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 257 KB...
28 10 2020 3:31:10
Статья в формате PDF 106 KB...
27 10 2020 0:53:42
В опытах с 19 полосками миометрия, полученных от 5 женщин в конце доношенной беременности при плановом кесаревом сечении, установлено, что озонированный ( ≈0,50 мкг/мл) раствор Кребса ингибирует спонтанную сократительную активность миометрия и существенно уменьшает стимулирующий эффект адреналина, т.е. снижает его α-адренореактивность. Это объясняет эффективность озонотерапии при угрозе прерывания беременности и дискоординированной родовой деятельности. ...
26 10 2020 8:16:53
Статья в формате PDF 376 KB...
25 10 2020 17:18:49
Статья в формате PDF 266 KB...
24 10 2020 8:41:24
Статья в формате PDF 94 KB...
23 10 2020 3:15:21
Статья в формате PDF 93 KB...
22 10 2020 23:50:29
Статья в формате PDF 99 KB...
21 10 2020 8:37:20
Статья в формате PDF 117 KB...
19 10 2020 17:25:12
Статья в формате PDF 199 KB...
18 10 2020 14:46:36
Статья в формате PDF 127 KB...
17 10 2020 11:43:53
Статья в формате PDF 121 KB...
15 10 2020 14:36:11
Разработан пакет графических алгоритмических моделей отбраковочных испытаний радиоприемных устройств, изготавливаемых и выпускаемых предприятием, как первый шаг к последующей автоматизации. Показано преимущество разработанных моделей по сравнению с действующей текстовой инструкцией по проведению испытаний. ...
14 10 2020 11:37:11
Статья в формате PDF 106 KB...
12 10 2020 22:29:57
Статья в формате PDF 255 KB...
10 10 2020 12:34:13
Статья в формате PDF 117 KB...
09 10 2020 6:25:21
Способ глазомерного учета выхода сортиментов из деревьев лесного древостоя широко применялся в дореволюционное время под названием коммерческая таксация. Исходя из биотехнического принципа в лесной экономике показана возможность выполнения коммерческой таксации древостоя моделированием стоимостных и возрастных распределений лесных деревьев по текущим рыночным ценам на круглые лесоматериалы. ...
08 10 2020 23:33:32
Статья в формате PDF 116 KB...
07 10 2020 8:55:46
Статья в формате PDF 135 KB...
06 10 2020 16:21:38
Статья в формате PDF 203 KB...
05 10 2020 20:54:55
Проведено изучение состояние микрофлоры у пациентов после различных операций, выполненных по поводу повреждений селезенки в отдаленном послеоперационном периоде. В результате проведенного исследования установлено, что сохранение селезенки предотвращает изменения микрофлоры, так как полученные результаты соответствовали данным группы сравнения. В тоже время, удаление селезенки приводит к нарушению микрофлоры. ...
04 10 2020 5:43:25
Статья в формате PDF 117 KB...
03 10 2020 21:37:44
Статья в формате PDF 252 KB...
02 10 2020 10:46:59
Статья в формате PDF 263 KB...
01 10 2020 17:13:38
Статья в формате PDF 103 KB...
30 09 2020 2:30:10
Статья в формате PDF 306 KB...
29 09 2020 0:11:45
Статья в формате PDF 120 KB...
28 09 2020 6:41:28
Статья в формате PDF 345 KB...
27 09 2020 5:13:52
Статья в формате PDF 104 KB...
26 09 2020 2:51:43
Статья в формате PDF 258 KB...
25 09 2020 11:55:59
Статья в формате PDF 84 KB...
24 09 2020 13:57:30
В статье рассмотрен кластерный подход к структурированию экономики и обоснованию стратегий региональной экономической политики повышения качества кластера процессов жизнеобеспечения. ...
21 09 2020 21:43:30
Статья в формате PDF 110 KB...
20 09 2020 16:19:54
Статья в формате PDF 242 KB...
19 09 2020 11:48:28
Статья в формате PDF 125 KB...
18 09 2020 20:54:26
Статья в формате PDF 122 KB...
16 09 2020 2:42:46
Статья в формате PDF 113 KB...
13 09 2020 4:32:24
Статья в формате PDF 142 KB...
12 09 2020 12:49:48
Статья в формате PDF 104 KB...
11 09 2020 10:35:41
Статья посвящена решению проблемы сварки металлов, имеющих на поверхности тугоплавкие окисные пленки. Были проведены исследования дугового разряда обратной полярности, горящий между соплом плазменной горелки и изделием, возбуждаемый и стабилизируемый с помощью факела плазмы, в ходе экспериментов были получены сваренные образцы из цветных металлов и алюминия. ...
