1-маъруза мавзу: Ўрнатиладиган тизимларга кириш

1.4. Қурилмани ихчамлиги ва ишончлилиги
Ишончлилик – вақт бўйича ўрнатилган фойдаланиш кўрсатгичларини берилган вақт оралиғида сақлаган ҳолда, берилган иш тартибига, фойдаланиш шартига, техник ҳизмат кўрсатишга, тамирлашга, сақлаш ва бир жойдан бошқасига кўчириш шартларига мос равишда объектни берилган вазифани бажариш хусусияти [1,2].
Ишончлилик бу хусусиятлар тўплами бўлиб, объектнинг вазифасига ва унинг фойдаланиш шароиларига боғлиқ ҳолда бузулишга барқарорлик, узоқ муддатлилик, таъмирлашга лаёқатлик ва сақланишлик каби хусусиятларни ёки бу хусусиятларнинг маълум қисмидан иборат бўлиши мумкун ва объектнинг ташкил этувчи қисмилари учун ҳам бу хусусиятлар ўринлидир.
Ишончлилик кўрсатгичи миқдор билан ҳарактерланади, ушбу объектга ишончлиликни ифодалайдиган қайсидир даражадаги маълум хусусиятлар тегишлидир. Бир ҳил ишончлилик кўрсатгичларини (масалан, техник ресурс, ишлаб бериш муддати) ўлчаш мумкун ва ўлчов бирлиги мавжут, бир қатор бошқа кўрсатгичлар эса ўлчами йўқ (масалан, бузулмасдан ишлаш эхтимоли, тайёрлик коэффициенти).
Яшовчанлик – маълум турдаги бузилишлар ёки носозлик бўлган ҳолларда ҳам объектни ишчи ҳолатини сақлаб қола олиш (қисман ёки тўлиқ) хусусияти.
Ишчи ҳолат – бу объектни берилган вазифани бажариш имкониятини ҳарактерловчи, кўрсатгичларининг барча қийматлари техник-норматив талабларига, конструкторлик ҳужжатларига мос ҳолати.
Бузилиш – объектни ишчи ҳолатини издан чиқиш воқеаси. Бузилиш кўрсатгичи – белгилар (аломатлар) тўплами бўлиб, уларнинг мавжутлиги орқали бузилиш содир бўлганлик далили келтирилади.
Бузилишлар тури:

• 
  вазифасини бажаришдан тўхташ (объект асосий вазифаларни бажаришни тўхтатади);
  
• 
  параметрик бузилиш (объектнинг бази кўрсатгичлари рухсат этиб бўлмайдиган даражада ўзгаради).
  

Бузилиш табиати:

• 
  тасодифий, инобатга олинмаган юкланишлар, материалдаги шкастланишлар, бошқариш тизимидаги носозликлар ва хизатчиларнинг йўл қўйган хатолиги ваҳоказо;
  
• 
  тизимли, қонуний ва албатта бўладиган ходисалар таъсирида, носозликларни секин аста йиғилиб бориши натижасида: чарчаш, эскириш, қариш, занглаш ваҳоказо.
  

Бузилишларни турларга ажратишдаги асосий белгилар:

• 
  ҳосил бўлиш ҳарактери;
  
• 
  ҳосил бўлиш сабаби;
  
• 
  бартарафт этиш ҳарактери;
  
• 
  бузилиш оқибатлари;
  
• 
  объектни кейинчалик ишлатилиши;
  
• 
  топишнинг осонлиги;
  
• 
  ҳосил бўлиш вақти.
  

Бузилишни юзага келиш ҳарактери:

• 
  тўсатдан бузилиш – объект кўрсатгичларини кескин ўзгаришида намоён бўлучи бузилиш;
  
• 
  секин аста бузилиш – объект сифатини секин аста ёмонлашуви оқибатида содир бўлувчи бузилиш.
  

Тўсатдан бузилишлар одатда элементларни механик жарохатланиши кўринишида (дарс кетиш - нозик парчаланиш, узилиш ваҳоказо) ва бузилиш яқинлашиб келаётганлик аломатлари кўринмайди. Тўсатдан бузилиш олдинги иш вақтига боғлиқ бўлмаган, юзага келиш вақти хохиший бўлиши билан ҳарактерланади.
Секин аста бузилишлар детал ва материалларнинг эскиши билан боғлиқ.
Бузилишларни ҳосил бўлиш сабаблари:

• 
  констукцион бузилиш, объектни констукциясидаги камчилик ва нотўғри конструкция туфайли содир бўлади;
  
• 
  ишлаб чиқаришда йўл қўйилган ҳатолик сабабли бузилиш, технолгияъни нормадан чекиниши ёки технологияни етарли даражада ривожланмаганлиги билан боғлиқ объектни тайёрлашдаги ҳатоликлар туфайли содир бўлади;
  
• 
  фойдаланишдаги бузилиш, фойдаланиш қоидаларига риоя қилинмаганда юзага келади.
  

