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 301 KB...
25 02 2021 4:10:16
Статья в формате PDF 103 KB...
23 02 2021 0:22:41
Статья в формате PDF 145 KB...
22 02 2021 4:41:12
Статья в формате PDF 113 KB...
21 02 2021 16:20:56
Статья в формате PDF 254 KB...
20 02 2021 17:11:43
Статья в формате PDF 111 KB...
19 02 2021 2:51:39
Статья в формате PDF 96 KB...
18 02 2021 2:34:41
Статья в формате PDF 303 KB...
17 02 2021 18:48:56
Статья в формате PDF 137 KB...
16 02 2021 3:58:25
Статья в формате PDF 145 KB...
14 02 2021 0:44:33
Статья в формате PDF 289 KB...
13 02 2021 6:16:34
Статья в формате PDF 110 KB...
12 02 2021 5:29:13
Статья в формате PDF 250 KB...
11 02 2021 0:17:35
Статья в формате PDF 118 KB...
10 02 2021 18:50:46
Данная работа посвящена обоснованию несостоятельности современных путей решения вопроса о природе времени. Авторами показана абстрактность этих подходов, а также подчеркивается, что при создании научных теорий, описывающих материю, присутствует идеализация времени. Необходимо отметить, что в процессе решения данного вопроса нельзя забывать о сущности материи. До тех пор пока не будет понимания сущности материи, не будет понимания и природы времени. Поэтому авторы предлагают не создавать отдельных гипотез природы времени, а направить силы на понимание сущности материи. Для этого необходимо рассмотреть в более широком аспекте саму материю и те типичные процессы, в которые она включается. Только через решение вопроса о сущности материи можно прийти к пониманию природы времени. ...
09 02 2021 16:23:43
Статья в формате PDF 109 KB...
08 02 2021 18:51:17
Статья в формате PDF 133 KB...
07 02 2021 11:36:59
Статья в формате PDF 125 KB...
06 02 2021 5:57:31
Статья в формате PDF 94 KB...
05 02 2021 12:52:17
Статья в формате PDF 105 KB...
04 02 2021 23:35:38
Статья в формате PDF 365 KB...
03 02 2021 1:57:15
Статья в формате PDF 429 KB...
02 02 2021 8:48:49
В статье отражены результаты комплексного исследования подготовленности спортсменок, специализирующихся в беге на 300-400 м с барьерами. Дан анализ статистически достоверных различий по педагогическим, физиологическим и биометрическим показателям в ответственейший момент спортивной карьеры - момент перехода с «детской» дистанции (бега на 300 м с барьерами) на олимпийскую дисциплину (400 м с барьерами). Выявлены взаимосвязи между различными сторонами подготовленности: физической, функциональной и технической. Представленный материал можно использовать в виде модельных характеристик для девушек в возрасте 15-16 лет и закономерностей становления спортивного мастерства при уточнении Учебной программы для детско-юношеских спортивных школ, специализированных детско-юношеских школ олимпийского резерва и школ высшего спортивного мастерства по разделу « Барьерный бег». ...
01 02 2021 9:43:34
В статье отражен анализ работы котельного агрегата Т П-13/ В, работающего на смеси природного и доменного газов, выявлены основные недостатки его работы. Также предложены мероприятия, позволяющие повысить эффективность котельного агрегата и решить некоторые проблемы, связанные с его работой. Рассмотрена целесообразность внесения предложенных изменений. ...
31 01 2021 13:14:50
Статья в формате PDF 173 KB...
30 01 2021 2:53:12
Статья в формате PDF 110 KB...
29 01 2021 12:41:13
Статья в формате PDF 281 KB...
28 01 2021 18:22:37
Статья в формате PDF 102 KB...
27 01 2021 8:26:45
Статья в формате PDF 117 KB...
26 01 2021 17:10:33
Обобщаются понятия «компетентность». Формулируются компетентности, необходимые для решения проблем безопасности жизнедеятельности в практической работе инженера. Предлагается направление целевого развития компетентностей выпускника технического вуза в процессе его обучения. ...
25 01 2021 17:20:50
Статья в формате PDF 97 KB...
24 01 2021 9:53:32
Статья в формате PDF 261 KB...
23 01 2021 12:12:42
Обзор состояния кормления и причин падежа молодняка лисиц в О О О « Покровское зверохозяйство» Республики Саха ( Якутия) в 2010 г. ...
22 01 2021 1:31:36
Статья в формате PDF 306 KB...
21 01 2021 19:39:16
Статья в формате PDF 141 KB...
20 01 2021 18:47:46
Статья в формате PDF 107 KB...
19 01 2021 2:54:40
Статья в формате PDF 274 KB...
18 01 2021 22:39:51
Статья в формате PDF 100 KB...
17 01 2021 8:52:27
Статья в формате PDF 111 KB...
16 01 2021 21:34:28
Статья в формате PDF 124 KB...
