АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ МУЛЬТИВЕРСИОННЫХ АРХИТЕКТУР АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ
Источник:
Существует множество моделей оценки как надежности аппаратного, так и надежности программного обеспечения [1-4]. В статье рассматривается одна из моделей, объединяющая в себе мультиверсионную избыточность аппаратной и программной части, используемую для повышения надежности аппаратно-программного комплекса (АПК) в целом.
Иерархическое представление АПК приведено на рисунке 1. Программная система состоит из набора программных модулей. Программные модули выполняют функции посредством выполнения наборов инструкций микропроцессора (или микропроцессоров). Аппаратные компоненты - микропроцессоры, память и другие устройства, непосредственно участвующие в выполнении инструкций.
Рисунок 1. Иерархическое представление АПК
Предполагается, что во время простоя системы сбоев не происходит. Кроме того, когда уровни сбоя аппаратных компонент постоянны и в программном обеспечении отсутствуют сбои, то уровень сбоя одной инструкции может быть определен как произведение суммы уровней сбоя аппаратных компонент на время выполнения инструкции [1]:
, (1)
где - время необходимое для выполнения j-й инструкции.
Уровень сбоя в программном модуле можно определить как:
, (2)
где - вероятность использования модуля, - общее количество инструкций j в k-м модуле. Здесь определяется операционным профилем архитектуры ПО [2].
Уровень сбоя всей системы определим по формуле:
. (3)
Как известно ПО, функционирующего без сбоев, практически не бывает. Поэтому формула (3) может быть легко преобразована в выражение, учитывающее сбои в программном обеспечении (без использования отказоустойчивости в аппаратном обеспечении).
. (4)
Это значение может быть определено путем тестирования ПО.
Более того, формула (4) может быть расширена до следующего вида:
, (5)
где коэффициент С определяется как отношение количества сбоев, устраненных отказоустойчивой системой, к общему количеству сбоев в системе. Данный коэффициент не имеет математического описания и получается опытным путем, например, с использованием имитации сбоев и ошибок в системе [2].
Анализ результатов
В заключение в качестве иллюстрации рассмотрим следующий пример.
Предположим, что в АПК возможно применение аппаратной избыточности (дублирования) и мультиверсионной избыточности ПО.
Исходные данные имеют следующие обозначения:
- количество процессоров: M;
- количество версий ПО: N;
- надежность одного аппаратного модуля: Pi , (i=1,..., M);
- стоимость одного аппаратного модуля: Срi , (i=1,..., M);
- надежность одной версии ПО: Rj, (j=1,..., N);
- стоимость одной версии ПО: Сrj, (j=1,..., N);
- среднее время появления сбоя [3] MTTF= max(MTTFj), (j=1,..., N).
Надежность аппаратно-программного комплекса:
(6)
Стоимость аппаратно-программного комплекса:
(7)
Таблица 1. Пример расчета надежности АПК для разных вариантов архитектур ПО
|
|
Вариант 1 |
Вариант 2 |
Вариант 3 |
Вариант 4 |
|
M |
1 |
3 |
1 |
3 |
|
Pi |
0,9 |
0,9 |
0,9 |
0,9 |
|
Cpi |
500 |
500 |
500 |
500 |
|
N |
1 |
1 |
3 |
3 |
|
Rj |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
|
Crj |
200 |
200 |
200 |
200 |
|
W |
0,720 |
0,799 |
0,893 |
0,991 |
|
C |
700 |
1700 |
1100 |
2100 |
Из приведенной таблицы видно, что самый надежный вариант - последний, однако, очевидно, он же обладает и максимальной стоимостью.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Jong Gyun Choi, Hyun Gook Kang. "Reliability Estimation of Nuclear Digital I&C System using Software Functional Block Diagram and Control Flow". FastAbstract ISSRE Copyright 2000.
- Telmo Menezes, Diamantino Costa. "On the Extention of Exeption to Support Software Fault Models". FastAbstract ISSRE Copyright 2000.
- Ковалев И.В., Юнусов Р.В. Оценка надежности аппаратно-программного информационно-управляющего комплекса. САКС-2002: Тез. докл. Междунар. науч.-практ. конф. (6-7 дек. 2002, Красноярск)/ СибГАУ. Красноярск, 2002. С. 352-353.
- Ковалев И.В., Алимханов А.М., Юнусов Р.В. Мультиверсионный метод повышения качества программно-информационных технологий для корпоративных структур//Россия в III тысячелетии: Сборник научных трудов по материалам Всероссийской научной конференции/ Изд-во АМБ, Екатеринбург, 2002. С. 171-173.