Бузилишларни бартараф этиш ҳарактери:

• 
  турғун бузилиш;
  
• 
  ўхтин-ўхтин бузилиш (ҳосил бўлади/йўқ бўлиб кетади). Бузилиш оқибати – енгил бузилиш (енгил бартарафт этилувчи);
  
• 
  ўтрача бузилиш бир-бирига уланган қурилмаларни бузилишига олиб келмайди (иккиламчи бузилиш);
  
• 
  оғир бузилиш иккиламчи бузилишларга сабабчи бўлади ёки инсоннинг ҳаётига ва соғлиғига ҳавф туғдиради.
  

Объектни кейинчалик фойдаланишига қараб бузилишлар қуйидагиларга бўлинади:

• 
  буткул бузилишлар, бу бузилишларни тузатилмагунча объект ишлашининг имконияти йўқ;
  
• 
  қисман бузилиш, бу ҳолда объектни қисман ишлатиш мумкун.
  

Бузилишларни осон аниқлаш бўйича кўриниб турган (яққол) ва яширинган (берк) бузилишлар бўлиши мумкун.
Бузилишларни содир бўлиш вақти бўйича улар қуйдагилардан иборат:

• 
  созлаш давридаги бузилиш, яъни фойдаланиш даврининг бошланишида ҳосил бўладиган бузилишлар;
  
• 
  нормал фойдаланиш даврида юзага келадиган бузилишлар;
  
• 
  эскиришдаги бузилиш, яъни материал ва деталларнинг емирилиши ва эскириши натижасида тиклаб бўлмайдиган бузилиш содир бўлиши.
  

Қурилмаларда кўпинча учрайдиган бузилишлар тури:

• 
  вазифасини бажаришдан тўхташ (бутунлай бузилиш) – объектни асосий вазифаларини бажаришдан тўхташи (масалан, транзисторларни куйиши);
  
• 
  параметрик бузилишлар – объектнинг кўрсатгичлари йўл қўйиб бўлмайдиган даражада ўзгариши (масалан, манба кучланишини ўзгариши);
  
• 
  тасодифий бузилишлар – лойиҳалаштирувчиларнинг хатоси сабабли, манбадаги бузилишлар туфайли, хом ашёдаги носозлик оқибатида ёки кўп ишлатилиш натижасида эскириши, занглаш ҳамда эскиши сабабли тизимли бузилиш ҳосил бўлиши мумкун.
  

