Устройство для статистического моделирования сложных систем

.801282155 р 4 С 06 Р 15/20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У Н АВТОРСКОМУ М. 1ова, С.М. Масленов и А.Н. Смазнов етельство СССР Р 15/20, 1964. ельство СССР Е 15/20, 198. ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАТИСТИЧЕСКОГОМОДЕЛИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при статистическом моделировании контролируемых и восстанавливаемых сплошных систем. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования процесса восстановления с учетом глубины контроля элементов сплошной системы. Устройство содержит одновибратор, формирователь импульсов, генератор случайного потока импульсов отказов, элемент И, два элемента запрета,элемент задержки, триггер результата, генератор случайных напряжений, группу пороговых элементов, регистр памяти, дешифратор, генератор случайного номера отказавшего элемента, группу ключевых элементов наборное поле геУ нератор случайных временных интерва- у лов восстановления. 1 ил.1282155 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при статистическом моделировании контролируемых и восстанавливаемых сложных систем. 5Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования процесса восстановления с учетом глубины контроля элементов сложной системы. 10На чертеже приведена структурная схема устройства.Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов отказов одновибратор 2, элемент И 3, генера тор 4 случайного номера отказавшего , элемента, дешифратор 5, регистр 6 памяти, группу 7 ключевых элементов, элемент 8 задержки, первый элемент 9 запрета, Формирователь 10 импульсов, 20 второй элемент 11 запрета, генератор 12 случайных временных интервалов восстановления, триггер 13 результата,наборное поле 14, генератор 15 случаи ных напряжений и группу пороговых элементов 16.зУстройство ориентировано на восстанавливаемые сложные системы, для которых существенный интерес представляют показатели надежности на конец времени эксплуатации и характерно следующее; система содержит ш различных элементов: появление количества. отказов элементов 0,1,2,3ш и время появления каждого отказа в пре З 5 делах всего времени эксплуатации сис" . темы подчиняются любым заданным законам распределения, в том числе полученн.щ эксперимеятально;в процессе, эксплуатации работоспособность системы непрерьвно контролируется; глу" бина контроля элементов системы (вероятность обнаружения отказов элемен-тов) различна и может лежать в пределах О - 1; в случае потери работоспособности система немедленно восстанавливается, обнаружение и устранение отказов элементов зависит от глубины контроля этих элементов; вре" мя восстановления подч:няется любому заданному закону распределения, в том числе полученному экспериментально.Устройство работает следующим образом.55Сигнал опроса, соответствующий статистической реализации, устанавливает регистр 6 памяти в исходное 2остояние, отпирая тем самым ключевые схе 71" 7"7опро кидывает в исходное состояние триггер 13 результата и запускает одно- вибратор 2, который открывает элемент И 3 на заданное время, соответствующее времени работы системы. В течение этого времени импульсы от генератора 1 случайного потока импульсов отказов поступают на вход генератора 4 и запускают его. При этом с приходом каждого запускающего импульса на выходе генератора 4 формируется одно случайное число, которое поступает на входы дешифратора 5, где дешифруется и по соответствующей шине д опрокидывает тот триггер регистра 6 памяти, номер которого соответствует номеру выходной шины дешифратора 5. При этом запирается ключ 7;, что соответствует отказу .-го элемента сложной системы.Каждый запускающий импульс задерживается элементом 8 задержки на время от момента генерации случайного числа в генераторе 4 до момента запирания соответствующей ключевой схемы и подается на вход моделирующей, набранной на наборном поле, схемы для испытания ее на проводимость, и на вход элемента 9 запрета, Если проводимость моделирующей схемы между ее входом и выходом отлична отснуля, что соответствует работоспособному состоянию сложной системы, этот импульс появляется на выходемоделирующей схемы и поступает на управляющий вход элемента 9 запрета, При этом он запирается и импульс с его входа на выход не поступает. Если проводимость моделирующей схемы между ее входом и выходом равна нулю, что соответствует отказу сложной системы, запирающего импульса на управляющем входе элемента 9 не будет, и импульс с информационного входа поступает на его выход.Факт отказа сложной системы Фиксируется, таким образом, наличием импульса на выходе элемента 9 запрета, Этот импульс запускает генератор 12 случайных временных интервалов, на выходе которого Формируется импульс напряжения случайной длительности,соответствующей времени восстановления системы в данной статистической реализации, который запускает генера. тор 15 случайных напряжений, Импульсс генератора 15 случайных напряжений поступает на входы пороговых элементов группы пороговых элементов 16. Длительность импульса определяется длительностью восстановления, а амплитуда случайна и определяет вероятность обнаружения отказа элемента. Порог, установленный на -м элементе,соответствует глубине контроля (требуемой вероятности обнаружения отказа) х-го эЛемента сложной системы.