Контрольная Надежность информационных систем, лабораторные работы 1-6,8, номер: 187652

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
Контрольные вопросы и задания
1. Какой стандарт Российской Федерации устанавливает основные понятия, термины и определения понятий в области надежности?
2. Приведите определение понятия «надежность» в соответствии с ГОСТ.
3. Какие свойства объекта может включать в себя свойство надежность?
4. Перечислите состояния, в которых может находиться объект в процессе эксплуатации.
5. Дайте определение работоспособного состояния объекта.
6. Что такое отказ?
7. Какой объект называется невосстанавливаемым?
8. По каким признакам можно выполнить классификацию отказов?
9. Какими показателями характеризуется надежность невосстанавливаемого элемента?
10. Нарисуйте график функции надежности.
11. Назовите способы вычисления показателей надежности невосстанавливаемого элемента.
12. Запишите формулу для определения статистической вероятности безотказной работы и статистической частоты отказов для невосстанавливаемого элемента.
13. Каким образом можно определить вероятность того, что на интервале времени t произойдет n отказов?
14. Приведите формулы для вычисления показателей надежности для экспоненциального закона распределения времени наработки.
15. По каким формулам вычисляются показатели надежности для нормального закона распределения времени наработки?
Задание
Испытывают два независимо работающих элемента. Длительность времени безотказной работы первого элемента имеет показательное распределение , второго . Найти вероятность того, что за время длительностью t = 6ч:
а) оба элемента откажут;
б) оба элемента не откажут;
в) только один элемент откажет.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Громов, Ю. Ю. Надежность информационных систем : учеб. пособие / Ю. Ю. Громов, О. Г. Иванова, Н. Г. Мосягина, К. А. Набатов. – Тамбов : Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. – 160 с.
2. Линденбаум, М. Д. Надежность информационных систем : учебник для вузов / М. Д. Линденбаум, Е. М. Ульяницкий. – М. : учеб.-метод. центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2007. – 318 с.
3. Каштанов, В. А. Теория надежности сложных систем / В. А. Каштанов, А. И. Медведев. – М. : Физматлит, 2010. – 608 с.
4. Половко, А. М. Основы теории надежности / А. М. Половко, С. В. Гуров. – СПб. : БХВ-Петербург, 2006. – 704 с.
5. Половко, А. М. Основы теории надежности : практикум / А. М. Половко, С. В. Гуров. – СПб. : БХВ-Петербург, 2006. – 506 с.
6. Ушаков, И. А. Курс теории надежности систем : учеб. пособие для вузов / И. А. Ушаков. – М. : Дрофа, 2008. – 239 с.
7. Черкесов, Г. Н. Надежность аппаратно-программных комплексов : учеб. пособие / Г. Н. Черкесов. – СПб. : Питер, 2005. – 479 c.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
Контрольные вопросы и задания
1. Изобразите график функционирования восстанавливаемого элемента.
2. Перечислите критерии надежности нерезервированных восстанавливаемых объектов.
3. Запишите формулу для определения средней наработки на отказ по статистическим данным.
4. Что такое параметр потока отказов? Запишите формулу для определения параметра потока отказов по статистическим данным.
5. Укажите признаки и свойства простейшего потока отказов.
6. В чем проявляется свойство стационарности потока отказов восстанавливаемых объектов?
7. Какими соотношениями связаны среднее время восстановления и интенсивность восстановления восстанавливаемых объектов?
8. Какой объект называется восстанавливаемым?
9. Как определяется среднее время восстановления объекта?
10. Запишите формулу для определения интенсивности восстановления объекта.
11. С помощью какого показателя вычисляется вероятность того, что объект неработоспособен в произвольный момент времен?
12. Что такое коэффициент готовности? Запишите формулу определения коэффициента готовности для одного восстанавливаемого объекта.
13. Что характеризует коэффициент оперативной готовности объекта?
Варианты заданий к лабораторной работе
1. Проводилось наблюдение за работой трех однотипных серверов. За период наблюдения было зафиксировано по первому экземпляру 6 отказов, по второму и третьему – 11 и 8 отказов соответственно. Наработка первого экземпляра составила 181 ч, второго – 329 ч и третьего – 245 ч. Требуется определить наработку серверов на отказ.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Громов, Ю. Ю. Надежность информационных систем : учеб. пособие / Ю. Ю. Громов, О. Г. Иванова, Н. Г. Мосягина, К. А. Набатов. – Тамбов : Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. – 160 с.
2. Линденбаум, М. Д. Надежность информационных систем : учебник для вузов / М. Д. Линденбаум, Е. М. Ульяницкий. – М. : учеб.-метод. центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2007. – 318 с.
