Устройство для определения показателей надежности объектов Советский патент 1984 года по МПК G06F17/00 

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и може быть использовано при анализе и прогнозировании надежности объектов а именно для определения показателей структурной надежности объектов т.е. результирующей надежности системы устройства) при заданной ее структуре. Показатели структурной надежноети применяются, для оценки эффективности функционирования системы со сложной структурой и дают возможнос количественно изучать структурные свойства сложных технических систем С целью сравнительного анализа различных вариантов структур {при различном количестве элементов h , различном количестве оставшихся, работоспособных элементах к и разных конфигурациях структуры) заданной системы, кроме вероятностных параметров,применяют следующие пока затели структурной надежности: показатель маневренности, вес функции работоспособности системы/ вес функции работоспособности системы. в относительных единицах (степень гибкости)и живучесть.. Под маневренностью системы понимается способность системы переходить из одного работоспособного сос тояния в другое в ответ на управJJяющиe и возмущающие воздействия. Количественный показатель маневренности оценивается как отношение числа работоспособных состояний системы N и при исправных элементах к количеству всех возможных состояний системы NO . Вес функции работоспособности системы является показателем совершенства структуры и равен общему . числу всех работоспособньк состояний системы NP . Вес функции работоспособности системы в относительных единицах (степень гибкости) - это отношение общего количества работоспособных состояний lip к количеству всевозможных состояний системы М Й АеМ-д). Известно, что приусловии равно надежности элементов Рд 0,5 вероятность безотказной работы системы p(.o,5)4,. Предложенное устройство для опре деления структурной надежности объе тов (с истем со сложной структурой) предназначено для определения показ телей N , так как для нахояедения его количественных значений при менение аналитического метода невозможно.: Кроме оценки вариантов структуры системы по показателям маневренности, полученным с помощью предложенного устройства, значениями NK можно также воспользоваться для определения N р и п по простым формулам НрЕ . лМ 1 Значениями Кц (k можно воспользоваться для нахождения функции надежности сложной структуры также при 0 Р по известной формуле Р ДмкРзИ-РэГ. Кроме того, предложенное устройство можно .применить для решения других задач переборного характера. Известно устройство для определения надежности объектов, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик состояний, переключатель, блок сравнения и счетчик совпадения ij . Однако данное устройство не позволяет определить показатели структурной надежности объектов. I .. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения показателей надежности объектов, содержащее генератор тактовых импульсой, счетчик состояний, переключатель, первый блок сравнения, счетчик совпадений, блок памяти, регистр адреса, элемент ИЛИ, второй блок сравнения, регистр и дешифратор, причем выход счетчика состояний соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен со счетным входом счетчика совпадений, выходы счетчика совпадений являются выходами устройства, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом регистра адреса, выход которого соединен с входом блока памяти и первым входом второго блока сравнения, выход регистра соединен с вторым входом второго блока сравнения , выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом регистра адреса и со счетным входом счетчика состояний/ выход которого соединен с входом переключателя и управляющим входом дешифратора, выход дешифратора соединен с первым управляющим входом счетчика совпадений, выход переключателя соединен с вторым управляющим входом счетчика совпадений, выход блока памяти соединен с вторлм входом первого блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 2 . Недостатком известного устройства является его ограниченное быстродействие. Цель изобретений - повышение быст родействия устройства. Поставленная цель достигается.тем что в устройство для определения показателей надежности объектов, содержёодее генератор тактовых импуль сов, блок счетчиков состояний, блок сравнения, счетчик совпадений, блок памяти и дешифратор, причем выходы счетчика состояний соединены с первы ми входами блока сравнения, выход которого соединен со счетным входом блока счетчиков совпадений, выходы блока счетчиков, совпадений являются выходами устройства, а выходы счет-, чика состояний соединены суправляющими входамидешифратора, выходы которого Соединены с первыми управляю-щими входами блока счетчиков совпадений, выходы блока памяти соединены с вторыми входами блока сравнения, введены вычитающий счётчик адреса и два элемента ИЛИ-НЕ, причем выходы счетчика состояний через первый элемент соединены со счетнйМ входом вычитающего счетчика адреса, выходы которого соединены с входами блока памяти ивторого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторым управляющим входом блока счетчиков совпадений, а выход генератора актовых импульсов соединен со счетным входом счетчика состояний. На чертеже предстгавлена блок-схем устройства. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2 состоя ний, блок 3 сравнения, блок 4 счетчиков совпадений, блок 5 памяти, дешифратор 6, вычитающий счетчик 7 а раса, первый элемент ИЛИ-НЕ 8 и второй элемент ИЛИ-НЕ 9. Выхода счетчика 2 состояний соедине«ы с первыми входами,блока 3 сравнения, выход которого соединен со счетным входом счетчика 4 совпадений. Выходы блока счетчиков совпадений являются выхода ми устройства. Выходы счетчика 2 сос тояний соедданены с управляющими вход ми дешифратора б, выходы которого со динены с первыми управляющими входами блока 4 счетчиков совпадений. Выходы блока 5 памяти соединены с вторыми входами блока 3 сравнения. Выхо ды счетчика 2 состояний через первый элемент ЙЛИ-НЕ 8 соединены со счетным входом вычитающего счетчика 7 адреса. Выходы вычитающего счетчика 7 адреса соединены с входами блока 5 памяти и второго элемента, ИЛИ-НЕ 9, выход которого соединен с вторым управляющим входом счетчика 4 совпадений. Выход генератора 1 тактовых импульсов соединен со счетным входом счетчика состояний. Принцип работы устройства состоит в следующем. Для исследования системы на структурную надежность модель надежности системы представляется в виде И --разрядных двоичных слов, из которых каждое соответствует минимальному пути в структуре, т.е. такому минимальному набору работоспособных элементов, исключение любого из , рых (т.е; отказ) переводит систему из состояния работоспособности в состояние отказа. Если путь переходит через i-и элемент -модели надежности, то в -1 разряд п -разрядного двоичного слова заносятся 1 в jipoтивном случае заносится J3(« ТГг|). Количество разрядов слова, п опреДеляется максимальным числом элементов модели надежности, а количество слов m совпадает с количеством минимальных путем в модели надежности. В качестве примера рассмотрим классическую мостиковую схему, содержащую пять элементов X;, , и Х, ; один из котоЕялх (Xj) расположен в диагонали. Минимальные пути мостиковой схемы будут закодированы следующим, образом: 0.1 в данном примере и 5 и m 4i В блоке 5 памяти устройства, объем которого составляет бит, применяется прямая адресация и, следовательно, количество адресных шин будет .Адресные шины (входы) блока 5 памяти соединяются с выходалш вычитающего счетчика 7 адреса.Одновременно выходы вычитгиощего счетчика 7 . адреса соединяются с входами элемента ИЛИ-НЕ 9. Следовательно, количество входов элемента ИЛИ-НЕ 9 и количество разрядов вычитающего счетчика 7 адреса будет р . I . , Счетчик 2 состояний представляет собой двоичный суммирующий счетчик, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов. Выходы счетчика 2 состояний подключаются одновременно к входам дешифратора 6 и первым информационным входами блока 3 сравнения. Количество разрядов и, соответственно, выходов счетчика 2 состояний соответствует количеству элементов в модели надежности ц . Состояние исследуемой системы считается работоспособным, если в ее модели надежности имеется хотя бы один пуТь. Так как в блоке срав- . нения предлагаемого устройства проис

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ОБЪЕКТОВ, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик состояний, выходы .которого соединены с входами дешифратора и с первыми входами блока сравнения, подключенного выходом к счетному входу блока счетчиков совпадений, выходы которого являются выходами устройства, а выходы дешифратора. соединены с первыми управляющими входами блока счетчиков совпадений, выходы блока памяти соединены с вторыми входами блока сравнения, от личающееся .тем, что, с целью увеличения быстродействия, оно содержит вычитающий счетчик адреса и два элемента ИЛИ-НЕ, , выходы счетчика состояний через первый элемент ИЛИ-НЕ соединены со входом вычитакмцего счетчика адреса выходы которого соединены с входами блока памяти и второго Q элемента ИЛИ-НЕ, выход которого сое- SS ж динен с BToptiM управляющим входом блока счетчиков совпадений, а выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом счетчика состояний. а eujtoe