15 01 2021 11:25:49
Статья в формате PDF 262 KB...
14 01 2021 12:13:35
Представленная статья посвящена исследованию понятия честь в качестве фундаментальной категории права. В работе отмечено, что основой для соблюдения права, уважения к закону является честь. Данное понятие включает в себя такие качества, как целомудрие и благородство. Основным же назначением государства является защита чести своих граждан. Эта высокая миссия тесно связана с единственной целью государственности как формы человеческого бытия – с содействием духовному возрастанию человека. ...
13 01 2021 7:48:31
Статья в формате PDF 330 KB...
12 01 2021 19:41:29
Статья в формате PDF 102 KB...
11 01 2021 15:43:32
Статья в формате PDF 131 KB...
10 01 2021 4:24:19
Статья в формате PDF 95 KB...
09 01 2021 3:24:47
Статья в формате PDF 228 KB...
08 01 2021 21:43:36
Статья в формате PDF 262 KB...
07 01 2021 9:55:56
Статья в формате PDF 80 KB...
06 01 2021 23:44:19
Статья в формате PDF 105 KB...
05 01 2021 20:38:46
Статья в формате PDF 267 KB...
03 01 2021 23:21:24
Статья в формате PDF 162 KB...
02 01 2021 16:29:21
Статья в формате PDF 124 KB...
01 01 2021 10:20:13
Статья в формате PDF 113 KB...
31 12 2020 15:15:14
Ранее авторами была показана применимость плазмоподобной теории растворов для расчетов эквивалентной электропроводности растворов различных электролитов в воде и этаноле. В данной статье были экспериментально измерены значения электропроводности хлороводорода в четырех н-спиртах (этаноле, пропаноле, бутаноле и пентаноле) при различных температурах (278-328 К), а также получены расчетные значения электропроводности. Сделан вывод о хорошем соответствии расчетных данных экспериментальным. ...
30 12 2020 1:15:56
Статья в формате PDF 111 KB...
29 12 2020 3:53:55
Статья в формате PDF 131 KB...
28 12 2020 9:40:24
Статья в формате PDF 100 KB...
27 12 2020 12:54:45
Статья в формате PDF 835 KB...
26 12 2020 17:58:39
Статья в формате PDF 254 KB...
25 12 2020 0:14:49
Статья в формате PDF 133 KB...
24 12 2020 0:20:29
Статья в формате PDF 98 KB...
23 12 2020 15:33:59
Статья в формате PDF 113 KB...
22 12 2020 1:39:35
Статья в формате PDF 118 KB...
21 12 2020 5:39:19
Статья в формате PDF 251 KB...
19 12 2020 8:30:46
Статья в формате PDF 118 KB...
18 12 2020 3:41:11
Статья в формате PDF 119 KB...
17 12 2020 18:29:22
Статья в формате PDF 117 KB...
16 12 2020 10:27:56
На основании результатов комплексного клинико- инструментального обследования 390 детей в возрасте от 5 до 15 лет, проживающих в г. Красноярске, была изучена зависимость клинического течения нарушений сердечного ритма и проводимости от выраженности и формы малых аномалий развития сердца. Установлены основные эхокардиографические параметры и прогностические критерии развития гемодинамических нарушений у детей с аритмиями. ...
14 12 2020 11:27:55
Статья в формате PDF 111 KB...
12 12 2020 9:21:11
Статья в формате PDF 110 KB...
11 12 2020 14:52:57
Статья в формате PDF 120 KB...
09 12 2020 7:18:55
Статья в формате PDF 111 KB...
08 12 2020 16:40:15
Проведен анализ эффективности различных типов фитнес-программ в коррекции избыточной массы тела женщин юношеского и зрелого возраста. Применяемые физические нагрузки отличались характером нагрузки и наличию/отсутствию компонента коррекции питания. Исследовали антропометрические показатели, И М Т, определяли содержание жировой массы в организме методом калипометрии в динамике 6-месячного тренировочного цикла. Проводили промежуточные исследования: в середине, через 3 месяца от начала тренировочного цикла. В исследовании приняли участие 93 практически здоровые женщины с избыточной массой тела, не имеющие эндокринных заболеваний и противопоказаний к занятиям физической культурой. Выделены группы в зависимости от типа программы (I, II), а также подгруппы (Ia, IIa) в зависимости от возраста: 18–21 год (I и II, n = 17 и n = 17, соответственно) и 36–45 лет (Ia, IIa, n = 30 и n = 29, соответственно). Показана динамика и статистическая значимость различий в группах, проведен сравнительный анализ между группами. Выявлена более высокая физиологическая эффективность программы I, базирующейся на смешанном характере тренировки, многовариантной схеме упражнений с мониторированием и коррекцией характера питания. ...
07 12 2020 19:59:29
Статья в формате PDF 106 KB...