Отзывы (через Facebook):
Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:
Статья в формате PDF 120 KB...
16 01 2021 4:19:55
Статья в формате PDF 121 KB...
15 01 2021 0:26:39
Статья в формате PDF 104 KB...
14 01 2021 3:55:38
Статья в формате PDF 95 KB...
13 01 2021 21:58:36
Статья в формате PDF 226 KB...
12 01 2021 12:53:51
Цель исследования - изучение особенностей клеточного звена иммунитета и содержания цитокинов в сыворотке крови у пациентов с гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью и пищеводом Барретта. Обследованы 70 пациентов с эрозивной формой гастроэзофагеальной рефлюксной болезни и 42 пациента с пищеводом Барретта. Применены клинические, эндоскопические, морфологические, иммунологические методы исследования. Выявлены различия в показателях клеточного звена иммунитета и содержания в сыворотке крови интерлейкина-4, интерлейкина-8, интерлейкина-10, фактора некроза опухолей-, интерферона- у больных гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью в динамике лечения и у пациентов с пищеводом Барретта. ...
11 01 2021 17:21:47
Среди населения Ширванской зоны Азербайджана проведены медико-генетические исследования по выявлению нарушений Ц Н С и органов чувств, установлены типы наследования патологий. Среди 119 больных с 14 наследственными и врожденными заболеваниями 71,43 % приходится на моногенные патологии с аутосомно-рецессивным типом наследования, что объясняется кровнородственными браками среди родителей пробандов. ...
10 01 2021 2:45:47
Статья в формате PDF 127 KB...
09 01 2021 18:57:25
Статья в формате PDF 122 KB...
07 01 2021 9:28:54
Статья в формате PDF 98 KB...
06 01 2021 14:36:40
Статья в формате PDF 206 KB...
05 01 2021 3:45:35
Статья в формате PDF 113 KB...
04 01 2021 3:59:11
Статья в формате PDF 187 KB...
03 01 2021 6:33:48
Статья в формате PDF 127 KB...
02 01 2021 8:20:53
Статья в формате PDF 102 KB...
01 01 2021 22:59:25
Статья в формате PDF 102 KB...
31 12 2020 19:13:38
Статья в формате PDF 109 KB...
29 12 2020 4:52:15
Статья в формате PDF 149 KB...
28 12 2020 17:26:45
Статья в формате PDF 84 KB...
27 12 2020 22:20:27
Статья в формате PDF 1728 KB...
26 12 2020 22:19:45
Статья в формате PDF 133 KB...
25 12 2020 0:34:20
Статья в формате PDF 151 KB...
24 12 2020 9:40:45
Статья в формате PDF 316 KB...
22 12 2020 7:57:57
Статья в формате PDF 117 KB...
21 12 2020 2:41:35
Статья в формате PDF 133 KB...
20 12 2020 3:38:28
Статья в формате PDF 110 KB...
19 12 2020 8:40:36
Статья в формате PDF 93 KB...
17 12 2020 11:31:24
Статья в формате PDF 111 KB...
16 12 2020 3:13:17
Статья в формате PDF 90 KB...
15 12 2020 19:33:21
Статья в формате PDF 376 KB...
14 12 2020 5:22:43
Статья в формате PDF 113 KB...
13 12 2020 0:13:25
Статья в формате PDF 134 KB...
12 12 2020 4:41:53
Статья в формате PDF 113 KB...
11 12 2020 22:57:33
Статья в формате PDF 207 KB...
09 12 2020 9:28:36
Статья в формате PDF 112 KB...
07 12 2020 5:42:51
Статья в формате PDF 254 KB...
06 12 2020 16:26:34
Статья в формате PDF 143 KB...
05 12 2020 6:30:27
Статья в формате PDF 300 KB...
04 12 2020 0:49:52
Статья в формате PDF 115 KB...
03 12 2020 22:40:39
Статья в формате PDF 79 KB...
02 12 2020 19:26:10
Статья в формате PDF 128 KB...
30 11 2020 10:35:22
Статья в формате PDF 114 KB...
29 11 2020 8:53:20
Статья в формате PDF 118 KB...
28 11 2020 13:26:47
Статья в формате PDF 99 KB...
