Показатели надежности и производительности оборудования и ПО

3.4. Показатели надежности и производительности оборудования и ПО

 

 Показатель производительности является линейной функцией затрат (т.е чем выше цена тем выше производительность приобретаемого оборудования) тогда:

 Прс =К1*Зсб

 Пм =К2*Зм

 Ппр =К3*Зпр

 Пск =К4 *Зск

 Ппл =К5 *Зпл

Пос =К6 *Зпо

Пспо=К7*Зспо, (2)

где

 Псб - показатель производительности системного блока;

 Пм - показатель производительности монитора ;

 Ппр - показатель производительности принтера;

Пск - показатель производительности сканера;

 Ппл - показатель производительности плоттера;

Пос - показатель производительности операционной системы АРМ.

Пспо - показатель производительности специального программного обеспечения АРМ.

Коэффициенты К1-К7 являются нормировочными коэффициентами и определяют потребительскую эффективность оборудования АРМ и ПО (т.е. показывают взаимосвязь между стоимостью оборудования и показателями производительности: Псб, Пм, Ппр, Пск, Ппл, Ппо). Для расчета коэффициентов необходимо получить значения показателей производительности оборудования , а также цен на это оборудование на базе опубликованных данных и экспертных оценок различных типов оборудования и ПО и занести эти значения в таблицу(см. таблица 3.1.).

Таблица 3.1.

Псб	Y1	Y2	Y3	Y4
цена	X1	X2	X3	X4

Зависимость между ценой и показателем производительности линейна, значит Y (Псб)=к* X (цена)+b, но таких прямых можно построить не одну, следовательно необходимо выбрать оптимальную. Оптимальной будет та, у которой сумма квадратов отклонений (Sd²) будет минимальна, а значит необходимо провести аппроксимирующую прямую. Опираясь на уравнения (2), получим, что значение коэффициентов качества равно котангенсу угла наклона аппроксимирующей прямой к прямой показателей производительности или надежности оборудования.

Уравнения 2 -это ограничения для целевой функции, полученной ранее, необходима математическая постановка задачи.

3.5. Математическая постановка задачи оптимизации АРМ

Как сказано в начале этого раздела, необходимо минимизировать целевую функцию затрат

Y=( Зсб+Зм+Зпр+Зск+Зпл+Зос+Зспо) min (3)

при следующих ограничениях:

 По ≤ К1*Зсб ≤ 100

 По ≤ К2*Зм ≤ 100

 По ≤ К3*Зпр ≤ 100

 По ≤ К4 *Зск ≤ 100

 По ≤ К5 *Зпл ≤ 100

 По ≤ К6 *Зпо ≤ 100

 По ≤ К7 *Зпо ≤ 100 (4)  

Зсб>0, Зм>0, Зпр>0, Зск>0, Зпл>0, Зос>0, Зспо>0.  (5)

Выражения (2)–(4) представляют собой классическую задачу линейного программирования.

В качестве входных данных задаются По.

3.7.Расчет нормировочных коэффициентов для автоматизированного рабочего места (К1 – К7).

 

Расчет нормировочного коэффициента для системного блока компьютера.

Конфигурация комплектующих системного блока АРМ оценивается по следующим параметрам:

1 Тактовая частота процессора Ггц;

2 Тактовая частота шины Мгц;

3 Объем оперативной памяти Мгбайт;

 4 Объем винчестера Гбайт;

5 Быстродействие винчестера.

Для определения показателей производительности необходимо рассмотреть различные конфигурации на основе процессоров разных марок их параметры в таблице 3.2.

Таблица3.2.

