Основные направления и перспективы развития систем ДЦ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                        

                       

Не рекомендуемые варианты расположения рабочих мест с персональными компьютерами

  

   

Рекомендуемые варианты расположения рабочих мест с персональными компьютерами

Рисунок 4.2.3 - Варианты расположения рабочих мест

 

 

Планирование рабочего дня

 

 

Для предотвращения стрессовых состояний и чрезмерной усталости, работающих с видеодисплейных терминалами, необходимо рационально планировать режим рабочего дня.

Режимы труда и отдыха при работе с видеодисплейными терминалами зависят от категорий трудовой деятельности. Все работы с видеодисплейными терминалами делятся на три группы.

1. Эпизодическое считывание и ввод информации в компьютер или работа в режиме диалога (не более 2-х часов за 8-часовую рабочую смену).

2. Считывание информации с предварительным запросом не более 40 тысяч знаков или ввод информации не более 30 тысяч знаков или творческая работа в режиме диалога не более 4-х часов за 8-часовую рабочую смену.

3. Считывание информации с предварительным запросом более 40 тысяч знаков или ввод информации более 30 тысяч знаков  или творческая работа в режиме залога более 4-х часов за 8-часовую рабочую смену.

Продолжительность непрерывной работы без регламентированного перерыва не должна превышать двух часов.

При 8-часовой рабочей смене регламентированные перерывы целесообразно устанавливать:

•для первой категории работ с ВДТ - через 2 часа от начала смены и через 2 часа после обеденного перерыва продолжительностью 15 минут каждый;

•для второй категории работ - через 2 часа 01 начала смены и через 2 часа после обеденного перерыва продолжительностью 15 минут каждый или продолжительностью 10 минут через каждый час работы;

Во время регламентированных перерывов работающим с видеодисплейными терминалами рекомендуется делать специальную гимнастку для снятия усталости.

 

5 Электромагнитная совместимость

 

 

Элементная база ЭВМ насыщена запоминающими и формирующими схемами и характеризуется чрезвычайно малой энергией полезных сигналов. В настоящее время эта энергия на 4-6 порядков меньше энергии нежелательных электромагнитных воздействий (помех) из сети питания ЭВМ и окружающего пространства. Данное обстоятельство потенциально обусловливает заметную восприимчивость ЭВМ к внешним помехам. Поэтому безотказность и достоверность функционирования ЭВМ, в том числе и электронных вычислительных машин, зависят не только от логической структуры устройств и надежности элементов, но и от степени невосприимчивости ЭВМ к внешним помехам. Вместе с тем и сами ЭВМ как электрические устройства являются источниками внешних помех для других близко расположенных ЭВМ и радиоэлектронных средств. Для достижения надлежащей работоспособности отдельных ЭВМ и комплексов ЭВМ необходимо ограничивать в технически обоснованной степени допускаемую восприимчивость ЭВМ к внешним помехам и допускаемые уровни помех, создаваемые аппаратурой ЭВМ. Обе задачи составляют основное содержание проблемы обеспечения электромагнитной совместимости ЭВМ с внешней средой. Данная проблема имеет постоянную тенденцию к обострению. Причин этому несколько.

Во-первых, непрерывно снижается отношение энергий полезных и мешающих сигналов, а частота появления последних растет. Это является следствием больших успехов в области миниатюризации и повышения степени интеграции цифровой элементной базы, с одной стороны, и роста объемов производства и потребления электроэнергии в народном хозяйстве - с другой.

Во-вторых, быстро растет общий парк ЭВМ, в том числе устанавливаемых на объекты, где высок уровень внешних помех (промышленные и энергетические предприятия, транспортные средства и другие).

Отсюда вытекает основная задача - обеспечение работоспособности аппаратуры в заданных условиях внешней среды. Технические средства должны быть совместимы с внешней средой, являющейся источником нежелательных воздействий на ЭВМ.

Одной из важных задач является электромагнитная совместимость, так как ЭВМ работают нестабильно даже в благоприятных условиях эксплуатации и сбиваются при включении или выключении отдельных внешних устройств, других ЭВМ, осциллографа, паяльника и даже освещения.