26 11 2020 15:26:38
Личностно – ориентированная технология ставит в центр образовательной системы личность, которая стремится к максимальной реализации своих возможностей. Основными понятиями в личностно – ориентированном учении является обучение и развитие ученика в процессе педагогики сотрудничества. ...
24 11 2020 1:47:23
Статья в формате PDF 102 KB...
23 11 2020 9:20:54
В результате проведенного исследования установлено, что одними из ведущих патогенетических факторов течения половых инфекций являются нарушения в деятельности иммунной системы. В процессе исследования выявлены изменения в клеточном иммунитете, свидетельствующие о наличии супрессии Т - клеточного звена и наличии диссиммуноглобулинемии. Выявлено, что наиболее выраженные изменения в системе клеточного и гуморального иммунитета обнаружены у больных с хроническим течением инфекционного процесса. ...
22 11 2020 3:30:30
Статья в формате PDF 102 KB...
21 11 2020 15:28:26
Статья в формате PDF 227 KB...
20 11 2020 6:18:12
Статья в формате PDF 130 KB...
19 11 2020 22:42:49
Статья в формате PDF 276 KB...
18 11 2020 9:15:15
Статья в формате PDF 122 KB...
17 11 2020 8:11:22
Статья в формате PDF 245 KB...
15 11 2020 13:50:41
Система дополнительного экологического образования, базирующаяся на использовании современных педагогических моделей личностно-ориентированного обучения; применении передовых образовательных технологий, активных методов и форм полевой экологии, проектной деятельности, вовлечении в общественно-значимую исследовательскую и практическую работу, создает оптимальные условия для развития креативных способностей одаренных детей в естественнонаучной области. ...
12 11 2020 21:42:16
Статья в формате PDF 104 KB...
11 11 2020 1:16:55
Статья в формате PDF 100 KB...
08 11 2020 18:14:14
Статья в формате PDF 103 KB...
07 11 2020 19:29:34
Статья в формате PDF 110 KB...
06 11 2020 19:42:10
Статья в формате PDF 102 KB...
05 11 2020 18:23:45
Статья в формате PDF 125 KB...
04 11 2020 1:46:52
Статья в формате PDF 129 KB...
03 11 2020 13:56:46
Статья в формате PDF 99 KB...
02 11 2020 10:59:31
Статья в формате PDF 113 KB...
01 11 2020 5:53:26
Статья в формате PDF 129 KB...
31 10 2020 10:24:29
Статья в формате PDF 119 KB...
30 10 2020 2:32:58
Статья в формате PDF 300 KB...
29 10 2020 19:41:39
Статья в формате PDF 113 KB...
27 10 2020 8:54:18
Статья в формате PDF 108 KB...
26 10 2020 23:12:58
Статья в формате PDF 729 KB...
25 10 2020 0:12:27
Получены уравнения конвекции и конвективной диффузии двухкомпонентных смесей в магнитном поле. Исследованы различные частные случаи. Решена задача о конвективном движении смеси вблизи вертикальной пластины, на поверхности которой происходит гетерогенная химическая реакция. Библиогр. 4 назв. ...
24 10 2020 8:38:37
Статья в формате PDF 86 KB...
23 10 2020 15:27:59
Статья в формате PDF 101 KB...
22 10 2020 5:28:46
Статья в формате PDF 150 KB...
20 10 2020 5:31:13
Статья в формате PDF 114 KB...
19 10 2020 1:53:43
Статья в формате PDF 113 KB...
17 10 2020 2:48:10
Статья в формате PDF 95 KB...
16 10 2020 21:39:10
Статья в формате PDF 200 KB...
15 10 2020 2:24:55
Статья в формате PDF 141 KB...
14 10 2020 1:37:10
Статья в формате PDF 94 KB...
13 10 2020 7:34:52
Статья в формате PDF 104 KB...
12 10 2020 3:57:24
Статья в формате PDF 111 KB...
11 10 2020 11:52:49
Статья в формате PDF 120 KB...
10 10 2020 3:28:50
Статья в формате PDF 123 KB...
09 10 2020 11:34:50
Статья в формате PDF 124 KB...
08 10 2020 22:40:42
Статья в формате PDF 168 KB...
07 10 2020 13:52:20
Представлены породный состав, структура и концентрация поголовья овец в разрезе природно-экономических зон Республики Тыва. ...
06 10 2020 23:55:46
Статья в формате PDF 134 KB...
05 10 2020 1:32:55
Статья в формате PDF 124 KB...
03 10 2020 6:18:32
Статья в формате PDF 162 KB...