№	Тактовая частота процессора, ГГЦ	Тактовая частота шины, МГц	Объем ОП, Мб	Объем винчестера, Гб	Быстродействие винчестера	Цена, $
1	Duron 700	133	1 x 128 DIMM	20	7200	175
2	Duron 1200	133	1 x 256 DDR	40	7200	222
3	Duron 1600	133	1 x 256 DDR	40	7200	258
4	Duron 1800	233	1 x 256 DDR	80	7200	306
5	Athlon XP1 1700+	233	1 x 128 DIMM	20	7200	229
6	Athlon XP1 1800+	333	1 x 128 DIMM	40	7200	296
7	Athlon XP1 2400+	333	512 DDR	80	7200	320
8	Celeron 433	133	1 x 64 DIMM	10	5400	89
9	Celeron 633	133	1 x 128 DIMM	10	7200	145
10	Celeron 1000	233	1 x 128 DIMM	10	7200	159
11	Celeron 1700	333	1 x 256 DDR	40	7200	254
12	Celeron 1700	333	1 x 256 DDR	80	7200	283
13	Celeron 2000	333	1 x 256 DDR	120	7200	296
14	Celeron 2400	333	1 x 256 DDR	80	7200	336
15	Celeron 2400	333	1 x 512 DDR	120	7200	490
16	P4-1800	533	1 x 256 DDR	40	7200	367
17	P4-1800	533	1 x 256 DDR	120	7200	395
18	P4-2000	533	1 x 128 DDR	40	7200	318
19	P4-2400	800	1 x 512 DDR	80	7200	510

Анализ содержимого таблицы показал, что одной из лучших (среди оцениваемых) был признан компьютер №19 (P4-2400), его показатели производительности Пmax примем за 100%; остальные компьютеры в сравнении с этим получили следующие показатели производительности (табл.3.3.):

Таблица 3.3.

№	Тактовая частота процессора, ГГЦ	Прс %
1	Duron 700	30
2	Duron 1200	45
3	Duron 1600	55
4	Duron 1800	65
5	Athlon XP1 1700+	75
6	Athlon XP1 1800+	60
7	Athlon XP1 2400+	95
8	Celeron 433	20
9	Celeron 633	30
10	Celeron 1000	40
11	Celeron 1700	50
12	Celeron 1700	55
13	Celeron 2000	60
14	Celeron 2400	60
15	Celeron 2400	70
16	P4-1800	90
17	P4-1800	92
18	P4-2000	95

Имея значения показателей производительности компьютера, можно построить график зависимости этих показателей от стоимости компьютеров рис. 3.1.

 Рис. 3.1.

После построения точек зависимости показателя производительности компьютера от их стоимости можем определить котангенс угла наклона аппроксимирующей прямой.

сtg(α)=К1= 0,26

Аналогично рассчитываются нормировочные коэффициенты для принтеров, сканеров, плоттеров и программного обеспечения.

Расчёт нормировочного коэффициента для мониторов .

Показатель производительности (Пм) монитора оценивается по следующим параметрам:

1. Диагональ монитора

2 .Частота регенерации

3 .Разрешение

 Необходимо составить таблицу по предложению мониторов имеющихся на рынке таблица 3.4

таблица 3.4

Т N	Диагональ	Модель	Характеристики	Цена
1	17	LG T710BH	Flatron, 50-160Hz,1280×1024/66Hz	$14
12	17	LG F720P	0.24, 1280×1024/85Hz, щелевая маска	$17
13	17	Samsung SyncMaster 793MB	0.2, 1024×768/85Hz, теневая маска	$14
14	17	Samsung SyncMaster 793DF	0.2, 1024×768/85Hz, теневая маска	$13
15	17	Samsung SyncMaster 793DF	0.2, 50-160Hz,1280×1024	$13
16	17	Samsung SyncMaster 795DF	0.2, 1280×1024/75Hz, теневая маска	$14
7	17	Samsung SyncMaster 795DF	0.2, 1600×1200, 50-160Hz	$15
8 8	17	Samsung SyncMaster 797DF	0.2, 1280×1024/85Hz, теневая маска	$17
89	17	IIYAMA HF703UT	0.25, Flat, 1600×1200/72Hz, 430кд/м2	$19
110	17	IIYAMA HF703UT E	0.25, 1280×1024/85Hz, теневая маска	$18
11	19	LG F920B	0.24, 1280×1024/85Hz	$29
112	19	MitsubishiDiamond Plus 93SB	0.25-0.27, Diamondtron, 1792×1344/68 Hz	$33
113	19	Samsung SyncMaster 959NF	0.25, 1920×1440/73Hz, MitsubishiDiamondtron	$30
114	19	Samsung SyncMaster 997DF	0.2, 1280×1024/85Hz, теневая маска	$237
115	19	IIYAMA HM903DT	0.24, 1280×1024/100Hz, апертурная решетка	$472
116	19	MitsubishiDiamond Pro 930	0.24,1920×1440/73Hz NI, SuperBrightDiamondtron	$505