В этом случае, если импульс с генератора 15 случайных напряжений нижепорога чувствительности д-го порогового элемента, то -й триггер регист ра 6 памяти удерживается в состоянии, соответствующем отказу элемента, одновременно на время восстановления запирается элемент 11 запрета.Таким образом, по окончании времен.20 ного интервала восстановления, соответствующего времени восстановления системы, восстанавливаются не все элементы системы, а только те, глубина контроля (вероятность обнаружения отказа) которых, набранная на порого вых элементах, оказалась пороговой генератора 15 случайных напряжений,В результате в системе могут остаться невосстановленными отказавшие ф элементы, и в следующий после восстановления этап эксплуатации система вступит, уже имея неисправности (отказы элементов). С ростом же количества накопленных в системе неисправностей растет и вероятность того,что появление следующий неисправности может привести к отказу всей системы в целом и ее снова придется восстанавливать, а увеличение количества 40 восстановлений системы в процессе ее эксплуатации,может существенно ухудшить ее качественные показатели, в частности показатели ее надежности.По окончании времени моделирования 15 задним фронтом импульса с выхода одновибратора 2 запускается формирователь 10 импульсов,который формирует на выходе один импульс, момент появления которого соответствует времени окон чания статистической реализации .(работы системы). Этот импульс поступает на вход второго элемента 11 запрета.Если в момент окончаниястатистической реализации система находится в режиме 55 восстановления, то элемент 11 запрета по напряжению с выкода генератора 12 и импульс от формирователя 10 на триггер 13 не пройдет, т,е. триггер 13 результата остаются в исходном состоянии. Этот случай соответствует тому, что в момент конца работы система неработоспособна. Такая реализация считается неуспешной.Если запирающего напряжения на входе элемента 11 запрета нет, то импульс с его информационного входа поступает на выход и опрокидывает триггер 13 результата. В этом случае считается, что в момент окончания работы система работоспособна, а .сама реализация успешна.Таким образом, анализируя состоя, ние триггера результата в каждой реализации цикла статистических испы;таний можно получить оценку надежности сложной системы на момент окончания ее работы с учетом восстановлений как отношение количества успешных реализаций к объему выборки.Формула изобретенияУстройство для статистического моделирования сложных систем, содержащее регистр памяти, триггер результата, наборное поле, группу ключевых элементов, одновибратор, формирователь импульсов, генератор случайного потока импульсов отказов, дешифратор, ,генератор случайных временнык интервалов восстановления, элемент задержки, элемент И, два элемента запрета и генератор случайного номера отказавшего элемента, группа выходов которого через дешифратор соединена с группой разрядных входов регистра памяти соответственно, выходы которого подключены к управляющим входам ключевых элементов, информационные входы и выходы которых соединены с соответствующими контактами наборного поля, соединяемыми в соответствии с топологией моделируемой системы и подключенными соответственно к инфор" мационному и управляющему входам пер.вого элемента запрета, вход одновибратора является входом запуска устройства и соединен с установочным входом регистра памяти и нулевым входом триггера результата, а выход одновибратора подключен к входу запуска формирователя импульсов и пер- вому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора случайного потока импульсов от5 1282155 6 Составитель В. Фукалов Техред М,Ходаиич орректор Е. Сирохман едаШулл Тираж б 70 осударственного ком ам изобретений и о сква, Ж, Раушск Заказ 72694 Подписное тета ССрытий Н по д3035,наб., д Проектная,изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгоро каэов, а выход подключен к входу генератора случайного номера отказавшего элемента и через элемент задержки - к информационному входу первого,элемента запрета, выход которого соединен с входом запуска генератора случайных временных интерваловвосстановления, выход которого подключен к управляющему входу второго элемента запрета, информационный вход ко- Юторого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход - с единичнымвходом триггера результата, единичный выход которого является выходомустройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства засчет моделирования процесса восстановления с учетом глубины контроляэлементов сложной системы, оно дополнительно содержит генератор случайныхнапряжений и группу пороговых элементов, выходы которых подключены соответственно к входам установки в исходное состояние разрядов регистра памя"ти, а входы соединены с выходом генератора случайных напряжений, вход запуска которого подключен к выходу генератора случайных временных интервалов восстановления.