10 09 2020 4:30:52
Статья в формате PDF 141 KB...
09 09 2020 7:34:30
Статья в формате PDF 101 KB...
08 09 2020 14:20:35
Статья в формате PDF 93 KB...
06 09 2020 10:50:54
Статья в формате PDF 132 KB...
05 09 2020 8:30:44
Статья в формате PDF 254 KB...
04 09 2020 12:43:44
Представлены породный состав, структура и концентрация поголовья овец в разрезе природно-экономических зон Республики Тыва. ...
03 09 2020 22:54:49
Статья в формате PDF 109 KB...
02 09 2020 4:34:50
Статья в формате PDF 119 KB...
01 09 2020 18:11:47
Статья в формате PDF 132 KB...
31 08 2020 17:32:54
Статья в формате PDF 704 KB...
30 08 2020 6:55:23
Статья в формате PDF 115 KB...
29 08 2020 14:33:53
Статья в формате PDF 113 KB...
28 08 2020 17:30:34
Статья в формате PDF 253 KB...
27 08 2020 14:58:30
Статья в формате PDF 103 KB...
26 08 2020 8:54:33
Статья в формате PDF 167 KB...
24 08 2020 2:35:57
Статья в формате PDF 124 KB...
23 08 2020 22:51:10
В настоящей статье представлена многокритериальная математическая модель организации личностно-ориентированного обучения учащихся. Построена экстремальная модель на языке теории гиперграфов. ...
22 08 2020 20:24:29
Статья в формате PDF 138 KB...
21 08 2020 0:45:46
Статья в формате PDF 116 KB...
20 08 2020 12:12:21
Статья в формате PDF 214 KB...
16 08 2020 19:36:53
Статья в формате PDF 542 KB...
15 08 2020 22:31:39
Статья в формате PDF 100 KB...
13 08 2020 1:54:42
Статья в формате PDF 185 KB...
12 08 2020 9:16:22
Статья в формате PDF 330 KB...
11 08 2020 13:56:21
Статья в формате PDF 111 KB...
10 08 2020 10:29:32
Статья в формате PDF 320 KB...
09 08 2020 8:40:43
Статья в формате PDF 581 KB...
08 08 2020 23:54:14
Статья в формате PDF 111 KB...
07 08 2020 5:16:45
Статья в формате PDF 225 KB...
06 08 2020 0:31:27
Статья в формате PDF 300 KB...
04 08 2020 19:42:28
Статья в формате PDF 357 KB...
03 08 2020 8:33:44
Показана возможность использования электрохимически активированной воды (в виде анолита и католита) для повышения урожайности зерновых и овощных (картофеля) культур и улучшения фитосанитарной ситуации с помощью модуля активации оросительной воды. Наиболее энтомоцидным действием в отношении пшеничного трипса обладал анолит с окислительно-восстановительным потенциалом +600 и +900 м В. Католит с О В П – 700 м В способствовал увеличению всхожести до 96%. Хороший результат в борьбе против колорадского жука давала предпосевная обработка клубней картофеля вначале анолитом, а потом католитом. Заселенность кустов колорадским жуком и проволочником снизилась на 37–83%. Наиболее эффективно в плане оптимизации фитосанитарного состояния посевов сочетание предпосевной обработки семян с последующим опрыскиванием стеблестоя католитом или анолитом. ...
02 08 2020 5:43:26
Статья в формате PDF 303 KB...
01 08 2020 10:40:39
Статья в формате PDF 304 KB...
31 07 2020 17:39:20
Статья в формате PDF 112 KB...
30 07 2020 14:42:14
Статья в формате PDF 122 KB...
28 07 2020 11:17:45
Статья в формате PDF 97 KB...
27 07 2020 20:41:22
Статья в формате PDF 114 KB...
26 07 2020 17:24:14
Статья в формате PDF 266 KB...
25 07 2020 12:33:48
Статья в формате PDF 250 KB...
24 07 2020 11:16:42
Статья в формате PDF 112 KB...
23 07 2020 13:47:30
Статья в формате PDF 98 KB...
22 07 2020 13:13:24
Статья в формате PDF 365 KB...
21 07 2020 4:26:33
Работа подъема тела в однородном поле силы тяжести всегда больше потенциальной энергии . Для минимизации работы силой тяги, равной , необходимо отключать силу тяги на некоторой высоте . Дальнейшее движение вверх до высоты происходит по инерции. Только в случае работа подъема будет стремиться к минимальному значению, равному . ...
20 07 2020 10:25:47
Статья в формате PDF 112 KB...