 

Среди данных представленных в таблице монитор под №16 лучший, его показатели производительности примем за 100%; остальные мониторы в сравнении с этим получили следующие показатели производительности:

 

№	Модель	Пм,%
1	LG T710BH	42
2	LG F720P	45
3	Samsung SyncMaster 793MB	40
4	Samsung SyncMaster 793DF	40
5	Samsung SyncMaster 793DF	45
6	Samsung SyncMaster 795DF	50
7	Samsung SyncMaster 795DF	52
8	Samsung SyncMaster 797DF	50
9	IIYAMA HF703UT	55
10	IIYAMA HF703UT E	50
11	LG F920B	70
12	MitsubishiDiamond Plus 93SB	85
13	Samsung SyncMaster 959NF	85
14	Samsung SyncMaster 997DF	70
15	IIYAMA HM903DT	85
16	MitsubishiDiamond Pro 930	100

Имея значения показателей производительности монитора, можем построить график зависимости этих показателей от стоимости мониторов.

 

 

Рис.3.2

После построения точек зависимости показателя производительности монитора от его стоимости можно определить котангенс угла наклона аппроксимирующей прямой.

сtg(α)=К2= 0,174

 

Расчёт нормировочного коэффициента для принтера.

Для этого необходимо составить таблицу по предложению принтеров имеющихся рынке таблица 3.4, анализ проведём на основе рынка лазерных принтеров.

Таблица3.4

№	Модель	Характеристики	Цена,$	Ппр,%
1	Brother HL-5150D	600×1200,16(144)Mb,LPT/USB2.0,20ppm	329	40
2	Epson AcuLaser C4100	1200dpi,24ppm	1171	40
3	Canon LBP-1120	600×600, 10ppm	161	30
4	HP LaserJet 1012	600×600dpi, 14ppm	183	30
5	HP LaserJet 1015	600×600dpi, 15ppm,16Mb	232	35
6	HP LaserJet 1320	1200dpi,21ppm,16Mb	317	40
7	HP LaserJet 2410	1200dpi,28ppm,32Mb	545	45
8	HP LaserJet 2550N	600dpi,19ppm,64Mb	715	50
9	HP LaserJet 4250	1200dpi,43ppm,48Mb	1030	65
10	HP LaserJet 4250TN	1200dpi, 43ppm,64Mb	1528	68
11	HP LaserJet 4250DTN	1200dpi,43ppm,80Mb	1799	75
12	HP LaserJet 4350	1200dpi,52ppm,64Mb	1410	70
13	HP LaserJet 4350DTNSL	1200dpi,52ppm,96Mb	2900	100
14	HP LaserJet4650N	600dpi,22ppm,128Mb	2040	90
15	Samsung ML-1210	600×600dpi,12ppm,8Mb	161	30
16	Samsung ML-1520	660dpi,15ppm,8Mb	137	20
17	Samsung ML-1750	600×1200dpi,16ppm,64Mb	197	35
18	Xerox Phaser 3116	1200dpi,15ppm,8Mb	164	30
19	Xerox Phaser 3130	1200dpi,16ppm,32Mb	192	35

 

Рис.3.3

После построения точек зависимости показателя производительности принтера от его стоимости можем определить котангенс угла наклона аппроксимирующей прямой

сtg(α)=К3=0,029

 

Расчёт нормировочного коэффициента для сканеров .

Для этого необходимо составить таблицу по предложению сканеров, имеющихся рынке таблица3.5.

 Таблица3.5.

№	Модель	Характеристика	Цена,$	Пск,%
1	BENQ 5000U	A4, USB1.1, 1200х2400 dpi	48	15
2	Canon CanoScan 4200F	A4, USB2.0, 3200х6400 dpi, слайд-модуль	139	30
3	Canon CanoScan LiDE 20	A4, USB2.0, 600х1200 dpi	62	20
4	Canon CanoScan LiDE 35	A4, USB2.0, 1200х2400 dpi	79	20
5	Canon CanoScan LiDE 80	A4, USB2.0, 2400х4800 dpi	153	30
6	Epson Perfection 1270	A4, USB2.0, 1200х2400 dpi	77	20
7	Epson Perfection 2480 Photo	A4, USB2.0, 2400x4800 dpi, слайд-модуль	118	25
8	Epson Perfection 2580 Photo	A4, USB2.0, 2400x4800 dpi, слайд-модуль	142	30
9	Epson Perfection 3170 Photo	A4, USB2.0, 3200x6400 dpi, слайд-модуль	223	45
10	Epson Perfection 4180 Photo	A4, USB2.0, 4800x9600 dpi, слайд-модуль	284	50
11	Epson Perfection 4870 Photo	A4, USB2.0+IEEE1394, 4800х9600 dpi, слайд-модуль	420	65
12	Epson Perfection 4990 Photo	A4, USB2.0+IEEE1394, 4800х9600 dpi, слайд-модуль	498	70
13	HP ScanJet 2400	Q3841A, A4, USB2.0, 1200х1200 dpi	76	20
14	HP ScanJet 3770	L1915A, A4, USB2.0, 1200х2400 dpi, слайд-модуль	102	25
15	HP ScanJet 4070	L1920A, A4, USB2.0, 2400х2400 dpi, слайд-модуль	148	30
16	HP ScanJet 5590P	L1912A, A4, USB2.0, 2400х2400 dpi, слайд-модуль	225	45
17	HP ScanJet 8250	C9932C, A4, USB2.0, 4800х4800 dpi, слайд-модуль, ADF	1022	100
18	Mustek ScanExpress 1248 UB Plus	A4, USB1.1, 600х1200 dpi	38	15
19	Mustek Bear Paw 2400 CU	A4, USB1.1, 1200х2400 dpi	48	15
20	Mustek Bear Paw 2448 CU Pro	A4, USB2.0, 1200x2400 dpi	57	20

Среди данных представленных в таблице сканер под №17 лучший, его показатель производительности примем за 100%; остальные модели сканеров в сравнении с этим получили соответствующие показатели производительности. За тем можем построить график зависимости этих показателей от стоимости сканеров и определить котангенс угла наклона аппроксимирующей прямой.

Рис.3.4

сtg(α)=К4= 0,09981

 

Расчёт нормировочного коэффициента для плоттеров .

Для этого необходимо составить таблицу по предложению плоттеров, имеющихся на рынке, таблица3.6.

Таблица3.6.

№	Модель	Характеристика	Цена,$	Пск,%
1	HP DesignJet 130	А1,2400×1200dpi,64Mb	1545	70
2	HP DesignJet 130NR	А1,2400×1200dpi,64Mb,USB	2180	80
3	HP DesignJet 430	А1,600dpi,36Mb	1425	90
4	HP DesignJet 500	А0,1200×600dpi,160Mb	3580	50
5	HP DesignJet 500	А1,1200×600dpi,160Mb	2295	100

Рис.3.5

сtg(α)=К5= 0,021

Расчет нормировочных коэффициентов качества программного обеспечения АРМ.

Затраты на программное обеспечение АРМ состоят из затрат на покупку операционной системы и затрат на покупку специального программного обеспечения.

Показатель производительности программного обеспечения (Ппо) показывает распространенность данного продукта на рынке программных средств и устойчивость к возможным сбоям оборудования рабочих станций.

Сравнив 4 операционных системы (табл.3.7), можно выяснить, что самой распространенной и устойчивой среди представленных является система MS Windows XP Professional, ее показатели и примем за 100%; остальные показатели рассчитаны относительно лучшей и представлены в таблице (табл. 3.6.).

 Стоимость операционных систем и их показатели.

Таблица 3.7.

№ п.п.	Операционная система	Цена.$	Ппофс, %
1	MS Windows XP Professional	150	100
2.	ALT-Linux Master 2.2	50	40
3.	Windows 98	70	70
4.	HP-UX11i	60	40

После получения показателей производительности всех анализируемых операционных систем, можно построить график зависимости этих показателей от цены на эти системы рис.3.5 .

Рис.3.5.

