосов по ширине МЛ мало отличается от линейной при отсутствии

смещений по оси ординат; влияние граничных условий на входе и выходе рассматриваемого участка МЛ не одинаково и совпадает при равной нулю номинальной скорости протягивания МЛ.

9. С целью диагностики динамической точности МТЛ стриммерных устройств автором работы разработана компьютеризированная ИИС, позволившая повысить точность измерений различных параметров движения ленты на 5-27%.

10. Описаны принципы действия оригинальных устройств измерения деформации. Проведен сравнительный анализ их работы при измерении продольной, одновременного определения величин продольной и поперечной деформации, а также измерения деформации ленты в различных точках линии сечения ленты по ширине.

11. Высоким быстродействием за счет возможности измерения за один цикл сканирования магнитной головки по магнитной ленте обладает разработанный способ для измерения перекоса ленточного носителя.

12. Предложены принципы функционирования устройств измерения скорости движения ленточного носителя. Причем созданные технические решения позволяют определять неравномерность скорости в продольном и поперечном направлениях транспортирования носителя, а также скорость перемещения отдельных участков ленты, расположенных по ее ширине.

13. Для обеспечения стабилизации скорости движения ленты в стримерах предложено устройство для управления скоростью ее движения.

14. Предложены способы расположения рабочих зазоров магнитных головок, при помощи которых можно проводить измерения рассогласования фронтов импульсов частотно-модулированных сигналов, как из-за динамического перекоса, так и из-за поперечных колебаний или из-за проскальзывания магнитной ленты относительно ведущего вала.

15. Созданные автором математическое и методическое обеспечение, технические средства и полученные экспериментальные результаты целесообразно использовать на приборостроительных предприятиях для создания высокоточных и многофункциональных аппаратов магнитной записи для создания ленточных библиотек резервирования данных в корпоративных инфокоммуни-кационных системах.

НАУЧНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Титов В.А. Стримеры как составная часть сетей хранения данных // Надежность и качество: Труды междунар. симпозиума.- Пенза: Информ.-издат. центр ПТУ, 2001.-С. 327-332.

2. Титов В.А. Ленточные устройства хранения данных в инфокоммуника-ционных системах // 32-я науч.-техн. конф. ИжГТУ: Тез. докл. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2002. - С. 47-49.

3. Titiov V.A., Lyalin V.E. Динамические модели механизмов транспортирования ленты устройств резервного копирования и хранения информации // International conference Vibroingeneering 2003, Oktober 2003 - Kaunas: Litiluanian Academy of Sciences - P. 38-43.

4. Лялин В.Е., Титов В.А. Оценка динамической точности устройств резервного копирования при записи и воспроизведении информации // Интеллектуальные системы в промышленности: Сб. науч. тр. ИжГТУ.- 2004.- № З.Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2004.- С. 18-29.

5. Григорьев Е.В., Титов В.А. Анализ инвариантности влияния дестабилизирующих факторов движения ленты в стриммерных устройствах на их параметрическую надежность // Интеллектуальные системы в промышленности: Сб. науч. тр. ИжГТУ.- 2004.- № 3.- Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2004.- С. 12-17.

6. Лялин В.Е., Титов В.А. Устройства для измерения динамической деформации магнитной ленты в устройствах резервного копирования информа-цци // Интеллектуальные системы в промышленности: Сб. науч. тр. ИжГТУ.-2004.- № 3.- Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2004.- С. 33-42.

7. Титов В.А., Лялин В.Е. Технические решения для одновременного измерения нескольких параметров движения магнитной ленты в стриммерных устройствах // Интеллектуальные системы в промышленности: Сб. науч. тр. ИжГТУ- 2004.- № 3.- Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2004,- С. 43-54.

8. Лялин В.Е., Титов В.А. Влияние неравномерности скорости протягивания ленты в стриммерах на динамику ее перекосов // Математическое моделирование и интеллектуальные системы: Сб. науч. тр. ИжГТУ.- 2004.- №1(3).-Ижевск: Изд-во ИЭ УрО РАН, 2004.- С. 5-8.

9. Григорьев Е.В., Титов В.А. Синтез цифрового регулятора скорости магнитного носителя и идентификация объекта управления в устройствах резервного копирования информации // Математическое моделирование и интеллектуальные системы: Сб. науч. тр. ИжГТУ.- 2004.- №1(3).- Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2004.- С. 24-26.

10. Титов В.А. Измерение рассогласования фронтов импульсов частотно-модулированных сигналов при измерении параметров движения ленточного носителя // Математическое моделирование и интеллектуальные системы: Сб. науч. тр. ИжГТУ.- 2004.- №1(3).- Ижевск: Изд-во ИЭ УрО РАН, 2004.- С. 40-41

11. Анализ функционирования сетей хранения данных, принципов записи-чтения устройств резервного копирования и технических средств контроля их динамической точности / Титов ВА.- Ижевск: ИжГТУ, 2004,- Деп. в ВИНИТИ 14.09.04 № 1470-48 с.

12. Титов В.А. Определение погрешности чтения сигналов в стримерах, вызванной колебаниями движущегося ленточного носителя // Математическое моделирование и интеллектуальные системы: Сб. науч. тр. ИжГТУ.- 2004.-№1(3).- Ижевск: Изд-во ИЭ УрО РАН, 2004.- С. 57-58.

13. Лялин В.Е., Титре В.А. Технические средства для измерения перекоса и скорости движения ленты в стриммерных устройствах // Математическое моделирование и интеллектуальные системы: Сб. науч. тр. ИжГТУ.- 2004.-№1(3).- Ижевск: Изд-во ИЭ УрО РАН, 2004.- С. 67-71.

14. Титов В.А., Лялин В.Е. Оценка параметрической надежности систем резервного копирования информации на основе анализа инвариантности возмущений в них // Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникациях и бизнесе: Материалы 31 Междн. конф. — Украина, Крым, Ялта — Гурзуф:

Ж. «Успехи современного естествознания» №5, 2004, Приложение №1, М. «Академия естествознания».- С. 86 - 88.

15. Титов В.А., Рагульскис К.М. Цифровое регулирование движения носителя информации в устройствах резервного копирования инфокоммуникацио-ных систем // Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникациях и бизнесе: Материалы 31 Междн. конф. - Украина, Крым, Ялта — Гурзуф: Ж. «Успехи современного естествознания» №5, 2004, Прилож. №1, М. «Академия естествознания».- С. 88 - 90.

16. Титов В.А., Лялин В.Е., Григорьев Е.В. Анализ погрешностей записи -чтения информации в высокоинформативных устройствах резервного копирования данных в сетях хранения данных // Известия Тульского гос. университета, 2004, - Том 10.- Вып. 3. - С. 33-46.

17. Титов В.А., Лялин В.Е., Григорьев Е.В. Исследование инвариантности воздействия дестабилизирующих факторов на динамическую точность устройств резервного копирования информации // Известия Тульского гос. университета, 2004, - Том 10.- Вып. 3. - С. 64-69.

18. Титов В.А., Лялин В.Е., Григорьев Е.В. Цифровое регулирование движения ленты высокоскоростных механизмов транспортирования носителя информации в стриммерных устройствах // Известия Тульского гос. университета, 2004, - Том 10.- Вып. 3. - С. 52-57.