19 07 2020 2:48:18
Статья в формате PDF 441 KB...
18 07 2020 19:16:53
Статья в формате PDF 104 KB...
16 07 2020 19:43:17
Статья в формате PDF 170 KB...
15 07 2020 17:34:58
Статья в формате PDF 131 KB...
14 07 2020 0:22:30
Статья в формате PDF 90 KB...
13 07 2020 9:38:13
Статья в формате PDF 134 KB...
12 07 2020 19:46:48
Статья в формате PDF 124 KB...
11 07 2020 19:33:48
Статья в формате PDF 109 KB...
10 07 2020 17:52:44
Статья в формате PDF 266 KB...
08 07 2020 15:16:49
Статья в формате PDF 107 KB...
07 07 2020 11:41:25
Статья в формате PDF 115 KB...
06 07 2020 16:13:28
Статья в формате PDF 121 KB...
05 07 2020 5:29:31
Двенадцатиперстная кишка у морской свинки имеет полукольцевидную форму и четыре части (луковица, краниальная, нисходящая и каудальная), в отличие от человека и белой крысы, очень сильно вытянута и согнута с образованием двух V-образных петель. ...
04 07 2020 9:14:57
Статья в формате PDF 127 KB...
03 07 2020 4:36:53
Статья в формате PDF 108 KB...
02 07 2020 5:30:11
Применен метод дисперсионного анализа для изучения силы влияния различных комплексных природных факторов на изменчивость длины шишки ели сибирской, произрастающей в Уральской лесорастительной провинции. Показано, что наибольшее влияние на изменчивость длины шишки в этом районе имеют индивидуальные особенности деревьев, долгота местности и высота над уровнем моря. ...
01 07 2020 1:54:45
Статья в формате PDF 151 KB...
29 06 2020 3:49:48
Статья в формате PDF 278 KB...
28 06 2020 12:43:38
В основе современной научной теории патологии должны лежать фундаментальные философские принципы бытия материи, из которых выводятся и обосновываются ее основные положения. В данной работе проведен анализ принципа подобия как частного выражения философского принципа субстанциального единства мира. Делается вывод, что один общий биологический процесс лежит в основе как нормальных, так и патологических явлений: приспособление есть сущность болезни. ...
27 06 2020 0:18:13
Статья в формате PDF 181 KB...
26 06 2020 15:22:22
Статья в формате PDF 308 KB...
25 06 2020 1:16:57
Статья в формате PDF 123 KB...
24 06 2020 11:52:15
Статья в формате PDF 132 KB...
23 06 2020 15:26:23
Статья в формате PDF 207 KB...
22 06 2020 2:47:24
Статья в формате PDF 102 KB...
21 06 2020 14:50:35
Статья в формате PDF 250 KB...
20 06 2020 4:42:35
Статья в формате PDF 112 KB...
19 06 2020 18:26:40
Статья в формате PDF 142 KB...
18 06 2020 3:29:53
Статья в формате PDF 299 KB...
17 06 2020 10:21:47
Статья в формате PDF 113 KB...
16 06 2020 2:26:23
У плодов человека 10-12 нед обнаружено формирование левых яремных лимфатических стволов. Медиальный ствол спускается к грудному протоку около трахеи и пищевода. Поперечный латеральный ствол выходит из воротного синуса крупного нижнего глубокого латерального шейного лимфатического узла, расположенного на месте медиального отрога яремного лимфатического мешка, проходит позади блуждающего нерва и общей сонной артерии и впадает в начало шейной части грудного протока. ...
14 06 2020 1:13:12
Статья в формате PDF 117 KB...
12 06 2020 18:31:30
Статья в формате PDF 86 KB...
10 06 2020 9:13:36
Статья в формате PDF 113 KB...
09 06 2020 13:38:58
Статья в формате PDF 452 KB...
08 06 2020 3:18:58
Статья в формате PDF 252 KB...
07 06 2020 0:41:32
Статья в формате PDF 295 KB...
05 06 2020 13:31:11
Статья в формате PDF 335 KB...
04 06 2020 11:14:15
Выделены навыки социальной коммуникации, необходимые для успешного освоения химических дисциплин. Предложен один из путей снятия напряженности в процессе общения преподавателя и студента - виртуальный письменный диалог, реализованный в виде учебного пособия. Используемые в пособии методические приемы позволяют наиболее полно сформировать необходимый инструментарий познания: (логические операции + социальная коммуникация) → понимание → знание. ...
03 06 2020 5:37:44
Статья в формате PDF 123 KB...
02 06 2020 8:27:18
Статья в формате PDF 251 KB...
01 06 2020 16:51:43
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: