Разработка моделей и алгоритмов для прогнозирования показателей надежности класса самовосстанавливающихся отказоустойчивых вычислительных систем

• Автор: Сазанов, Владимир Михайлович
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 153 c. : ил

ВВЩЕНИЕ

1. СОДЕРЖАТЕЛЬНОЕ СПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ОТКАЗОУСТОЙЧИВЫХ

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

1.1. Обзор литературы

1.2. Метода достижения отказоустойчивости вычислительных систем

1.3. Принятая схема надежностного проектирования самовосстанавливающихся ОУВС

1.4. Универсальная модель Д/?1Е2 и пути преодоления

ее ограничений

2. ПОСТРОЕНИЕ ОБОБЩЕННОЙ МОДЕЛИ СТРУКТУРЫ СРЕДСТВ

ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ САМОВОССГАНАВЛИВАЩИХСЯ

ОТКАЗОУСТОЙЧИВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
2.1. Верхняя и нижняя оценка вероятности безотказной работы на основе упрощенной модели
2.2. Анализ типовых средств обеспечения надежности самовосстанавливающихся ОУВС
2.2.1. Подсистема самодиагностирования
2.2.2. Подсистема самовосстановления
2.3. Пути решения проблемы ядра самовосстанавливающихся структур
2.4. Обобщенная структура средств обеспечения надежности и формализация'ее описания

3. УНИВЕРСАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
КЛАССА САМОВОССТАНАЕЛИВАЩИХСЯ ОУВС
3.1. Полумарковская модель работоспособности самовосстанавливающихся ОУВС
3.2. Асимптотическое решение задачи определения показателей надежности самовосстанавливающихся систем
3.2.1. Общее асимптотическое решение
3.2.2. Частное решение задачи для случая экспоненциальных распределений
3.3. Исследование систем
с функциональным самодиагностированием
3.4. Исследование систем с
тестовым самодиагностированием
4. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ИМИТАЦИОННЫЕ АЛГОРИТМЫ РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ
САМОВОССТАНАЕЛИВАЩИХСЯ СИСТЕМ
4.1. Аналитико-статистический алгоритм АІ
4.2. Универсальный имитационный алгоритм расчета показателей надежности самовосстанавливающихся систем
4.3. Сравнение точности аналитического и имитационного моделирования
4.4. Методика и пример использования
разработанных моделей и алгоритмов
заключение
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Интерес к проектированию отказоустойчивых вычислительных систем /ОУВС/ обусловлен наличием ряда областей применения, в которых отказ вычислительной системы приводит к катострофичес-ким или тяжелым экономическим последствиям. Наряду с традиционным мажоритарным подходом к обеспечению отказоустойчивости, в современных многомашинных и мультипроцессорных системах достижение отказоустойчивости возможно также за счет динамического резервирования замещением отказавших элементов системы - за счет организации самовосстановления системы.
Реализация резервирования замещением требует, кроме наличия резервных элементов, избыточных аппаратных и программных средств обеспечения надежности /СОН/, выполняющих контроль работоспособного состояния системы, автоматический поиск и устранение влияния неисправности. Проектирование средств обеспечения надежности в самовоостанавливающихся ОУВС представля-ет собой не менее трудоемкую задачу, чем проектирование аппаратных средств, направленных на непосредственное выполнение вычислений.
Надежность функционирования самовосстанавливающихся ОУВС определяется интенсивностью отказов основных элементов системы и качеством работы СОН, а разработка методов проектирования средств обеспечения надежности является актуальной ввиду возможности получения более высоких технических и экономических показателей класса самовосстанавливающихся ОУВС по сравнению с обычными системами.
Для проектирования средств обеспечения надежности самовосстанавливающихся ОУВС могут быть применены итеративные,

новные элементы /Р* - Рп/ вычислительной системы. Диагностирование выполняется локальными генераторами тестовых воздействий /ЛГТВ;/, осуществляющими совокупность элементарных проверок каждого основного элемента ; элементы управляемого разрыва /ЭУР;./ служат для блокировки входных воздействий каждого I -го основного элемента. Общее управление, сравнение выходных сигналов Р(- с эталонными реакциями & каждого блока и принятие решения об отказе проверяемого блока осуществляется общими средствами тестового диагностирования - ОСТД.
В рамках приведенной структуры технических средств существуют две основные схемы организации тестового диагностирования: с сосредоточенным встроенным ядром и с распределенным ядром /36, 42/.
При использовании сосредоточенного ядра наибольшее распространение находит принцип расширяющихся областей, согласно которому диагностическое ядро /например ОСТД, ЛГТВ* и ЭУРу в приведенной схеме/ должно обладать возможностью проверять исправность и указывать неисправности только некоторой части объекта /например Р//, образующей первую область. Затем ядро и исправная аппаратура первой области могут выполнить диагностирование очередной части системы /например ?г , ЛГТВ^, ЭУР?
- второй области и т.д. Достоверность принятия решения в такой схеме определяется эффективностью алгоритмов диагностирования и безотказностью оборудования ядра.
При реализации схемы тестирования с распределенным ядром /36/, каждому элементу Р<; придаются средства для тестирования своих соседей и организуются, кроме информационных, диагностические связи, которые можно отразить графом проверочных связей Т - рис.2.26. В работах /94, 42/ показана возможность об-