19. Титов В.А., Мальцев С.А. Определение динамической точности устройств резервного копирования и хранения информации // Проблемы техники и технологии телекоммуникаций: Материалы Пятой Междн. научн.-техн. конф.-Самара: Изд-во ПГАТИ, 2004.- С. 64-68.

20. Титов В.А., Лялин В.Е. Параметрическая надежности систем резервного копирования с учетом инвариантности возмущающих факторов // Проблемы техники и технологии телекоммуникаций: Материалы Пятой Междн. научн.-техн. конф.- Самара: Изд-во ПГАТИ, 2004.- С. 53-58.

21. Титов В. А., Григорьев Е.В. Решение задачи о напряженном состоянии магнитной ленты в стримерах с помощью проекционных методов // Проблемы техники и технологии телекоммуникаций: Материалы Пятой Междн. научн.-техн. конф. - Самара: Изд-во ПГАТИ, 2004.- С. 42-49.

В. А. Титов

Подписано к печати 10.11.2004 г. Формат 60x84/16. Бумага писчая. Усл. печ. л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ Отпечатано в типографии ИжГТУ,

426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7.

•2**7 5

251

Введение.

Глава 1. Анализ функционирования сетей хранения данных, принципов записи-чтения устройств резервного копирования и технических средств контроля их динамической точности

1.1. Сети хранения данных.

1.1.1. Применение сетей хранения данных.

1.1.2. Объединение подсистем хранения.

1.1.3. Повышение надежности.

1.1.4. Услуги хранения данных.

1.1.5. Преимущества решения Cisco для сетей хранения данных

1.2. Аппаратные средства технологии Fibre Channel.

1.2.1. Физический слой.

1.2.2. Устройства соединения.

1.2.3. Устройства трансляции.

1.2.4. Устройства хранения данных.

1.2.5. Серверы.

1.2.6. Надежность, готовность и удобство эксплуатации

1.2.7. Основная структура сетей хранения данных FC.

1.3. Анализ современных ленточных устройств хранения данных

1.3.1. Темпы роста емкостей картриджей и скоростей записи/чтения стриммеров.

1.3.2. Интеллектуальные системы ленточных библиотек

1.3.3. Комбинированные решения «диски + ленты».

1.3.4. Обзор устройств и технологий хранения данных на магнитной ленте.

1.3.5. Преимущества ленточных накопителей.

1.4. Эволюция страхового копирования.

1.4.1. Автоматизация процедур.

1.4.2. Методы страховки информации.

1.4.2.1. Резервное копирование.

1.4.2.2. Архивирование.

1.4.2.3. Схемы ротации.

Актуальность темы. В последнее время наблюдается стремительное развитие технологий систем хранения данных, выбор которой в значительной степени зависит от размеров информационной сети и от необходимой оперативности доступа к файлам. Для резервного копирования файлов из локальных сетей обычно используются стриммеры, представляющие собой высокоинформативные накопители информации на ленточных носителях.

В йерархии массовой памяти - оперативной (on-line), почти оперативной (near on-line), автономной (off-line), удаленной (off-line) - практически везде можно найти магнитные ленты, и только оперативный режим работы оставлен за жесткими дисками. Для хранения информации диски вполне пригодны лишь в некоторых случаях кратковременных отказов, но абсолютно не приспособлены для восстановления данных при катастрофах: крайне неэкономично и непрактично сберегать в сейфе несколько поколений копий на жестких дисках. Напротив, с помощью давно проверенных методов данные можно эффективно и недорого хранить на магнитной ленте. Во-первых, сменные ленты занимают мало места и очень просто перезаписываются. Во-вторых, они обеспечивают достаточно высокую скорость передачи при создании резервных копий и восстановлении утерянных данных. В последнее же время благодаря технологическим достижениям отмечается значительный рост емкостей и скоростей. Уже сейчас имеются ленточные кассеты, способные вместить от 100 до 300 Гбайт, тем временем ведется разработка кассет еще большей емкости. А эффективные программные инструменты позволяют оптимизировать хранение данных.

Тенденция развития идет в направлении больших централизованных ленточных библиотек с автоматической загрузкой кассет. Поэтому администраторы теперь не используют носители с маленькой емкостью локально на каждом отдельном сервере. Количество необходимых для работы накопителей непрерывно падает. Однако объем подлежащих хранению данных растет параллельно с сохраняемым на дисках.

Технологическое разнообразие ленточных устройств настолько велико, что представить в рамках настоящей работы весь спектр применяемых решений не представляется возможным. И все же пока в качестве критерия для классификации можно выбрать ширину ленты. Этот параметр можно сравнить с объемом цилиндров в двигателе при оценке класса автомобиля. По каким-то отдельным параметрам устройства младшего класса могут превосходить более дорогие старшие, но в целом они обладают набором качеств, определяющих их принадлежность к определенному классу. Малый класс - ленты широтой 4 миллиметра, средний - 8-миллиметровые ленты, старший - полудюймовые ленты. Отдельное место занимают элитные продукты класса high-end - IBM 3480/3490, Storage Tec 9840, DTF и Ampex.

Однако на технологии, используемые при создании ленточных накопителей, оказывают влияние несколько обстоятельств. Во-первых, лента - это, по всей видимости, самое механическое, если так можно сказать, устройство из всей компьютерной периферии. Поэтому создателям новых устройств приходится решать целый ряд специфических проблем механического свойства. Им нужно выбрать оптимальную ширину ленты и метод размещения записи на ленте, обеспечить максимальную динамику движения и минимальное число перегибов при перематывании. Вторая проблема - собственно способ записи на ленту и метод считывания информации, в том числе и компрессии данных. Но самое главное заключается в том, чтобы найти оптимальное сочетание, обеспечивающее наиболее быстрый доступ к данным, высокую пропускную способность канала передачи и надежность хранения. В поисках оптимума каждый из производителей избирает собственное направление.

Любое из вышеперечисленных устройств хранения данных структурно включает динамические системы записи-чтения и механической развертки носителя информации. Последняя представляет из себя МТЛ, идентифицирующийся сложной многомерной колебательной системой, функционирующей в условиях воздействия на нее случайных возмущений.

Главной задачей при конструировании стриммеров является обеспечение высокой динамической точности МТЛ, поскольку именно он в большей мере, чем система записи-чтения информации, влияет на точность и качество отображения информации.

Объектом исследования являются сети хранения данных, устройства резервного копирования и хранения информации; инфокоммуникационные системы; механизм транспортирования ленты (MTJI); диагностический комплекс информационно-измерительных средств для контроля динамической точности отображения информации; магнитная лента (МЛ).

Предметом исследования разработка технических средств для измерения перекоса, деформации, колебаний и неравномерности скорости движения ленты; математическая модель работы МТЛ со случайными помехами, погрешности записи и записи-воспроизведения, параметрическая надежность МТЛ, его инвариантность к дестабилизирующим факторам, система стабилизации скорости движения MJ1 с цифровым регулятором, идентификация объекта управления, задача о плоском напряженном состоянии МЛ.

Цель работы - разработка и научное обоснование технических и методических решений, направленных на повышение динамической точности функционирования устройств резервного копирования информации на магнитную ленту путем исследования инвариантности влияния дестабилизирующих их работу параметров на их параметрическую надежность и создание аппаратно-программных средств подсистемы встроенного контроля точности, внедрение которых позволит существенно уменьшить погрешности записи-чтения информации и повысить ее достоверность в сетях хранения данных инфокоммуника-ционных систем.

Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи:

- провести анализ функциональных схем перспективных ленточных устройств хранения информации различного типа; выявить особенности конструирования МТЛ этих устройств;

- определить условия инвариантности МТЛ стриммеров по отношению к возмущающим факторам для поддержания заданных точностных характеристик информационной части записываемого сигнала;

- разработать систему стабилизации скорости движения магнитной ленты с цифровым регулятором минимальной дисперсии путем идентификации объекта регулирования и синтеза самого регулятора;

- провести анализ потерь погрешностей записи и записи-чтения в случае, когда на стриммер действуют случайные помехи, которые являются количественной характеристикой суммарного влияния возмущений, возникающих во всех узлах и блоках стриммера;

- вывести аналитические выражения для среднего и дисперсии установленных погрешностей; получить достаточно точные и удобные для применения оценки сверху для вероятности, что погрешности регистрации превысят заданный уровень, поскольку точный подсчет функций распределения погрешностей обычно невозможен;

- построить математическую модель тракта MTJ1, описывающую влияние неравномерности скорости протягивания ленты в стриммерах на динамику ее перекосов с учетом ее проскальзывания в зоне записи-чтения информации;

- исследовать параметры движения ленточного носителя цифровой информации, формулирование метрологических требований к устройствам записи-чтения, измерение колебаний, неравномерности скорости движения, деформации и перекоса движущегося ленточного носителя в стриммерных устройствах.

Методы исследования. В работе применялись теоретические и экспериментальные исследования.

Структурные схемы измерительных средств созданы с учетом теоретических основ информатики и микропроцессорных вычислительных средств. При проектировании технических средств контроля и диагностики стриммеров, получении оценок погрешностей записи-чтения сигналов использовались теоретические основы радиоэлектроники, теория точной магнитной записи и теоретические основы вычислительной техники. Аналитические исследования динамики тракта MTJI осуществлялись на основе теории машин и механизмов, теории колебаний и динамики, прочности машин, приборов и аппаратуры. При решении задачи о плоском напряженном состоянии MJT использовались методы, основанных на разложениях по системам ортогональных функций.

Для изучения точности записи-чтения информации применялись методы теории вероятностей, математической статистики и теории случайных функций. Теоретические исследования базируются на основах теории колебаний, математического моделирования дискретно-континуальных систем МТЛ, корреляционной теории стационарных случайных процессов.

Разработка информационно-измерительных средств МТЛ проводилась на основе теории измерения электрических и механических величин. Оценка погрешностей измерений основана на теории точности измерительных систем.

Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов и выводов подтверждены результатами системного анализа динамики прецизионных МТЛ. Разработанный автором комплекс контрольно-измерительной аппаратуры обеспечивает возможность одновременного измерения нескольких параметров движения ленточного носителя, при этом устраняя влияние одного параметра на точность измерения другого, что обеспечило повышение его точности, быстродействия и разрешающей способности по сравнению с существующими.

Достоверность экспериментальных результатов обеспечена использованием аттестованных средств измерений динамических характеристик тракта МТЛ, большим объемом экспериментального материала, статистическими методами обработки данных и хорошей воспроизводимостью результатов, а также проведенным вычислительным экспериментом.

На защиту выносятся результаты исследований по разработке эффективных технических решений, направленных на повышение надежности и динамической точности записи-чтения информации в стриммерах, в том числе:

- анализ условий инвариантности МТЛ стриммеров по отношению к паразитным колебаниям для поддержания заданных точностных характеристик информационной части регистрируемого сигнала;

- установление адекватности транспортирующих механизмов стриммеров динамическим системам, относительно которых могут быть выполнены условия инвариантных множеств;

- рассмотрение системы стабилизации скорости движения магнитной ленты с цифровым регулятором минимальной дисперсии;

- построение математической модели работы стриммеров со случайными помехами, представляющими собой двумерный случайный процесс, в частности, определение погрешности записи и записи-чтения;

- формулирование на математическом языке достаточных условий на случайные помехи, при которых возможно удовлетворительно описать вероятностные свойства погрешностей записи и записи-чтения;

- оценка параметрической надежности цифровых систем при их инвариантности как вероятность правильного воспроизведения символов в кодовой последовательности, характеризующая достоверность консервируемой информации;

- установление инвариантности к помехам по допустимой вероятности ошибки чтения-записи, при условии рассмотрения MTJI стриммеров как аналога или даже составной части канала передачи информации;

- оценивание помехоустойчивости работы стриммеров как многомерной функцией помех, вызванных рядом паразитных колебаний носителя в тракте MTJI (динамическими перекосами, продольными и плоско-параллельными, крутильными колебаниями и др.);

- рассмотрение колебаний (сигналов), зависящих от фактора времени в стримерах как инвариантные множества, поскольку MTJI является динамической системой;

- компьютеризированная информационно-измерительная система для диагностики динамической точности MTJI стриммерных устройств, позволяющая повысить точность измерений различных параметров движения ленты на 7-25%;

- суть функционирования контрольно-измерительных средств, заключающийся в предварительной записи на носитель контрольных сигналограмм, необходимых для каждого типа измеряемых параметров вида, считывании этой сигналограммы, формировании импульсов, модулированных по амплитуде, длительности, частоте и скважности, последующей их демодуляция, определение значений модулирующих зависимостей в определенные моменты времени и расчет параметров движения ленты по наперед выведенным формулам на основании определенных значений модулирующих зависимостей;

- получение решения двумерной граничной задачи колебания магнитной ленты без учета ее массы с учетом скорости протягивания магнитной ленты и ее проскальзывания при входе на свободный участок;

- описание принципов, на основе которых созданные устройства обеспечивают возможность одновременного измерения нескольких параметров движения ленты, при которой устранено влияние одних параметров на точность измерения других;

- способы измерения продольной и поперечной деформации, устройства для определения динамической деформации ленты как функции ее ширины; устройство, обладающее высокой точностью измерения скорости движения ленты за счет учета ее поперечных перемещений; информационно-измерительные средства для определения перекоса, деформации и скорости движения ленточного носителя за один цикл измерения, позволяющие учитывать влияние одних параметров на точность измерения других.

Научная новизна полученных результатов определяется проведенными комплексными исследованиями, в результате которых исследованы различные аспекты обеспечения надежности стриммеров, в первую очередь, параметрической надежности, разработана система стабилизации скорости движения магнитной ленты с цифровым регулятором минимальной дисперсии и предложены методы идентификации объекта и синтеза регулятора, построена математическая модель работы стриммера со случайными помехами и создан компьютеризированный комплекс контрольно-измерительных средств, обладающий большими точностью, быстродействием и разрешающей способностью по сравнению с существующими, в ходе которых:

- показана принципиальная возможность синтеза MTJI с оператором, характеризующем условия инвариантности к помехам. Одновременно показана адекватность MTJI стримеров динамическим системам, относительно которых могут быть выполнены условия инвариантных множеств;

- предложены методы идентификации объекта и синтеза регулятора, которые в результате экспериментальных исследований показали, что исследуемая цифровая система стабилизации позволяет в 3-4 раза уменьшить дисперсию колебаний скорости;

- установлены формулы для среднего и дисперсии погрешностей записи и записи-чтения; для среднего через дисперсии помех, а для дисперсии погрешностей через корреляционную функцию и спектральную плотность помех; для дисперсии погрешностей установлены оценки сверху через дисперсии и времена перемешивания помех. Исследована асимптотика дисперсии погрешностей при неограниченно возрастающем времени записи;