Одним из основных понятий в проблеме ЭМС является  понятие "электромагнитная помеха". Данному термину можно дать такое определение: это электрическое и (или) магнитное явление (процесс), созданное любым источником в пространстве или проводящей среде, которое нежелательно влияет или может оказать нежелательное влияние на полезную информацию, носителями которой являются постоянные или изменяющиеся во времени значения напряжения, тока, электрического заряда или магнитного потока.

Источники помех разнообразны. Каждое изменение напряжения или тока в любой электрической цепи и сопутствующее ему изменение напряженности электрического и магнитного полей могут рассматриваться как потенциальный источник помех.

Помехи можно классифицировать по большому числу признаков. По источникам помехи разделяют на естественные и искусственные, а последние - преднамеренные и непреднамеренные. В зависимости от путей распространения помехи подразделяют на пространственные и кондуктивные.

По характеру протекания процесса во времени различают помехи гармонические, импульсные и шумы. По месту расположения источника помех различают помехи собственные и внешние.

К собственным помехам можно отнести шумы, наводки и помехи от рассогласования. Шум - это флюктуационный процесс, обусловленный дискретной природой электрического тока и представляющий собой последовательность очень коротких импульсов, появляющихся хаотически в большом количестве.Наводка - это помеха, возникающая вследствие непредусмотренной схемой и конструкцией рассматриваемого объекта передачи по паразитным связям напряжения, тока, заряда или магнитного потока из источника помехи в рассматриваемую область объекта.

Помеха от рассогласования представляет собой нежелательный переходный процесс в рассматриваемой электрической цепи объекта, содержащей участки с распределенными и сосредоточенными параметрами, возникающий вследствие  рассогласования между неоднородными участками.

К внешним помехам можно отнести промышленные (индустриальные), от радиопередающих средств, атмосферные и космические. Внешние помехи ЭВМ безотносительно к первоисточнику их возникновения подразделяют на внешние наводки, помехи из сети питания, из внешней линии связи и помехи от разрядов электростатических зарядов.

Инженерная практика выявила ряд видов внешних помех, наиболее часто приводящих к сбоям и отказам в работе ЭВМ. В первую очередь, это импульсные кратковременные (длительностью менее 1 мкс) и длительные (длительностью более 10 мс) возмущения напряжения в сети питания переменного тока. Затем следует неэквипотенциальность точек заземления, разряды электростатических зарядов, наводки от импульсных электрических и магнитных полей, наводки от напряжения промышленной частоты, наводки от высокочастотных электромагнитных излучений.

Кратковременные импульсные помехи в сети питания ЭВМ появляются вследствие включения и выключения различного рода активных и реактивных нагрузок, быстрых изменений токов нагрузки, наличие нагрузок, возвращающих в сеть энергию, наводок от импульсных электрических и магнитных полей, влияния грозовых разрядов и тому подобное.

Длительные помехи в сети питания возникают по нескольким причинам. В первую очередь - это следствие работы автоматических сетевых прерывателей при перегрузках или коротких замыканиях. При этом перерывы питания могут длиться более 0,5с.

Длительные помехи могут быть вызваны также включением мощных асинхронных электродвигателей, пусковой ток, которых существенно превышает ток установившегося режима, перегоранием плавких вставок, влиянием грозовых разрядов. По данным фирмы IBM из-за гроз в летние месяцы наблюдаются одно-два отключения ЭВМ в неделю. Возмущения напряжения в сети питания при этом имеют длительность примерно 0,3с, а напряжение в линии снижается примерно до одной трети номинального значения в течение 0,15-0,2с. Опыт фирмы показал, что в любой ЭВМ наблюдается от 25 до нескольких сот ошибок или отключений в год вследствие влияния длительных помех из сети питания.

Схемно-конструктивные способы борьбы с внешними помехами и радиопомехами сводятся к корректному выполнению внешних связей, заземления, фильтрации, экранирования, резервирования питания и тому подобные. Ни один из этих способов не должен быть предпочтительным по сравнению с другими. Наилучший эффект дает дублирование средств борьбы с помехами для получения удовлетворительных результатов.

