Методология системного проектирования авионики с отказоустойчивыми свойствами

• Автор: Сабо, Юрий Иванович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 359 с. : ил.

Е ТИПОВЫЕ СТРУКТУРЫ АВИОНИКИ ЕЕ Функции авионики на борту летательного аппарата Е2. Модели систем авионики Е2.Е Модель конструкций Е2.2. Модель сенсорной системы Е2.3. Модель системы электропитания Е2.4. Модели бортовой ЭВМ Е2.5. Структуры программных пакетов Е2.6. Межмодульные интерфейсы авионики Е2.7. Модель бортовой кабельной сети Е2.8. Модель интерфейса между оператором и авионикой ЕЗ. Обобщенная структура объектов авионики

1.4. Отказоустойчивость авионики с иерархической структурой Е5. Выводы

2. СЕТИ ПЕТРИ-МАРКОВА

2.1. Определение и способы задания сетей Петри-Маркова

2. ЕЕ Задание СПМ

2.Е2. Структурные аспекты СПМ

2.ЕЗ. Процессы в СПМ

2.2. Основные свойства СПМ

2.3. Упрощение СПМ

2.4. Выполнение полушагов из непримитивных переходов

2.5. Сведение сети, инцидентной непримитивному переходу, к ЭППМ

2.6. Аппроксимация композиции плотностей законом распределения

2.7. СИМ как инструмент для имитационного моделирования
2.8. Выводы
3. СТРУКТУРНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ОТКАЗОВ
3.1. Параметрические отказы в системе
3.2. Структурные модели отказов в системе
3.2.1. Модель отказа одного из элементов
3.2.2. Модель отказов любых т элементов из У
3.2.3. Модель отказов т элементов из У, или одного из оставшихся К
3.2.4. Общая структура сети, моделирующей отказы
3.3. Выводы
4. ОТКАЗОУСТОЙЧИВОСТЬ ТИПОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ АВИОНИКИ
4.1. Отказоустойчивость систем с пассивным резервированием
4.1.1. Типовая структура системы с пассивным резервированием
4.1.2. Структурно-параметрическая модель отказов в системе с пассивным резервированием
4.1.3. Временные характеристики системы с пассивным резервированием
4.1.4. Оценка эффективности пассивного резервирования
4.1.5. Пассивное резервирование при интенсивности отказов, не зависящих от величины нагрузки на элемент
4.2. Активное резервирование с переключением блоков
4.2.1. Системы с активным резервированием при нестационарных потоках отказов
4.2.2. Отказы системы с активным резервированием при стационарных потоках отказов
4.3. Активное резервирование с отключением отказавших элементов
4.3.1. Случай безотказной работы контролирующего устройства
4.3.2. Случай неработоспособности всей системы

в результате отказа контролирующего устройства

4.3.3. Общая методика формирования СПМ для различных случаев отказов контролирующего устройства 4.4. Выводы
5. ОТКАЗЫ БОРТОВЫХ ЭВМ АВИОНИКИ
5.1. Особенности отказов программного обеспечения
5.2. Отказы технических средств ЭВМ
5.2.1. Простейший случай контроля
5.2.2. Идентификация сбоев с контрольным просчетом
5.2.3. Идентификация отказов по методу "голосования" в автоматах с резервированием
5.2.4. Идентификация отказов по методу "голосования" в системе автоматов с контрольным просчетом
5.3. Выводы
6. ПРАКТИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОТКАЗОУСТОЙЧИВОЙ АВИОНИКИ
6.1. Требования к отказоустойчивости, вытекающие из условий эксплуатации бортовых измерительно-информационных комплексов
6.2. Технология реализации отказоустойчивости в бортовых ЭВМ
6.3. Перспективная система авионики
6.4. Параметры отказоустойчивости перспективного комплекса бортового оборудования
6.5. Методы отработки, сертификации и эксплуатации отказоустойчивой авионики
6.6. Выводы
7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

полумарковский процесс может переключиться из состояния и,(м); /(п|(ц)) = = {М1 [/1(0)> м|[/((и)1> —> М./[/ |(в)1 ^ ' множество состояний, из которых полумарковский процесс может переключиться в состояние ици).
Полумарковская матрица /71Ш(г) определяет стохастические и временные свойства процесса. По ее элементам и структуре графа б могут быть рассчитаны временные характеристики функционирования бортовой ЭВМ при обработке прерываний.
Таким образом, отказы при функционировании ЭВМ вследствие отказов программного обеспечения сводятся к неверной интерпретации операторов, или к нарушению связей между операторами. Указанные отказы бортовой ЭВМ могут квалифицироваться как структурные.
Однако, нарушение структурных связей в программном обеспечении приводит, с одной стороны, к неверной (неточной) интерпретации данных, а с другой - к изменению величин временных интервалов, в течение которых бортовая ЭВМ производит опрос периферийного оборудования. Это, в свою очередь, может рассматриваться как параметрический отказ.
1.2.5. Структура программных пакетов
Очевидно, что эффективность использования процессора в качестве счетно-решающего прибора в значительной мере зависит от решения системных вопросов разработки программного обеспечения. Пакеты программ, используемые в авионике, разделяется на исполнительные (системные) и прикладные (функциональные) пакеты [40, 67].
Исполнительный программный пакет включает операционную систему реального времени (ОСРВ) модуля, ОСРВ бокса, и распределенную ОСРВ всей бортовой вычислительной сети. Системное программное обеспечение выполняет функции:
управления вычислительным процессом в самой ЭВМ (распределение времени самого процессора и определение очередности решения прикладных задач, распределение ресурсов хранения данных, доступа к интерфейсному и периферийному оборудованию, и т.п.);