- получены оценки вероятностей погрешности записи информации, удобные тем, что в правые части неравенства вместо дисперсий и времен перемешивания помех можно подставлять их оценки сверху, что существенно расширяет возможности применения установленных оценок;

- при исследовании динамики МТЛ показано, что возмущения регистрируемого сигнала вследствие неидеальности тракта движения носителя относительно магнитных головок сосредоточены в сравнительно узкой (по сравнению с записываемым спектром) полосе частот; это обстоятельство позволяет сосредоточенную помеху представить гармоническим колебанием со случайными амплитудой, частотой и фазой;

- доказано, что если условие значительного превалирования амплитуды записываемого полезного сигнала над амплитудой помехи, как условие абсолютной инвариантности, не выполняется, то последняя может быть достигнута только в результате усложнения вида полезного сигнала; поэтому в стриммерах целесообразно использовать манипуляцию сигнала по фазе;

- показано, что описание конкретных видов МТЛ периодическими функциями возможно при использовании полученных классическими методами АЧХ и ФЧХ. Компоненты таких периодических функций, осуществимых МТЛ, являются парами преобразования Гильберта, позволяющими осуществлять переход от АЧХ к ФЧХ и обратно; в том числе не исключены случаи, когда передаточная функция может быть недостаточно гладкой для интегрирования по Риману, поэтому проводить операции над ней в общем виде можно только при помощи интеграла Лебега;

- предложены способы расположения рабочих зазоров магнитных головок, при помощи которых можно проводить измерения рассогласования фронтов импульсов частотно-модулированных сигналов, формируемых устройствами измерения параметров, дестабилизирующих движение ленточного носителя в стримерах;

- анализ результатов решение двумерной граничной задачи колебания ленты показал, что при значениях параметров, близких к реальным, разложения решений в ряды Фурье сходятся достаточно быстро, зависимость распределения амплитуд перекосов по ширине MJI мало отличается от линейной при отсутствии смещений по оси ординат, влияние граничных условий на входе и выходе рассматриваемого участка MJI не одинаково и совпадает при равной нулю номинальной скорости протягивания MJ1; полученные результаты дают основание для применения к данному типу задач приближенных методов, основанных на разложениях по системам ортогональных функций (проекционные методы);

- проанализирована работа предложенных автором работы устройств для измерения угла перекоса и скорости движения ленты, поперечной деформации и перекоса, а также измерения четырех параметров, таких как знака перекоса, угла перекоса, скорости движения и поперечной деформации магнитной ленты.

Практическая ценность. Важным для практики результатом теоретических изысканий автора диссертационной работы является то, что разработка новых форм контрольных сигналов и алгоритмов вычисления параметров движения ленты, позволила создать систему встроенного контроля динамической точности функционирования МТЛ и конструктивно проработать комплекс информационно-измерительных средств для измерений деформаций, перекосов и скорости движения ленточных носителей информации. Отличительными особенностями данных технических решений являются высокая точность и быстродействие за счет возможности измерения нескольких параметров одновременно. Применение разработанных оригинальных технических средств позволяет разработчикам и производителям стриммерных устройств автоматизировать операции регулировки, их наладки и контроля при производстве.

Реализация работы в производственных условиях. Полученные технические и методические решения, направленные на повышение динамической точности функционирования устройств резервного копирования информации на магнитную ленту использованы в Отделах конструкторских бюро ОАО «Ижевский радиозавод» для анализа конструкций МТЛ профессиональной аппаратуры записи/чтения информации, производимых предприятием.

Созданные автором математическое и методическое обеспечение, технические средства и полученные экспериментальные результаты целесообразно использовать на приборостроительных предприятиях для создания высокоточных и многофункциональных аппаратов магнитной записи для создания ленточных библиотек резервирования данных в корпоративных инфокоммуника-ционных системах.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на Международном Самарском симпозиуме телекоммуникаций (Самара, 1997 — 1999, 2001-2003), 31-33 Научно-технической конференции ИжГТУ (Ижевск, 19992001); VIII Санкт-Петербургской международной конференции «Региональная информатика, 2002» (Санкт-Петербург, 2002); International conference «Vibroin-geneering, 2002» (Kaunas, 2002); Международном симпозиуме «Надежность и качество» (Пенза, 2003); Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в инновационных проектах» (Ижевск, 2003); 31 международной конференции «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникациях и бизнесе» (Украина, Крым, Ялта - Гурзуф, 2004); V Международной научно-технической конференции «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций» (Самара, 2004);

Публикации. Результаты работы отражены в 21 научном труде: 3 статьи в центральной печати, 9 статей в научно-технических журналах и сборниках, 1 депонированная рукопись (объемом 48 страниц) и 8 тезисов докладов на научно-технических конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, 4 главы и заключение, изложенные на 183 с. машинописного текста. В работу включены 37 рис., 7 табл., список литературы из 149 наименований и приложение, в котором представлен акт об использовании результатов работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В результате впервые проведенных комплексных исследований выполнены разработка и научное обоснование технических и методических решений, направленных на повышение динамической точности функциионирования устройств резервного копирования информации на магнитную ленту путем исследования инвариантности влияния дестабилизирующих их работу параметров на их параметрическую надежность и создание аппаратно-программных средств подсистемы встроенного контроля точности, внедрение которых позволит существенно уменьшить погрешности записи-чтения информации и повысить ее достоверность в сетях хранения данных инфокоммуникационных систем.

2. Оценкой параметрической надежности цифровых систем их инвариантности может служить вероятность правильного воспроизведения символов в кодовой последовательности, характеризующая достоверность консервируемой информации.

3. Тракты МТЛ стриммеров при достижении инвариантности приходится рассматривать как каналы с переменными параметрами. В таком случае вероятность ошибки в некоторые дискретные моменты времени может быть выше допустимой даже при обеспечении ее среднего значения, и, кроме того, при имеющихся нестационарных режимах работы МТЛ, средняя вероятность ошибки неоднозначно связана с качеством функционирования аппаратуры.

4. Если рассматривать МТЛ как тракт с постоянными коэффициентами, то достигнуть абсолютной инвариантности можно в случае функциональной и линейной связи между собой случайных коэффициентов разложения паразитного колебания. При этом число независимых переменных в разложении реализаций паразитных колебаний должно быть меньше размерности пространства этих колебаний.

5. Предложены методы идентификации объекта и синтеза регулятора. Результаты экспериментального исследования показали, что исследуемая цифровая система стабилизации позволяет в 3-4 раза уменьшить дисперсию колебаний скорости.

6. Построена математическая модель работы стриммера со случайными помехами, представляющими собой двумерный случайный процесс. В частности, определены погрешности записи и записи-воспроизведения. На математическом языке сформулированы достаточные условия на случайные помехи, при которых возможно удовлетворительно описать вероятностные свойства погрешностей записи и записи-чтения.

7. Установлены формулы для среднего и дисперсии погрешностей записи и записи-чтения, определены сравнительно простые и пригодные для построения доверительных интервалов экспоненциальные оценки сверху вероятностей, что погрешности записи-чтения превысят заданный уровень, изучена асимптотическая нормальность погрешностей записи-чтения при неограниченно возрастающем времени записи цифровой информации.

8. Получено решение двумерной граничной задачи колебания магнитной ленты без учета ее массы. В отличие от ранее используемых управлений, учтены скорость протягивания магнитной ленты и ее проскальзывание при входе на свободный участок. Анализ результатов расчетов позволил сделать следующие выводы: при значениях параметров, близких к реальным, разложения решений в ряды Фурье сходятся достаточно быстро; зависимость распределения амплитуд перекосов по ширине MJI мало отличается от линейной при отсутствии смещений по оси ординат; влияние граничных условий на входе и выходе рассматриваемого участка MJI не одинаково и совпадает при равной нулю номинальной скорости протягивания MJL

9. С целью диагностики динамической точности MTJI стриммерных устройств автором работы разработана компьютеризированная ИИС, позволившая повысить точность измерений различных параметров движения ленты на 5-27%.

10. Описаны принципы действия оригинальных устройств измерения деформации. Проведен сравнительный анализ их работы при измерении продольной, одновременного определения величин продольной и поперечной деформации, а также измерения деформации ленты в различных точках линии сечения ленты по ширине.

11. Высоким быстродействием за счет возможности измерения за один цикл сканирования магнитной головки по магнитной ленте обладает разработанный способ для измерения перекоса ленточного носителя.

12. Предложены принципы функционирования устройств измерения скорости движения ленточного носителя. Причем созданные технические решения позволяют определять неравномерность скорости в продольном и поперечном направлениях транспортирования носителя, а также скорость перемещения отдельных участков ленты, расположенных по ее ширине.

13. Для обеспечения стабилизации скорости движения ленты в стримерах предложено устройство для управления скоростью ее движения.

14. Предложены способы расположения рабочих зазоров магнитных головок, при помощи которых можно проводить измерения рассогласования фронтов импульсов частотно-модулированных сигналов, как из-за динамического перекоса, так и из-за поперечных колебаний или из-за проскальзывания магнитной ленты относительно ведущего вала.

15. Созданные автором математическое и методическое обеспечение, технические средства и полученные экспериментальные результаты целесообразно использовать на приборостроительных предприятиях для создания высокоточных и многофункциональных аппаратов магнитной записи для создания ленточных библиотек резервирования данных в корпоративных инфокоммуни-кационных системах.

1. А.с. 1283845 СССР, МКИ О11В27/10,15/44. Устройство для измерения динамической деформации движущейся магнитной ленты / P.M. Гараев, В.Е. Лялин, А.В. Тарасов, К.М. Рагульскис (СССР). - Опубл. 15.01.87. -Бюл. № 2.

2. А.с. 1561099 СССР, МКИ G 11 В 27/10. Устройство для измерения динамической деформации движущейся магнитной ленты / А.Б. Соловьев, P.M. Гараев, В.Е. Лялин (СССР). - № 4470819/24-10; Заявл. 20.06.88; Опубл. 30.04.90, Бюл. № 16.

3. А.С. 1691887 СССР, МКИ G 11 В 27/10, 15/43. Устройство для измерения деформации ленточного носителя / В.Е. Лялин, А.Б. Соловьев, В.П. Та-рануха (СССР). - № 4752949/10; Заявл. 25.10.89; Опубл. 15.11.91, Бюл. № 42.

4. А.с 613398 СССР МКИ G И В 27/10. Способ измерения перекоса движущейся магнитной ленты / А.И. Вичес, З.А. Павлова, В.Ф. Серов и В.А. Смирнов (СССР). - № 24466228/18-10; Заявлено 26.01.77; Опубл. . Бюл. 1978, №24.

5. А.с 838748, СССР, МКИ G И В 27/10. Способ измерения поперечной деформации движущегося ленточного носителя /В.Е.. Лялин, К.М. Рагульскис, А.И. Нистюк и др. (СССР).- № 2812553/18-10; Заявлено 03.09.79; Опубл. Бюл. 1981, № 22.

6. А.с. 1203584, СССР, МКИ G 11 В 15/46. Устройство для измерения скорости транспортирования магнитной ленты / А.В. Тарасов, P.M. Гараев, В.Е. Лялин (СССР). - № 3720283/24-10; Заявлено 04.04.84; Опубл. -Бюл. 1986, №1.

7. А.с. 1203584, СССР, МКИ G 11 В 15/46. Устройство для измерения скорости транспортирования магнитной ленты / А.В.Тарасов, Р.М.Гараев В.Е.Лялин (СССР). - № 3720283/24-10; Заявлено 04.04.84; Опубл. 07.01.86.-Бюл. 1986,№1.

8. А.с. 1278966, СССР, МКИ G 11 В 27/10. Устройство для измерения перекоса ленточного носителя /А.Б.Соловьев, В.Е. Лялин, P.M. Гараев, А.В. Тарасов (СССР). - № 3817180/24-10; Заявлено 28.11.84; Опубл. -Бюл. 1986, №47.

9. А.с. 1278969, СССР, МКИ G 11 В 27/10. Устройство для измерения параметров движения магнитной ленты / А.Б.Соловьев, А.В.Тарасов, Р.М.Гараев, В.Е.Лялин (СССР). - № 3932013/24-10; Заявлено 22.07.85; Опубл. 23.12.86. - Бюл. 1986, № 47.

10. А.с. 1283846, СССР, МКИ G 11 В 27/10. Устройство для измерения параметров движения магнитной ленты / А.В.Тарасов, Р.М.Гараев, В.Е.Лялин, А.В.Мамушин (СССР). - № 3924291/24-10; Заявлено 08.07.85; Опубл. 15.01.87. - Бюл. 1987, № 2.

11. А.с. 1339648 СССР, МКИ G 11 В 27/10. Устройство для измерения параметров движения магнитной ленты / А.Б.Соловьев, И.А.Вахрушев, В.Е.ЛЯЛИН (СССР). - № 4059954/24-10; Заявл. 22.04.86; Опубл. 23.09.87, Бюл. № 35.

12. А.с. 1339648, СССР, МКИ G 11 В 27/10. Устройство для измерения параметров движения магнитной ленты / А.Б. Соловьев, И.А. Вахрушев, В.Е. Лялин (СССР). - № 4059954/24-10; Заявлено 22.04.86; Опубл. -Бюл. 1987, №35.

13. А.с. 1569892 СССР, МКИ G 11 В 27/10. Устройство для измерения параметров движения магнитной ленты / А.Б. Соловьев, В.Е. Лялин (СССР). -№ 4478773/24-10; Заявл. 30.08.88; Опубл. 07.06.90, Бюл. № 21.

14. А.С. 1631604 СССР, МКИ G 11 В 27/10. Устройство для измерения скорости движения ленточного носителя / В.Е. Лялин, А.Б. Соловьев, А.И. Нистюк, А.В. Тарасов (СССР). - № 4698386/10; Заявл. 10.03.89; Опубл. 28.02.91, Бюл. №8.

15. А.с. 1647639, СССР, МКИ G 11 В 15/16. Устройство управления скоростью движения магнитного носителя / Г.П.Машковцев, А.В.Тарасов, В.Е.Лялин, А.И.Нистюк (СССР). - № 4702265/10; Заявлено 06.06.89; Опубл. 07.05.91. - Бюл. 1991, № 17.