После построения точек, можно провести аппроксимирующую прямую и найти сtg(α)=К6=0,67

Сравнив специальное программное обеспечение для ландшафтного проектирования, имеющегося на рынке, можно сделать вывод, что оптимальное соотношение простота использования/конечный результат дают программы: " Sierra Land 3D ", "Наш Сад pro" и " Punch! 3D".
Этот показатель будем называть производительностью, приняв производительность " Sierra Land 3D " за 100%. Значения показателей производительности остальных программных продуктов приведены в таблице.

 Таблица3.8

№	Программные продукты:	Цена	Пспо,%
1	3D STUDIO VIZ	2300	70
2	3D Max 3.0 + 3D VIZ 3.1	4300	70
3	"Наш сад 3D prо"	100	90
4	Archi Cad 7.0	2000	50
5	Sierra Land 3D	3000	100
6	Punch! 3D	2800	90

По данным таблицы, можем построить график зависимости производительности от цены и найти сtg(α)=К7= 0,27

 

Рис.3.6

Были определены коэффициенты К1=0,26; К2=0,174; К3=0,029; К4=0,01; К5=0,02; К6=0,67; К7= 0,27.

3.8. Решение задачи линейного программирования

 

Пусть входное значение

По=60%

Получив все необходимые коэффициенты, можно подставить их в целевую функцию и уравнения ограничений:

К1=0,26; К2=0,174; К3=0,029; К4=0,01; К5=0,02; К6=0,67; К7= 0,27.

Целевая функция:

Y=( Зсб+Зм+Зпр+Зск+Зпл+Зос+Зспо) → min

при следующих ограничениях:

60 ≤ К1*Зсб ≤ 100

 60 ≤ К2*Зм ≤ 100

 60 ≤ К3*Зпр ≤ 100

 60 ≤ К4 *Зск ≤ 100

 60 ≤ К5 *Зпл ≤ 100

 60 ≤ К6 *Зпо ≤ 100

60 ≤ К7 *Зпо ≤ 100

Зсб>0, Зм>0, Зпр>0, Зск>0, Зпл>0, Зос>0, Зспо>0.

Дальнейшее решение задачи происходит в электронной таблице Excel, и осуществляется программой ПОИСК РЕШЕНИЯ (меню СЕРВИС), которая позволяет решать сложные линейные задачи линейного программирования со многими переменными и ограничениями.

После того, как определена задача и выбрана команда выполнить, программа изменит значения переменных и выполнит необходимые вычисления, а затем, основываясь на полученных результатах, будет повторять эту процедуру до тех пор, пока не получит решение, удовлетворяющее условию задачи.

 Таким образом, можно получить значения затрат на покупку компонентов и программного обеспечения АРМ.

Заключение

 

В дипломной работе обоснована необходимость автоматизации рабочего места для ландшафтного проектирования.

Разработана и предложена модель специализированного АРМ удовлетворяющего требованиям для решения задач в ходе проектирования ландшафта.

Показано, что основная проблема при проектировании – это уменьшение затрат на покупку оборудования и программного обеспечения, при максимальных значениях производительности этого оборудования и ПО. Эта задача сводится к оптимизационной.

В работе определены ограничения и целевая функция, а решение задачи происходит в электронной таблице Excel.

литература

 

1.         И.П.Норенков, Основы автоматизированного проектирования, Москва, Издательство МГТУ, 2000,

2.         А.С.Летин, О.С. Летина, Компьютерная графика в ландшафтном проектировании, Москва, 2003,

3.         В.А.Артамонов, Архитектурная композиция садов и парков, Москва, 1980,

4.         Б.Я.Цилькер, Организация ЭВМ и систем, СПб, 2004,

5.         А.М.Заяц, Информационные системы, методические рекомендации по дипломному проектированию, Сыктывкар, 2002,

6.         Т.П.Барановская, В.И.Лойко, Архитектура компьютерных систем и сетей, Москва,2003,

7.         С.В.Гуров, Моделирование систем, Сыктывкар, 2003,

8.         В.Л.Черных, Информационные технологии в лесном хозяйстве, Йошкар-Ола, 1995,

9.         В.Л.Черных, Автоматизированные системы в лесном хозяйстве, Йошкар-Ола, 2000,

10.      Панфилов, А.М.Заяц, Архитектура ЭВМ, 2002

11.      А.Жуков, Ландшафтная архитектура, статья, СофтКомпас, 2004.

http://www.landshaft.ru/article