Ўрнатиладиган тизимларга нисбатан умумий вазифаларни бажарувчи компьютерлар учун энергияни истемоли масаласи жуда ҳам муҳим масала эмас. Масалан шахсий компьютер ёки сервер марказий электор тармоғидан таъминланади ва улар энергия истемолига жиддий чекловлар қўймайди. Ундан ташқари, шахсий компьютернинг ғилофининг ҳажми мажбурий совутиш воситасини ўрнатиш учун етарли даражада катта. Умумий масалалар учун мўлжалланган компьютерларга аксинча ўрнатиладиган тизимлар истемол эненргияга кескин чеклов қўйиладиган шароитда ишлашлари керак, чунки автоном эненргия манбали ўрнатилган тизимлар сони доимий ошиб бормоқда. Шу билан бир қаторда фойдаланувчилар тизимларнинг ихчам бўлишига талабгордирлар (масалан, мобильь телефонлар, тонометр, электрон соат). Энергия истемолини чеклаш учун турли ечимлар ишлатилади: микросхеманинг такт частотасини камайтириш, вақтинча истемол қувватини камайтириш.
Замонавий ўрнатиладиган тизимларнинг кўпи етарли даражадаги ихчам қурилмаларга жойлаштирилиши керак, мобиль телефон, телевизорнинг бошқариш қурилмаси, энергиянинг истемол датчиклари каби қурилмаларга. Жуда кўпчилик ҳолларда ўрнатиладиган тизимларнинг босма платаларини геометрияси уни жойлаштириш мўлжалланган қурилма ғилофининг ўлчамига боғлиқ. Бажарилишни ихчамлаштириш – ҳозирги замон ўрнатиладиган тизимларини лойиҳалаштириш ва тайёрлашдаги муаммолардан биридир.
Яна бир муҳим муаммо, бу тайёр махсулотни тестлаш имконияти, лойиҳалаш жараёнида ва шунингдек ишлаб чиқариш жараёнида. Кўпчилик ўрнатиладиган тизимларда ички тестлаш дастурлари бўлиши керак, улар тез ва юқори даражада ишончлилик билан бошқариш дастурларини аниқ ишлашлигига ишонч хоси қилишни таминлайди.
Ўрнатиладиган тизимларнинг лойиҳалаштирувчилари учун инсон ва бошқариладиган объектнинг мулоқот масалаларини ечиш жуда ҳам муҳим масала ҳисобланади. Лойиҳалашда датчиклар турини танлаш, қурилманинг ўзини конструктив бажарилишига, электрон блокларни аппарат ечимига ва нихоят ишлов бериш алгоритмлари учун жиддий этибор қаратиш керак бўлади.
Ўрнатилган тизим фойдаланувчи ёки атроф муҳит билан мулоқатда бўлиши керак. Ҳаракатни бошқариш қурилмалари инфра қизил датчиклар ёрдамида тўсиқларни аниқлаш ва уларни айланиб ўтишни таминлаши керак, робот ташқаридан берилган буйруққа этибор қилиши керак, маиший ҳизмат қурилмалари бошқариш қурилмасидан берилган буйруққа биноан иш тартибини ўзгартириши керак, қўриқлаш хабар бериш тизими бинони сақлаш датчиклари билан ва шунингдек инсонни бошқариш азолари билан мулоқатда бўлиши керак.
Нархни арзонлаштириш. Кўпчилик ўрнатиладиган тизимлар унча қиммат бўлмаган оммавий ҳаридоргир қурилмаларни бошқариш учун мўлжалланган, улар микротўлқинли печ, мобиль телефонлар, ўйинчоқлар. Бундек қурилмаларнинг оммавийлиги уларни охирги нархи билан аниқланади, бу эса лойиҳалаштириш ва ишлаб чиқаришга қаттиқ чеклашлар ўрнатилишини тақазо қилади. Ўрнатиладиган тизимлар бўлиши мумкун бўлган кўп ечимларга эга, жорий этилиш босқичида ҳам (микроконтроллер ёки дастурланувчи мантиқий матрица, буюртма КИС ва штамповка қилинган интерфейс схемалари), шунингдек аниқ элемент асосини танлаш босқичида ҳам. Шунинг учун нархини арзонлаштириш мақсадида лойиҳалаштиришни тўғри стратегиясини танлаш – ўрнатиладиган тизимларни лойиҳалаштиришдаги асосий муаммоларидан биридир.
Ўрнатиладиган тизимлар аксарият дастурий жорий этилувчи тизимлар тоифасига киради (Software-Intensive ёки Software-Dominated Systems). Бу тизимнинг бажарадиган вазифаларини кўпини дастурий жорий этилишини бидиради. Дастурланувчанлик ва таркиблаштира олиниши ўрнатиладиган тизимларнинг барча босқичларида ва компонентларида мавжут ва у ҳолат жадаллик билан юқори даражада ривожланмоқда. Ҳатто “ўрнатиладиган дастурий таъминот” атамаси пайдо бўлди (Embedded Software), у бугунги кун дастурий таъминоти ва уни яратиш технологиясининг алоҳида хусусиятларига урғу бериш учундир. Ўрнатилган тизимларнинг элемент асосини электрон, оптик, механик ва бошқа физик компонентлар ташкил этади (элементлар, модуллар, блоклар), улар ёрдамида ўрнатиладиган тизимлар жисмоний жорий этилади.
Бугунги кунда бундек элементлар рўйхатидан мураккаб процессор микросхемалари (микропроцессорлар), контроллерлар, акселераторлар, ҳисоблагичларнинг тизимли платалари жой олган. Ўз навбатида бундек элементлар қаторига доимий ҳотира блокига жойлаштирилган дастурий воситалар (загрузчик, протокол стеклари ва бошқалар) киради. Шундек қилиб, ҳатто ананавий ҳисоблаш воситаларни элемент асосининг тасаввури фақат конструкция ва схемотехникани баён қилиш чегарасидан чиқиб кетиб кўпинча архитектура, системотехника, дастурлаш масалаларига тўқнаш келмоқда.