16. А.С. 1647640 СССР, МКИ О 11 В 27/10. Способ определения перекоса ленточного носителя и устройство для его осуществления / А.Б. Соловьев, В.Е. Лялин, А.А. Шуплецов (СССР). - № 4684639/10; Заявл. 10.03.89; Опубл. 07.05.91, Бюл. № 17.

17. А.С. 283627, СССР, МКИ G И В 15/18. Устройство для измерения перекоса ленточного магнитоносителя в лентопротяжном механизме / К.М. Рагульскис и Б,-Ю.Б. Янчюкас(СССР). -№ 1311539/26-9; Заявлено 15.03.69; Опубл. Бюл. 1970, № 31.

18. А.С. 293170, СССР, МКИ G 01 В 7/00. Устройство для измерения перекоса движущейся магнитной ленты / А.И. Навицкас, К.М, Рагульскис, А.З. Чепулкаускас и А.Б. Кенставичюс (СССР). - № 1317719/26-9; Заявлено 29.03.69; Опубл. Бюл. 1971, № 5.

19. А.С. 368469, СССР, МКИ G 01 В 7/00. Способ измерения деформации носителя магнитной записи./ И.-А.И. Дайнаускас и К.М. Рагульскис (СССР). - № 1616517/18-10; Заявлено 4.01.71 ; Опубл. Бюл.. 1973, № 9.

20. А.С. 455372, СССР, МКИ G 11 В 27/36. Устройство для измерения перекоса магнитного носителя / И.-А.И. Дайнаускас, Н.Н. Слепов и Г.И. Статкус (СССР). - № 1719653/18-24; Заявлено 30.11.71; Опубл. Бюл. 1974, №48.

21. А.С. 484556, СССР, МКИ G 11 В 15/46. Устройство для измерения скорости движения магнитного носителя./ СП. Китра и К.М. Рагульскис (СССР)-№ 1945460/18-10; Заявлено 17.07.73; Опубл. Бюл. 1975, № 34.

22. А.С. 489933, СССР, МКИ G 01 В 7/24, G 11 В 5/00. Устройство для измерения деформации магнитной ленты /А.А. Килнаи Р.Ю. Орлине (СССР)-№ 2005196/18-10; Заявлено 19.03.74; Опубл. Бюл.. 1975, № 40.

23. А.С. 492813, СССР, МКИ G 01 Р 11/00. Способ измерения скорости движения магнитной ленты / А.Д. Зедгинидзе (СССР) - № 2031476/18-10; Заявлено 7.06.74; Опубл. Бюл 1975, № 43.

24. А.с. 555434, СССР, МКИ G 11 В 27/10. Устройство для измерения колебаний скорости движения магнитной ленты /А.-В.А. Буда, В.И. Жиогас, А.А. Будайте и К.М. Рагульскис (СССР) - № 2316392/10; Заявлено 8.01.76; Опубл. Бюл. 1977, № 15.

25. А.с. 600448, СССР, МКИ G 01 Р 3/50. Способ измерения скорости движения магнитной ленты / А.Д. Зедгинидзе, И.С. Инашвили и Н.И. Цона-рели (СССР).- № 2384881/18-10; Заявлено 15.07.78, Опубл. . Бюл. 1978, №12.

26. А.с. 668004, СССР, МКИ G 11 В 27/22. Устройство для измерения перекоса движущегося магнитного носителя / А.-Б.А. Килна (СССР). -№ 2583885/18-10; Заявлено 23.02.78; Опубл.. Бюл. 1979, № 22.

27. А.с. 669403, СССР, МКИ G 11 В 27/10. Способ измерения деформации движущегося ленточного носителя информации. Р.-Ю.Ю. Гульбинас, А.-А.П. Лаурутис, А.Г. Битгнис и др. (СССР). -№ 2446873/18-10; Заявлено 25.01.77; Опубл.. Бюл. 1979, № 23.

28. А.с. 680042, СССР, МКИ G И В 27/10. Устройство для измерения деформации движущегося ленточного носителя / И.-А.И. Дайнаускас (СССР).-№2586308/18-10; Заявлено 22.02.78; Опубл.. Бюл. 1979, №30.

29. А.с. 758248 ,СССР, МКИ G 11 В 27/10. Устройство для измерения деформации движущейся магнитной ленты / А.-А.В. Буда (СССР). -№ 2614655/18-10; Заявлено 10.05.78; Опубл.. Бюл. 980, №31.

30. А.с. 775756, СССР, МКИ G 11 В 27/10. Способ измерения перекоса движущегося ленточного носителя / В.Е. Лялин, А.-А.П. Лаурутис, К.М. Рагульскис и А.В. Бачинскас (СССР). - № 3698074/18-10; Заявлено 7.08.78; Опубл. Бюл. 1980, №40.

31. А.с. 781966, СССР, МКИ G 11 В 27/36. Устройство для измерения перекосных колебаний движущейся магнитной ленты / Р.Г. Наумавичюс, П.А. Варанаускас, P.P. Каупелис и К.М. Рагульскис (СССР). -№ 2730799/18-10; Заявлено 26.02.79; Опубл.. Бюл. 1980, № 43.

32. А.с. 815765, СССР, МКИ G 11 В 27/10. Устройство для измерения скорости движения магнитного носителя / В.М. Кущуль, А.А. Умков, Б.А. Васильев и В.А. Трусенев (СССР). - № 2565842/18-10; Заявлено 14.05.79; Опубл. Бюл. 1981, № 11.

33. А.с. 845177, СССР, МКИ G 11 В 27/00. Способ измерения неравномерности скорости движения ленточного носителя /В.Е. Лялин, К.М. Ра-гульскис, П.Г. Кузнецов и др. (СССР). -№ 2808839/18-10; Заявлено 3.08.79, Опубл. Бюл. 1981, № 25.

34. А.с. 883851, СССР, МКИ G 03 G 15/10. Способ измерения скорости движущегося ленточного носителя /В.Е. Лялин, К.М. Рагульскис (СССР). -Заявл. 17.09.79, №2823077/28-12; Опуб. -Бюл. 1981, № 43

35. А.С.711630, СССР, МК G Об В27/10. Устройство для измерения проскальзывания ленточного носителя записи относительно ведущего вала лентопротяжного механизма / В.Е. Лялин, К.М. Рагульскис и др. -№2554743/18-10; Заявлено 19.12.77; Опубл.-Бюл. 1980, №3.

36. А.С.834758, СССР, МКИ G11B27/10. Способ определения поперечных колебаний ленточного носителя информации / В.Е. Лялин, П.Г. Кузнецов и др. - №2808856/18-10; Заявлено 06.08 79; Опубл. -Бюл. 1981, №20.

37. А.С.847367, СССР, МКИ G11B27/10. Способ измерения поперечных колебаний движущегося ленточного носителя / В.Е. Лялин, Е.А. Лялин, А.И. Нистюк и др. - №2825632/18-10; Заявлено 01.10.79; Опубл. - Бюл. 1981, №26.

38. Патент № 1098295 (Великобритания). Устройство для определения но- минального значения скорости движения ленты. Опублик. в Б.И. 10.0L68;MKHG01K.

39. Андерсон Т. Статистический анализ временных рядов. - М.: Мир, 1976. -759 с.

40. Артоболевский И.И. Теория механизмов. - М.: Наука, 1965.

41. Балашов Е.П., Атанасов Д.Х. Накопители информации с подвижным носителем. - М.: Энергоиздат, 1982.