 

6 Расчет надежности блока ТС по l - характеристикам

 

 

Элементы и системы могут находиться в двух состояниях: работоспособном и неработоспособном. Понятие работоспособности является одним из основных понятий теории надежности. Работоспособность - это такое состояние системы или элемента, при котором они способны выполнить заданные функции, сохраняя значение заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

События, заключающиеся в нарушении работоспособности, называются отказом. По характеру возникновения отказы можно классифицировать следующим образом:

1. внезапные отказы, характеризующиеся скачкообразным изменением параметров системы или элементов;
2. постепенные, характеризующиеся постепенным изменением параметров системы или элементов.

Для систем автоматического регулирования и управления большое значение имеют сбои. Сбой - это событие, заключающееся в том, что в результате изменения параметров элементов под воздействием внутренних или внешних причин система (или элемент) в течение некоторого времени прекращает выполнение своих функций. Правильная работа аппаратуры в этом случае восстанавливается самопроизвольно, без вмешательства извне. Таким образом, сбой - это самоустраняющийся отказ, приводящий к кратковременному нарушению работоспособности.

Сбои особенно опасны для систем, в которых используются ЭВМ, т.к. следствием сбоя является искажение информации, что приводит к неправильному функционированию системы. Сложность проблемы заключается в том, что сбой длится небольшое время, после чего система вновь становиться работоспособной и установить наличие искажений информации становится затруднительно.

Безотказность - это свойство системы или элемента непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Сохраняемость - свойство системы или элемента непрерывно сохранять исправное состояние в течение всего времени хранения.

Надежность - свойство системы или элемента выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортировки.

Надежность аппаратуры в технических системах определяется в основном двумя факторами: надежностью компонент и ошибками в конструкции, допущенными при проектировании или изготовлении.

В технических устройствах во многих случаях имеется эталонное изделие, с которым сравниваются аналогичные, вновь изготовленные.

При анализе показателей надежности любых систем в первую очередь исследуют эти показатели с позиции пользователя - внешнего абонента системы. Для пользователя важны характеристики отказов и восстановлений, механизм их возникновения и устранения имеет второстепенное значение. Анализ причин отказов важен для создателей системы или эксплуатационника для профилактики аналогичных отказов и скорейшего их устранения.

При расчете надежности необходимо определить вероятность безотказной работы.

То есть вероятность безотказной работы устройства, при условии независимости каждого из видов отказа, определяется

 

                   (6.1)

 

где  - вероятность безотказной работы при внезапных отказах;

- вероятность безотказной работы при сбоях;

- вероятной безотказной работы при постепенных отказах.

Степень точности расчета связана с этапами проектирования устройств. На начальных стадиях проектирования выполняют лишь ориентировочный расчет надежности, учитывающий только внезапные отказы. При этом вероятность безотказной работы при постепенных отказах (сбоях) принимается равной 1.

На этапах технического проекта и выпуска рабочих чертежей этот расчет дополняется учетом постепенных отказов и сбоев. При выпуске опытного образца производится экспериментальная проверка уровня надежности, и вносятся коррективы в расчет.

Ориентировочный расчет надежности начинают с составления логической схемы надежности. Далее определяют вероятность безотказной работы отдельных блоков и узлов, входящих в эту логическую схему и затем, используя правила вычисления при различных соединениях блоков и узлов, определяют вероятность безотказной работы всего устройства. Ориентировочный расчет отдельных блоков производят при следующих допущениях:

• отказы отдельных элементов являются событиями случайными и независимыми, а поток отказов является простейшим;
• время безотказной работы элементов распределено по экспоненциальному закону, т.е. интенсивность отказов - величина постоянная;
• надежность однотипных элементов считается одинаковой;
• при расчетах принимается основная схема соединения элементов (последовательное соединение);
• вероятность безотказной работы при постепенных отказах и сбоях принимается равной 1.