02 10 2020 15:29:29
Статья в формате PDF 117 KB...
01 10 2020 22:34:57
Статья в формате PDF 104 KB...
29 09 2020 8:25:50
Статья в формате PDF 142 KB...
27 09 2020 22:22:21
Установлены специфические особенности микробного населения почв мерзлотных горно-таежных техногенных ландшафтов Эльконского ураново-рудного района на территории Южной Якутии. Такие как высокая численность эколого-трофических групп микроорганизмов (2,0·103–7,6·107 кл/г), сопоставимая с плотностью микробов в лугово-степных почвах Центральной Якутии и особый характер распределения их по профилю почв в зависимости от содержания в них урана. В почве радиоактивно-загрязненного разреза с уменьшением содержания урана до 161 мг/кг наблюдается увеличение численности всех исследованных групп микроорганизмов. В остальных образцах данного разреза с увеличением содержания урана в почве наблюдается исчезновение или спад численности микроорганизмов на 1–2 порядка. В отличие от загрязненного разреза в почве нативного ландшафта численность микроорганизмов остается достаточно высокой по всему почвенному профилю. ...
26 09 2020 7:24:37
Статья в формате PDF 104 KB...
25 09 2020 13:37:40
Уточнено систематическое положение отдельных подвидов и видов рода Ctenocephalides и их распространение по зоогеографическим областям. ...
24 09 2020 12:23:43
Статья в формате PDF 142 KB...
22 09 2020 10:29:32
Статья в формате PDF 112 KB...
21 09 2020 16:36:47
Статья в формате PDF 294 KB...
20 09 2020 23:27:48
Статья в формате PDF 314 KB...
19 09 2020 13:54:28
Статья в формате PDF 277 KB...
18 09 2020 3:36:15
Статья в формате PDF 128 KB...
16 09 2020 10:37:52
Статья в формате PDF 133 KB...
15 09 2020 10:29:59
Статья в формате PDF 102 KB...
14 09 2020 14:36:11
Статья в формате PDF 126 KB...
13 09 2020 5:10:43
Статья в формате PDF 106 KB...
11 09 2020 7:24:15
Статья в формате PDF 288 KB...
10 09 2020 1:25:51
Статья в формате PDF 121 KB...
09 09 2020 17:36:27
Статья в формате PDF 358 KB...
08 09 2020 18:13:14
Статья в формате PDF 113 KB...
06 09 2020 2:44:41
Статья в формате PDF 270 KB...
05 09 2020 17:56:10
Рассмотрена экономико-математическая модель конкуренции двух фирм на однородном рынке сбыта. Приводится формулировка соответствующей задачи Коши для системы обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка, описывающей динамику развития системы, которая может быть легко обобщена на случай произвольного количества конкурирующих предприятий. Дана экономическая интерпретация полученных результатов. ...
04 09 2020 16:44:22
Статья в формате PDF 110 KB...
03 09 2020 3:38:13
Статья в формате PDF 89 KB...
02 09 2020 2:39:48
В работе изучено состояние клинико-иммунологического статуса при хронических и инфекционно-аллергических отитах у собак. Дана сравнительная оценка сочетанного применения меатотимпанальной новокаиновой блокады с лекарственными препаратами при лечении отитов у собак с другими известными методами и изучено их влияние на клеточные и гуморальные звенья иммунной системы. ...
01 09 2020 2:42:10
Статья в формате PDF 193 KB...
31 08 2020 18:26:25
Статья в формате PDF 113 KB...
30 08 2020 0:27:36
Статья в формате PDF 137 KB...
29 08 2020 18:30:21
Статья в формате PDF 91 KB...
27 08 2020 19:17:15
Статья в формате PDF 113 KB...
26 08 2020 2:32:42
Статья в формате PDF 319 KB...
25 08 2020 17:41:54
Статья в формате PDF 120 KB...
24 08 2020 5:33:45
Статья в формате PDF 168 KB...
23 08 2020 19:39:54
Статья в формате PDF 112 KB...
22 08 2020 17:29:31
Статья в формате PDF 114 KB...
20 08 2020 4:58:50
Еще:
Обзоры -1 :: Обзоры -2 :: Обзоры -3 :: Обзоры -4 :: Обзоры -5 :: Обзоры -6 :: Обзоры -7 :: Обзоры -8 :: Обзоры -9 :: Обзоры -10 :: Обзоры -11 ::
Последовательность подготовки научной работы может быть такой: