مقاله ارزیابی ویژگیهای اتکاپذیری سیستمهای با ساختار TMR

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله ارزیابی ویژگیهای اتکاپذیری سیستمهای با ساختار TMR دارای ۷ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله ارزیابی ویژگیهای اتکاپذیری سیستمهای با ساختار TMR  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله ارزیابی ویژگیهای اتکاپذیری سیستمهای با ساختار TMR،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله ارزیابی ویژگیهای اتکاپذیری سیستمهای با ساختار TMR :

چکیده-
دسته بزرگی از سیستمها نظیر سیستم کنترل ترافیک، کنترل و پایش تجهیزات پزشکی، کنترل نیروگاههای هستهای ، کنترل و فرمان دستگا ههای نظامی، کنترل فرآیندهای شیمیایی در زمره سیستمهای حساس بهحساب می آیند. این سیستمها علاوه بر کارکرد درست بایستی از ویژگیهای اتکاپذیری (قابلیت اطمینان، ایمنی، در دسترس پذیری، امنیت، تعمیرپذیری و 😉 بالایی برخوردار بوده و مطمئن عمل کنند.
ارزیابی این ویژگیها بسیار حائز اهمیت است. در سه دهه اخیر، روشهای متعددی نظیر دیاگرامهای بلوکی قابلیت اطمینان (RBD)، دیاگرامهای

درخت عیب، دیاگرامهای درخت خطا، مدل مارکوف، و شبکههای پتری برای مدلسازی و ارزیابی ویژگیهای مذکور معرفی شده است. یکی از روشهای معمول در طراحی این سیستمها، استفاده از معماری TMR با قابلیت پوشش عیب در آنهاست؛ بدین معنی که سیستم بتواند در حضور

(برخی از) عیوب سخت افزاری یا نرم افزاری، بدون وقفه بکار خود ادامه دهد. این مقاله ویژگیهای قابلیت اطمینان، ایمنی، در دسترس پذیری و
MTBF معماری مذکور را توسط مدل مارکوف مورد مطالعه قرار می دهد.

کلید واژه- اتکا پذیری، افزونگی، ایمنی، در دسترس پذیری، مارکوف.

-۱ مقدمه

امروزه سیستمهای مطمئن و تحمل پذیر عیب نقش عمده-

ای را در جامعه بازی میکنند. این سیستمهـا بگونـهای طراحـی میشوندکه درحضور عیوب سخت افزاری، خطاهای نرم افـزاری، اختلالات تحمیل شده از خـارج سیسـتم، و یـا خطاهـای کـاربر بتوانند به کار خود ادامه دهند. در سه دهه اخیـر پـژوهشهـای متعددی در زمینه تکنیکهای طراحی، بررسی صحت عملکـرد، مدلسازی و ارزیابی ویژگیهای اتکاپذیری این سیستمها صـورت گرفته است.
سیستمهای تحمل پذیر خطا طیف وسـیعی از کاربردهـا را دربر میگیرند. مثـالهـا شـامل سیسـتمهـای بلادرنـگ توکـار، سیستمهای تراکنش تجاری، سیستمهـای کنتـرل ترافیـک (راه آهن، هواپیما ،کشتی) و سیستمهای کنترل فرایندهای حسـاس

(هستهای، تجهیزات نظامی و صنایع شیمیایی) هستند. درکلیـه این موارد، هدف اصلی کاهش احتمال بروز رفتار مخـاطره آمیـز در سیستم است. همه سیستمهـای مطمـئن از نـوعی افزونگـی برای تحمل خطا استفاده میکنند. بسته به نوع سیستم، اجـزای افزونه، دادههای افزونه، و برنامههای افزونه اضافه میشود. واضـح است که اعمال افزونگی به سیستم با هزینه اضافی همراه اسـت.

