Научно-методический аппарат повышения достоверности функционирования арифметико-логических устройств процессов систем управления и обработки информации

• Автор: Павлов, Павел Александрович
• Шифр специальности: 05.13.01, 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Серпухов
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Раздел 1. Анализ методов повышения достоверности функционирования систем управления и обработки информации
1.1 Аналитический обзор построения устройств обработки информации
1.2 Исследование причин отказов и сбоев устройств обработки информации
1.3 Анализ методов обнаружения ошибок устройств обработки информации АЛУ процессоров систем обработки информации и
управления
Выводы по первому разделу
Раздел 2. Разработка правил кодирования информации для контроля арифметических и логических операций
2.1 Модель исследования, основные понятия и принятые допущения
2.2 Выбор метода обнаружения ошибок в устройствах обработки информации АЛУ
2.3 Разработка правил кодирования информации для обнаружения ошибок в устройствах обработки информации
2.3.1 Разработка правил кодирования информации для обнаружения ошибок при выполнении арифметических операций
2.3.2 Разработка правил кодирования информации для обнаружения
ошибок при выполнении логических операций
Выводы по второму разделу
Раздел 3. Методические рекомендации по технической реализации результатов исследований при построении АЛУ повышенной
достоверности функционирования
3.1 Разработка функциональной модели процессора повышенной достоверности функционирования
3.1.1 Разработка конструктивных элементов АЛУ процессора повышенной достоверности функционирования
3.1.2 Функциональная модель АЛУ процессора повышенной достоверности функционирования
3.2 Оценка аппаратурных и временных затрат при использовании предлагаемых правил кодирования информации
3.3 Основные положения методики повышения достоверности
функционирования АЛУ процессоров
Выводы по третьему разделу
Заключение
Список сокращений
Литература

Введение
Современное развитие народного хозяйства характеризуется широким внедрением систем управления и обработки информации (СУОИ).
Объектами управления довольно часто являются сложные технические системы ответственного назначения (банковские электронные сети, системы управления движением транспортных средств, правительственные системы связи, элементы технических систем безопасности и т.д.).
Так как выдача ошибочного управляющего воздействия СУОИ может привести к значительному ущербу, а в ряде случаев и к катастрофическим последствиям, то наиболее важной характеристикой данных систем является достоверность функционирования.
Традиционные способы обработки информации в рассматриваемых системах связаны с процедурой сравнения различных величин между собой, определением среднего уровня величин, их представления и т.п.
Выполнение данных операций возлагается на ЭВМ, которые являются функциональным ядром систем управления и обработки информации.
В связи с тем, что ЭВМ, кроме выполнения основной функции управления и обработки информации, осуществляют контроль и диагностику для обнаружения отказов и сбоев системы, то достоверность функционирования современных СУОИ во многом определяется достоверностью функционирования ЭВМ.

В выражении ( 1.7) модуль может быть равен основанию системы счисления (ц—р), а может быть и не равен ему (ц^р).
Если q=p, то А = аі тосір, и контроль не имеет смысла, так как мы контролируем только младший разряд а, числа А, а старшие разряды не будут принимать участие в образовании остатка, и ошибки в этих разрядах не будут выявляться.
Точно также нецелесообразно принимать модуль q равным числам вида 2т. В этом случае не все цифры числа принимают участие в образовании остатка по данному модулю, так как каждый разряд двоичного кода также представляет собой число вида 2Ш, и любые ошибки в разрядах старше т-го не будут обнаруживаться. В результате, контролем по такому модулю не будет обнаружена даже одиночная ошибка, т. е. контроль будет малоэффективным.
Второе значение функции 1'(А) можно представить в виде тождества, приведенного в работе Путинцева Н.Д. [97]:
Л(А) = Ха, =гатосід, (1.9)

где аі — цифры числа А.
В этом случае мы будем иметь цифровой контроль.
Цифровой контроль по модулю. При этом виде контроля контрольным кодом числа является остаток от деления специальной функции от числа А, представляющей собой сумму цифр числа А, представленного в виде:
аяр"'1 +ап^р"~2 4+а2р1 +аіР° =^а,р"', (1,10)
где п - количество разрядов числа А; р - основание системы счисления;
а]- цифры числа А, которые могут принимать целые значения от 0 до

С учетом тождества (1.9), уравнения (1.10) и условия, что р=ц, для двоичной системы счисления имеем контроль по четности или