3. Каштанов, В. А. Теория надежности сложных систем / В. А. Каштанов, А. И. Медведев. – М. : Физматлит, 2010. – 608 с.
4. Половко, А. М. Основы теории надежности / А. М. Половко, С. В. Гуров. – СПб. : БХВ-Петербург, 2006. – 704 с.
5. Половко, А. М. Основы теории надежности : практикум / А. М. Половко, С. В. Гуров. – СПб. : БХВ-Петербург, 2006. – 506 с.
6. Ушаков, И. А. Курс теории надежности систем : учеб. пособие для вузов / И. А. Ушаков. – М. : Дрофа, 2008. – 239 с.
7. Черкесов, Г. Н. Надежность аппаратно-программных комплексов : учеб. пособие / Г. Н. Черкесов. – СПб. : Питер, 2005. – 479 c.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
Контрольные вопросы и задания
1. Какое соединение элементов в системе называется основным?
2. Перечислите показатели надежности нерезервированной системы при основном соединении элементов.
3. Можно ли из ненадежных элементов создать надежную систему при основном соединении элементов?
4. Каким образом можно повысить надежность последовательных систем?
5. Запишите формулу вычисления вероятности безотказной работы для системы с k последовательными участками.
6. Какой показатель надежности характеризует вероятность работоспособного состояния системы в произвольно выбранный момент времени?
7. С помощью какого показателя вычисляется вероятность того, что система неработоспособна в произвольный момент времени?
8. Перечислите стационарные показатели надежности восстанавливаемой системы, состоящей из n элементов.
9. Что такое коэффициент готовности? Запишите формулу определения коэффициента готовности восстанавливаемой системы, состоящей из n элементов.
Варианты заданий к лабораторной работе
1. Система состоит из 6 частей, отказ любой из них приводит к отказу всей системы. Определить, в течение какого времени система проработает безотказно с заданной вероятностью Рзад = 0,9, если распределение наработок всех частей до отказа подчинено экспоненциальному закону, а средние наработки частей до отказа равны 350, 480, 520, 670, 770, 1100 ч.
8. Нерезервированная восстанавливаемая система состоит из n = 10 элементов. Определить наработку на отказ, среднее время восстановления и коэффициент готовности системы. Предполагается, что справедлив экспоненциальный закон отказов и восстановлений системы. Варианты заданий приведены в табл. 3.4.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Громов, Ю. Ю. Надежность информационных систем : учеб. пособие / Ю. Ю. Громов, О. Г. Иванова, Н. Г. Мосягина, К. А. Набатов. – Тамбов : Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. – 160 с.
2. Линденбаум, М. Д. Надежность информационных систем : учебник для вузов / М. Д. Линденбаум, Е. М. Ульяницкий. – М. : учеб.-метод. центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2007. – 318 с.
3. Каштанов, В. А. Теория надежности сложных систем / В. А. Каштанов, А. И. Медведев. – М. : Физматлит, 2010. – 608 с.
4. Половко, А. М. Основы теории надежности / А. М. Половко, С. В. Гуров. – СПб. : БХВ-Петербург, 2006. – 704 с.
5. Половко, А. М. Основы теории надежности : практикум / А. М. Половко, С. В. Гуров. – СПб. : БХВ-Петербург, 2006. – 506 с.
6. Ушаков, И. А. Курс теории надежности систем : учеб. пособие для вузов / И. А. Ушаков. – М. : Дрофа, 2008. – 239 с.
7. Черкесов, Г. Н. Надежность аппаратно-программных комплексов : учеб. пособие / Г. Н. Черкесов. – СПб. : Питер, 2005. – 479 c.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
Контрольные вопросы и задания
1. Дайте определение понятию «резервирование».
2. Какая задача решается при введении избыточности в техническую систему?
3. Что понимается под кратностью резервирования системы?
4. Перечислите основные виды резервирования. Дайте их определения.
5. Приведите структурную схему системы с постоянно включенным резервом.
6. Как определяется вероятность безотказной работы системы при общем резервировании замещением?
7. Приведите структурную схему системы с раздельным резервированием замещением.
8. Запишите формулы для вычисления безотказной работы системы при раздельном резервировании.
9. Проанализируйте особенности постоянного резервирования и резервирования замещением.
10. Чем отличается ненагруженный резерв от постоянного?
11. Какое резервирование систем называется скользящим?
12. В каких режимах могут работать резервные элементы в системах?
Варианты заданий к лабораторной работе
1. Система состоит из n блоков, вероятности безотказной работы каждого блока условно показаны на рис. 4.5. С целью повышения надежности системы произведено дублирование наименее надежных блоков такими же блоками. Найти вероятность безотказной работы системы.
Рис. 4.5. Структурная схема надежности системы

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Громов, Ю. Ю. Надежность информационных систем : учеб. пособие / Ю. Ю. Громов, О. Г. Иванова, Н. Г. Мосягина, К. А. Набатов. – Тамбов : Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. – 160 с.
2. Линденбаум, М. Д. Надежность информационных систем : учебник для вузов / М. Д. Линденбаум, Е. М. Ульяницкий. – М. : учеб.-метод. центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2007. – 318 с.
3. Каштанов, В. А. Теория надежности сложных систем / В. А. Каштанов, А. И. Медведев. – М. : Физматлит, 2010. – 608 с.
4. Половко, А. М. Основы теории надежности / А. М. Половко, С. В. Гуров. – СПб. : БХВ-Петербург, 2006. – 704 с.
5. Половко, А. М. Основы теории надежности : практикум / А. М. Половко, С. В. Гуров. – СПб. : БХВ-Петербург, 2006. – 506 с.
6. Ушаков, И. А. Курс теории надежности систем : учеб. пособие для вузов / И. А. Ушаков. – М. : Дрофа, 2008. – 239 с.
7. Черкесов, Г. Н. Надежность аппаратно-программных комплексов : учеб. пособие / Г. Н. Черкесов. – СПб. : Питер, 2005. – 479 c.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
Контрольные вопросы и задания
1. Перечислите основные показатели надежности восстанавливаемых резервированных систем.
2. В каком случае произойдет отказ резервированной группы с восстановлением?
3. Какие виды резервирования применяются для повышения надежности техники?
4. При каком виде резервирования достигается наибольший выигрыш надежности?
5. В каком порядке выполняется расчет надежности восстанавливаемой дублированной системы методом дифференциальных уравнений?
6. В каких состояниях может находиться восстанавливаемая дублированная система?
7. Нарисуйте граф состояний для восстанавливаемой дублированной системы, имеющей нагруженный резерв, при восстановлении без ограничений.
8. Изобразите граф состояний для восстанавливаемой дублированной системы, имеющей ненагруженный резерв и ограниченное восстановление.
9. Приведите правила составления системы дифференциальных уравнений для вероятностей состояний восстанавливаемых систем.
10. Какой вид резервирования применяется на практике наиболее часто?
11. Запишите формулы для определения наработки на отказ и коэффициента готовности восстанавливаемых систем при ненагруженном дублировании и неограниченном восстановлении.
12. Запишите формулы для определения наработки на отказ и коэффициента готовности восстанавливаемых систем при нагруженном дублировании и неограниченном восстановлении.
13. Что такое коэффициент простоя? Какой зависимостью связаны коэффициент простоя и коэффициент готовности?
14. Во сколько раз повышается надежность восстанавливаемой дублированной системы, если время восстановления в 100 раз меньше наработки на отказ?
Варианты заданий к лабораторной работе
1. Выполните расчет характеристик надежности вычислительной системы (компьютера), состав элементов которой показан на рис. 5.1. Интенсивности отказов и восстановлений элементов системы приведены в табл. 5.2.
Интенсивности отказов и восстановлений элементов системы
№ п/п Устройство Интенсивность
отказов l, 1/ч восстановлений m, 1/ч
1 Центральный процессор 10–5 0,1
2 Оперативная память 10–4 1
3 Системный интерфейс 10–6 0,1
4 Винчестер 10–4 0,1
5 Принтер 10–3 0,01

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Громов, Ю. Ю. Надежность информационных систем : учеб. пособие / Ю. Ю. Громов, О. Г. Иванова, Н. Г. Мосягина, К. А. Набатов. – Тамбов : Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. – 160 с.
2. Линденбаум, М. Д. Надежность информационных систем : учебник для вузов / М. Д. Линденбаум, Е. М. Ульяницкий. – М. : учеб.-метод. центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2007. – 318 с.
3. Каштанов, В. А. Теория надежности сложных систем / В. А. Каштанов, А. И. Медведев. – М. : Физматлит, 2010. – 608 с.
4. Половко, А. М. Основы теории надежности / А. М. Половко, С. В. Гуров. – СПб. : БХВ-Петербург, 2006. – 704 с.
5. Половко, А. М. Основы теории надежности : практикум / А. М. Половко, С. В. Гуров. – СПб. : БХВ-Петербург, 2006. – 506 с.
6. Ушаков, И. А. Курс теории надежности систем : учеб. пособие для вузов / И. А. Ушаков. – М. : Дрофа, 2008. – 239 с.
7. Черкесов, Г. Н. Надежность аппаратно-программных комплексов : учеб. пособие / Г. Н. Черкесов. – СПб. : Питер, 2005. – 479 c.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
Контрольные вопросы и задания
1. Назовите основные направления повышения надежности ИС.
2. Дайте определение понятию «отказоустойчивость».
3. Каковы причины отказов ИС?
4. Какая часть ИС является наиболее слабой в смысле отказоустойчивости?
5. Какие технологии используются для защиты от отказов отдельных дисков?
6. Что такое репликация данных?
7. В чем состоят достоинства и недостатки синхронной репликации?
8. Какую репликацию называют асинхронной?
9. Какие информационные системы относят к системам высокой готовности?
10. Какова роль кластеров в повышении надежности ИС?
11. Назовите современные методы кластеризации.
12. В чем состоят преимущества кластеризации N + 1?
Варианты заданий к лабораторной работе
1. При тестировании жестких дисков типа Seagate Momentus в течение года частота отказов составила q*(t) = 0,37. Сколько дисков должно быть в массиве дисков для обеспечения вероятности безотказной работы массива, равной 0,999?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Громов, Ю. Ю. Надежность информационных систем : учеб. пособие / Ю. Ю. Громов, О. Г. Иванова, Н. Г. Мосягина, К. А. Набатов. – Тамбов : Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. – 160 с.
2. Линденбаум, М. Д. Надежность информационных систем : учебник для вузов / М. Д. Линденбаум, Е. М. Ульяницкий. – М. : учеб.-метод. центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2007. – 318 с.
3. Каштанов, В. А. Теория надежности сложных систем / В. А. Каштанов, А. И. Медведев. – М. : Физматлит, 2010. – 608 с.
4. Половко, А. М. Основы теории надежности / А. М. Половко, С. В. Гуров. – СПб. : БХВ-Петербург, 2006. – 704 с.
5. Половко, А. М. Основы теории надежности : практикум / А. М. Половко, С. В. Гуров. – СПб. : БХВ-Петербург, 2006. – 506 с.
6. Ушаков, И. А. Курс теории надежности систем : учеб. пособие для вузов / И. А. Ушаков. – М. : Дрофа, 2008. – 239 с.
7. Черкесов, Г. Н. Надежность аппаратно-программных комплексов : учеб. пособие / Г. Н. Черкесов. – СПб. : Питер, 2005. – 479 c.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
Контрольные вопросы и задания
1. Приведите классификацию моделей надежности программных средств.
2. Как выполнить оценку надежности программного обеспечения при использовании аналитических моделей?
3. На каких предположениях построена модель «дискретно-понижающая интенсивность проявления ошибок»?
4. На каких допущениях построена модель Шумана?
5. Каким образом определяется надежность программного обеспечения по модели Джелинского–Моранды?
6. В чем заключается различие между статическими и динамическими моделями надежности программных средств?
7. В чем сущность модели Миллса?
8. Каким образом выполняется расчет надежности программного средства с помощью простой интуитивной модели?
9. Каким образом определяется надежность программного обеспечения по модели Коркорэна?
10. В чем сущность интуитивной модели фирмы IBM?
11. Какую модель надежности программы следует применять, если предпринято две попытки тестирования?
Варианты заданий к лабораторной работе
1. Предположим, в программе есть три собственные ошибки, внесем еще шесть случайным образом. В процессе тестирования было найдено пять внесенных ошибок и две собственные. Найти надежность программы по модели Миллса.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Громов, Ю. Ю. Надежность информационных систем : учеб. пособие / Ю. Ю. Громов, О. Г. Иванова, Н. Г. Мосягина, К. А. Набатов. – Тамбов : Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. – 160 с.
2. Линденбаум, М. Д. Надежность информационных систем : учебник для вузов / М. Д. Линденбаум, Е. М. Ульяницкий. – М. : учеб.-метод. центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2007. – 318 с.
3. Каштанов, В. А. Теория надежности сложных систем / В. А. Каштанов, А. И. Медведев. – М. : Физматлит, 2010. – 608 с.
4. Половко, А. М. Основы теории надежности / А. М. Половко, С. В. Гуров. – СПб. : БХВ-Петербург, 2006. – 704 с.
5. Половко, А. М. Основы теории надежности : практикум / А. М. Половко, С. В. Гуров. – СПб. : БХВ-Петербург, 2006. – 506 с.
6. Ушаков, И. А. Курс теории надежности систем : учеб. пособие для вузов / И. А. Ушаков. – М. : Дрофа, 2008. – 239 с.
7. Черкесов, Г. Н. Надежность аппаратно-программных комплексов : учеб. пособие / Г. Н. Черкесов. – СПб. : Питер, 2005. – 479 c.