سیستمهای مطمئن بایسـتی دارای برخـی ویژگـیهـای اضـافی نظیر قابلیت اطمینان، ایمنی، در دسترس پذیری، امنیت، تعمیر پذیری و ; باشند .[۱-۳]

ارزیابی این ویژگیها بسیار حائز اهمیت است. در سه دهـه اخیـر روشهـای متعـددی نظیـر دیـاگرامهـای بلـوکی قابلیـت اطمینان (RBD)، درخت عیب، درخت خطـا، مـدل مـارکوف، و شبکههای پتری برای ارزیابی ویژگیهـای مـذکور معرفـی شـده است .[۳-۴] افزونگی در سخت افزار یکی از روشهای معمول در طراحی سیستمهای مطمئن است. افزونگی سخت افزاری از نـوع استاتیکی در آن دسته از سیستمهای مطمئن که بایسـتی قـادر به کار بی وقفه نسبتا طولانی مدت باشند بکار مـی رود. در ایـن روش عیوب پوشانیده میشوند تا سیستم بتواند بـه کـارخود تـا مدت زمان معینی بدرسـتی ادامـه دهـد. یکـی از معمـولتـرین روشهای افزونگی استاتیکی ساختار NMR اسـت کـه دربخـش زیرین توضیح داده میشود.

-۱-۱ ساختار TMR و کاربردهای آن در سیستمهای

مطمئن

معماری NMR یک روش معمول پوشانیدن عیوب در سخت افزار است .[۱] در این روش N ماجول سخت افزاری مشابه،

پانزدهمین کنفرانس دانشجویی مهندسی برق ایران دانشگاه کاشان، ۹- ۷ شهریور ۱۳۹۱

عملیات یکسانی را روی ورودیهای یکسان انجام میدهند و خروجی آنها برای کنارگذاشتن نتیجه ماجولهای محتمل معیوب به رأی گذاشته میشود. افزونگی TMR سادهترین فرم ساختار

NMR است که از سه ماجول افزونه و یک تصمیمگیر که بین خروجی آنها قضاوت میکند تشکیل شدهاست. یک سیستم TMR با تصمیمگیر از نوع اکثریت مطلق (Majority) زمانی درست جواب میدهد که حداقل خروجی دو ماجول آن با یکدیگر در توافق باشند. در حالت کلی، یک سیستم NMR با تصمیم گیر Majority وقتی خروجی درست صادر میکند که

حداقل ورودیهای آن با یکدیگر در توافق باشند. به عبارت

دیگر، این سیستم عیب را ماسک میکند. شکل یک نمایش

کلی ساختار TMR را نشان میدهد.

شکل :۱ ساختار یک سیستم TMR

از جمله سیستمهای TMR عملی، میتوان سیستم FTMP، کامپیوتر بلاوقفه Tandem-S2 که از دو زوج تصمیمگیر در ساختار TMR آن استفاده شدهاست، و هواپیمای مسافربری بوئینگ ۷۷۷ نام برد. در مورد اخیر کامپیوتر اصلی پرواز از سه واحد کامپیوتری یکسان با آرایش TMR تشکیل شدهاست که هر کدام از این واحدها خود از سه پردازنده با آرایش TMR استفاده کردهاند. امروزه گیتهای لاجیکی TMR، PLCهای TMR،

پردازندههای TMR، باسهای با ساختار TMR، کنترلرهای TMR
و سنسورهای TMR به وفور در صنعت استفاده میشوند .[۵]
به علت کاربرد وسیع این ساختار، ارزیابی ویژگیهای اتکاپذیری آن حائز اهمیت است. این مقاله نحوه بدست آوردن برخی از ویژگیهای مهم اتکاپذیری این ساختار را توسط مدل مارکوف توضیح میدهد. لازم به ذکر است که در مقالات مختلف ویژگیهای قابلیت اطمینان و در دسترس پذیری این ساختار بطور پراکنده بررسی شدهاند ولی به محاسبه ایمنی و پارامتر

MTBF این ساختار صریحا پرداخته نشدهاست. به علاوه نویسندگان حاضر، مقالهای را که در آن ویژگیهای مهم اتکاپذیری این ساختار بصورت یکجا بررسی شده باشد نیافته اند.

-۲-۱ مدل مارکوف

مدل مارکوف برای اولین بار توسط ریاضیدانی به این نام در اواخر دهه ۱۹۶۰ میلادی مطرح شد. مارکوف یک مـدل ریاضـی خاصی برای سیستمها پیشـنهاد کـرد کـه در آن حالـت آینـده سیستم تنها به حالت فعلی و نه گذشـته آن بسـتگی دارد. ایـن ویژگی “بدون حافظه” ، که “خاصیت مارکوف” نـام دارد