42. Бачинскас А., Лялин В.Е., Радаев Н. и др. Регистраторы со случайными помехами. - Институт математики и кибернетики АН ЛитССР. Деп. в ВИНИТИ, № 1403-79 Деп., 19.04.79, Вильнюс, 1978.

43. Бенткус Р., Рагульскис К., Лялин В.Е. и др. Регистраторы со случайными помехами. Математическая модель. Межвузовский математический сборник научных трудов. - Вильнюс: Вибротехника, 1980. - 1 (39). - С . 121-135.

44. Браун В.М. Анализ линейных инвариантных во времени систем. М., «Машиностроение», 1986.

45. Бриллинджер Д. Временные ряды. Обработка данных и теория. - М.: Мир, 1980.-536 с.

46. Бродкин В.М. Механизмы магнитофонов. - М.: Энергия, 1977. - 79с.

47. Вагнер О. Высокоскоростное резервное копирование // LAN. - 2003. - № 07-08.

48. Вагнер О. Многогранный талант хранения данных // LAN. - 2003. - № 07-08.

49. Варанаускас П.А., Куртинайтис А.К., Рагульскис К.М. Методы и средства экспериментальных исследований динамики прецизионных лентопротяжных механизмов. - Вильнюс: Москлас, 1982. - 104 с.

50. Варнаускас П.А., Куртинайтис А.И., Рагульскис К.М. Методы и средства экспериментальных исследований динамики прецизионных лентопротяжных механизмов. - Вильнюс: Москалас, 1982. - 104 с.

51. Вашкевич Н.П., Голованов Г.М. Надежность сохранения информации запоминающих устройств на магнитной ленте. М.:"Машиностроение", 1974,80 с.

52. Ведов К. Некоторые рекомендации по выбору устройств хранения данных на клиентских рабочих местах в офисной локальной сети // Мир связи. Connect!. - 2000. - № 9. - 73 - 75.

53. Ведов К. Некоторые рекомендации по выбору устройств хранения данных на клиентских рабочих местах в офисной локальной сети // Мир связи. Connect!. - 2000. - № 9. - 73 - 75.

54. Вейц В.Л., Бейлин И.Ш., Меркин В.М. О математических моделях упругой ленты в механизмах с гибкими связями. - Прикладная механика, 1983, №8 (XIX).-С. 85-90.

55. Векслер Э.М. Технологические методы обеспечения качества продукции в машиностроении. - Киев: Знание, 1981. - 19 с.

56. Волков Д. Надежность из первых рук // Computerworld. - 2004. - № 02.

57. Гараев P.M. Диагностика динамической точности комплекса аппаратуры для измерения и регистрации каротажных сигналов: Дисс. канд. техн. наук. - Устинов, 1986. - 174 с.

58. Гитлиц М.В. Магнитная запись в системах передачи информации. - М.: Связь, 1978.-304 с.

59. Гитлиц М.В. Магнитная запись сигналов.- М.: Радио и связь, 1981. - 160 с.

60. Гитлиц М.В. Магнитная запись сигналов: Учеб. пособие. - М.: Радио и связь, 1990.-232 с.

61. Гитлиц М.В. Особенности влияния колебаний скорости записи и воспроизведения на выходные сигналы. - Научные труды ВУЗов Лит. ССР "Вибротехника", 1973, № 3(12), 43-49.

62. Гитлиц М.В. Оценка флуктуации фазы воспроизводимого сигнала с магнитной ленты // Радиотехника. - 1971, - T.XXVII. - № 1.

63. Гихман И.И., Скороход А.В. Введение в теорию случайных процессов. - М.: Наука, 1977.-568 с.

64. Го Ш. Резервирование и не только // LAN. - 1997. - №5.

65. Гордеев Л.С. Аппаратура точной магнитной записи. - М.: Радио и связь, 1989.-232 с.

66. Гориш Е.А. Устройства для одновременного измерения нескольких параметров движения ленточного носителя в стриммерах // Тез. докл. 33 Науч.-техн. конф. ИжГТУ. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2001. - 45-48.

67. Гук М. Аппаратные средства локальных сетей: Энциклопедия. - СПб.: Изд-во Питер, 2000, - 576 с.

68. Гурвиц М. Безотказные сети и системы // LAN. - 1998. - №3.

69. Гурвиц М. Семь ступеней к управлению хранением данных // LAN. — 1997.-№7.

70. Данкельбергер Дж, Резервное копирование массивов данных // LAN. - 1998.-№11.

71. Евланов Л.Г. Контроль динамических систем. - М.: Наука, 1979.- 432с.

72. Жаров А. Железо IBM 2002 или все о современном компьютере. - 9-е изд., перераб. и доп. - М.: Микроарт, 2002, - 320 с.

73. Желтые страницы Internet' 98: Компьютеры и телекоммуникации: Справочник / А. Дергачев, А. Козлихин и др.; Под ред. Ю. Поляка и др. -СПб.: Питер, 1998. - 574 с.

74. Желтые страницы Internet' 98: Русские ресурсы: Справочник / И. Иванова, О. Лукин и др.; Под ред. Ю. Поляка и др. - СПб.: Питер, 1998. - 598 с,

75. Зайцев С. и др. Сервис открытых информационно-вычислительных сетей. - М.: Радио и связь, 1990. - 234 с.

76. Захаров В.Г. Севенко П. Уточненная динамическая модель пространственных колебаний магнитных лент. - Техника средств связи, серия О. Т. - М., 1982, № 2 (14). - 39-43.

77. Иориш Ю.И. Виброметрия. - М.: Государственное науч.-техн. изд-во машиностроительной лит-ры, 1963. - 264 с.

78. Иориш Ю.И. Виброметрия. - М.: Государственное науч.-техн. изд-во машиностроительной лит-ры, 1968. - 282 с.

79. Калантарова М.А. Определение физико-механических свойств магнитной проволоки // Тр. НИИРТ. - 1964. - Вып. 2. - 31 - 49.

80. Карташев Д. Мультимедийные хранилища данных на серверах SNI NetVideo // Открытые системы. - 1998. - №1. 58. Киселев В. Корпоративные системы хранения данных // Мир связи. Connect!. - 2000. - №9. -С.70-73.

81. Кенставичюс А.-Б.Б. Деформация точной упругой ленты под воздействием произвольной нагрузки, приложенной к ее концам . ч. 1 // Вибротехника.- Сб. науч. трудов вузов Лит. ССР. 1972. - Вып. 4(17). - 43-57.

82. Киселев В. Корпоративные системы хранения данных // Мир связи. Connect!. - 2000. - №9. - 70-73.

83. Ковалев В. Защита от катастрофы // LAN. - 2001. - №2.

84. Колмогоров А.Н., Фомин СВ. Элементы теории функций и функционального анализа. - М.: Наука, 1976. - 496 с.

85. Комплекс контрольно-измерительной аппаратуры для диагностики динамической точности функционирования устройств записи-воспроизведения информации/ Лялин Е.А., Нистюк А.И. - Ижевск: ИжГТУ, 2001. -Деп. в ВИНИТИ 2001, № 1526 - В01. - 52 с.

86. Компьютерные сети / Пер. с англ., под общ. ред. О.А. Богомолова. - М.: Изд. отдел "Русская редакция" ТОО "Channel Trading Ltd", 1997. - 696 с.

87. Крамер Г. Математические методы статистики. - М.: Мир, 1975. - 648 с.

88. Кудрицкая Л.С. Частотные телеметрические системы для быстропроте- кающих процессов. -М.: Энергия, 1975. - 129с.

89. Кульба В.В. и др. Резервирование данных в сетях ЭВМ. - Казань: Изд-во Казан, ун-та, 1987. - 174 с.

90. Куртинайтис А.К., Рагульскис К.М. Динамические характеристики вращаемых узлов лентопротяжных механизмов // Вибротехника. - Сб. науч. Трудов вузов Лит. ССР. 1970. - Вып. 1(10). - 41-47.

91. Лаурутис А.-А.П., Лаурутис В.П., Рудгальвис Б.В., Некоторые вопросы динамики и точность регистрации быстродействующего электростатического регистратора. Научные труды ВУЗов ЛитССР, "Вибротехника", 1975, №1(18), 191-203.

92. Лэуфер М.В. Измерение нестабильности скорости носителя информации. - М.: Связь, 1980. - 103 с.

93. Лауфер М.В., Крыжановский И.А. Теоретические основы магнитной записи сигналов на движущийся носитель. - Киев: Вища шк., 1982. - 270с.

94. Леонов В.П., Ширяев А.Н. К технике вычисления семиинвариантов. Теория вероятности и ее применение. Т. 3, 4. - М.: 1959. 342 — 355.

95. Лялин Е.А., Вахрушев И.А. Аппаратура телеметрического контроля при испытаниях объектов // Тез. докл. Всесоюзной конф. «Робототехника и автоматизация в производственных процессах». - Барнаул, 1983. - Ч. 4.3. -С.67-69.

96. Макмиллан Р. ADIC объединяет диск и ленты // Computerworld. - 2003. - №37.

97. Макмиллан Р. ADIC объединяет диск и ленты // Computerworld. - 2003. - №38.

98. Мериан Л. Диски с лентами в одном флаконе // Computerworld. - 2003. - №33.

99. Мериан Л. Диски с лентами в одном флаконе // Computerworld. - 2003. - №34.

100. Мир связи и информатизации. Connect!: Сборник-каталог. - М.: Изд-во «Connect!», 2000.

101. Муртазин A.M. и др. Анализ влияния погрешностей изготовления узла тонвал - приемный ролик на детонацию / Муртазин A.M., Соловьев А.Б., Мурашкина З.А., Гуляев СП. / Ижевск, механ. ин-т. - Ижевск, 1990. - 18 с. - Деп. в ВРШИТИ 20.09.90, № 5124.

102. Назаров М.В,, Кувшинов Б.М., Попов О.В. Теория передачи сигналов. «Связь», 1990.

103. Немыцкий В.В., Степанов В.В. Качественная теория дифференциальных уравнений. Наука 1989.

104. Нистюк А.И. Синтез лентопротяжных механизмов по частотным спектрам как диссипативных колебательных систем: Дисс. канд. техн. наук. -Ижевск, 1983.- 191 с.

105. Норенков И.П., Трудоношин В.А. Телекоммуникационные технологии и сети. - М.: Изд-во МГУ им Н.Э. Баумана, 2000. - 248 с. ПО. Острём К., Витенмарк Б. Системы управления с ЭВМ. М.: Мир, 1987. 480с.

106. Престон В.К, Зачем нужны сети хранения // LAN. - 2001. - № 10.

107. Рагульскис К.М., Каминскас В.А. Адаптивные системы управления с прогнозирующей моделью, Мокслас, Вильнюс, 1986, 325с.

108. Рагульскис К.М., Лялин В.Е., Варнаускас П.А. и др. Динамика прецизионных лентопротяжных механизмов. - Вильнюс: Мокслас, 1984.- 171с.

109. Розенкранц Л. Больше скорости, больше объема // Computerworld. - 2003.-№35.

110. Свириденко В.А. Системы и средства сбора и передачи информации, информационные сети: структура, ресурсы, услуги. - М.: Знание, 1983. -64 с.

111. Терек Э. Тоньше, плотнее, точнее // LAN. - 2003. - № 07-08.

112. Травников Е.Н. Механизмы аппаратуры магнитной записи. - Киев: Техн1ка, 1976. - 464 с. 9. ЗУиттекер Е.Т., Ватсон Г.М. Курс современного анализа. т.П, ГТТН, 1934.

113. Уиттекер Е.Т., Ватсон Г.М. Курс современного анализа. т.П, ГТТН, 1934.

114. Фогль Д. Интеллектуальное и быстрое копирование! // LAN. - 1997. - № 8.

115. Чемпен Г. Кроссплатформенное управление данными // Открытые системы. - 1995. - №4.

116. Чемус А., Лезгина Е., Кузина И. Резервное копирование в гетерогенной среде // Открытые системы. - 1998. - №4.

117. Bloomfied Р. Fourier analysis of time series: An introduction/ John Wiley & Sons, 1976.-260 p.

118. Титов В.А. Стримеры как составная часть сетей хранения данных // Надежность и качество: Труды междунар. симпозиума.- Пенза: Информ.-издат. центр ПГУ, 2001.-С. 327-332

119. Титов В.А. Ленточные устройства хранения данных в инфокоммуника- ционных системах // 32-я науч.-техн. конф. ИжГТУ: Тез. докл. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2002. - 47-49.

120. Titiov V.A., Lyalin V.E. Динамические модели механизмов транспортирования ленты устройств резервного копирования и хранения информации // International conference Vibroingeneering 2003, Oktober 2003 - Kaunas: Liti-luanian Academy of Sciences - 5 p.

121. Лялин В.Е., Титов В.А. Оценка динамической точности устройств резервного копирования при записи и воспроизведении информации // Интеллектуальные системы в промышленности: Сб. науч. тр. ИжГТУ.-2004.- № .- Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2004.- 18-29.

122. Лялин В.Е., Титов В.А. Влияние неравномерности скорости протягивания ленты в стриммерах на динамику ее перекосов // Математическое моделирование и интеллектуальные системы: Сб. науч. тр. ИжГТУ.-2004.- №1(3).- Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2004.- 5-8.

123. Анализ функционирования сетей хранения данных, принципов записи- чтения устройств резервного копирования и технических средств контроля их динамической точности / Титов В.А..- Ижевск: ИжГТУ, 2004.- Деп. в ВИНИТИ 14.09.04 № 1470 - 48 с.

124. Титов В.А., Лялин В.Е., Григорьев Е.В. Анализ погрешностей записи - чтения информации в высокоинформативных устройствах резервного копирования данных в сетях хранения данных // Известия Тульского гос. университета, 2004, № .- 33-46.

125. Титов В.А., Лялин В.Е., Григорьев Е.В. Исследование инвариантности воздействия дестабилизирующих факторов на динамическую точность устройств резервного копирования информации // Известия Тульского гос. университета, 2004, № .- 64-69.

126. Титов В.А., Лялин В.Е., Григорьев Е.В. Цифровое регулирование движения ленты высокоскоростных механизмов транспортирования носителя информации в стриммерных устройствах // Известия Тульского гос. университета, 2004, № .- 52-57.

127. Титов В.А., Мальцев Л. Определение динамической точности устройств резервного копирования и хранения информации // Проблемы техники и технологии телекоммуникаций: Материалы Пятой Междн. на-учн.-техн. конф.- Самара: Изд-во ПГАТИ, 2004.- 64-68.