04 12 2020 16:18:37
Статья в формате PDF 251 KB...
03 12 2020 12:48:58
Статья в формате PDF 100 KB...
02 12 2020 20:15:40
Статья в формате PDF 119 KB...
01 12 2020 18:50:50
Статья в формате PDF 84 KB...
30 11 2020 5:16:26
Статья в формате PDF 130 KB...
29 11 2020 15:28:18
Статья в формате PDF 204 KB...
28 11 2020 5:38:32
Статья в формате PDF 110 KB...
27 11 2020 22:19:30
Статья в формате PDF 206 KB...
26 11 2020 22:33:48
Статья в формате PDF 161 KB...
25 11 2020 9:52:39
Статья в формате PDF 92 KB...
23 11 2020 12:54:36
Статья в формате PDF 112 KB...
22 11 2020 10:42:42
Изучен химический состав травы овса посевного. Качественными реакциями обнаружены аминокислоты, крахмал и флавоноиды. Разработана методика спекторофотометрического определения суммы аминокислот по реакции с нингидрином. Установлено, что в траве овса содержится до 1% аминокислот в пересчете на кислоту глютаминовую. ...
21 11 2020 18:43:50
Статья в формате PDF 113 KB...
20 11 2020 13:50:58
Статья в формате PDF 140 KB...
19 11 2020 17:44:34
Статья в формате PDF 102 KB...
18 11 2020 13:45:40
В статье представлены материалы о значении съездов земских врачей Рязанской губернии (1874 – 1900) и их роль в развитии профилактического направления медицины края. ...
17 11 2020 23:38:14
Статья в формате PDF 118 KB...
16 11 2020 23:14:10
Статья в формате PDF 114 KB...
15 11 2020 13:29:56
Проведен анализ динамики заболеваемости по отдельным возрастным группам населения г. Сатпаев. Результаты показали, что общим явлением для всех возрастных групп было значительное учащение после аварии болезней органов дыхания, а у взрослых и подростков – болезней мочеполовой системы. Заболеваемость детского населения в 2007 г. возросла по сравнению с 2006 г. в 1,3 раза, различия достоверны с высоким уровнем вероятности такого утверждения (26782,3 ± 333,4‰ против 34393,1 ± 359,8‰, t = 15,3, p < 0,001). Анализ ситуаций, показал, что психо-эмоциональный стресс, вызывающий обострение многих хронических и появление новых нозологических форм заболеваний, тесно связан с психо-эмоциональным состоянием типа высшей нервной деятельности человека. ...
13 11 2020 17:31:12
Статья в формате PDF 133 KB...
12 11 2020 3:43:45
Статья в формате PDF 98 KB...
11 11 2020 14:51:21
Статья в формате PDF 120 KB...
10 11 2020 20:30:18
Статья в формате PDF 232 KB...
09 11 2020 11:58:19
Статья в формате PDF 131 KB...
08 11 2020 6:16:38
Статья в формате PDF 101 KB...
07 11 2020 12:47:15
Статья в формате PDF 263 KB...
06 11 2020 23:44:34
Статья в формате PDF 140 KB...
05 11 2020 11:27:19
Статья в формате PDF 82 KB...
04 11 2020 1:27:10
Статья в формате PDF 148 KB...
03 11 2020 1:33:37
Статья в формате PDF 312 KB...
02 11 2020 22:32:26
Статья в формате PDF 120 KB...
01 11 2020 11:48:53
Территориальные различия электоральных предпочтений отличаются высокой устойчивостью в современной России. Этот феномен подтверждается методом корреляционного анализа. Выделяются шесть основных социальных факторов, влияющих на различия в электоральной географии: 1) доля городского населения; 2) приближенность к центру; 3) этнический фактор; 4) доля молодежи в составе населения; 5) преобладающие виды деятельности населения; 6) структура социальных связей. Электоральное поведение в России менее индивидуально, чем в западных странах, большее значение имеют объективные социальные факторы. ...
31 10 2020 20:38:48
Статья в формате PDF 127 KB...
30 10 2020 7:46:18
Статья в формате PDF 97 KB...
29 10 2020 5:18:22
Статья в формате PDF 112 KB...
28 10 2020 0:51:54
Статья в формате PDF 151 KB...
27 10 2020 4:32:13
Статья в формате PDF 142 KB...
26 10 2020 23:44:34
Статья в формате PDF 189 KB...
25 10 2020 0:39:14
Статья в формате PDF 132 KB...
24 10 2020 21:39:56
Статья в формате PDF 101 KB...
23 10 2020 13:58:29
Статья в формате PDF 365 KB...
22 10 2020 17:52:27
Статья в формате PDF 129 KB...
21 10 2020 2:10:38
Статья в формате PDF 98 KB...
20 10 2020 18:24:59
Статья в формате PDF 130 KB...
19 10 2020 20:10:26
Статья в формате PDF 131 KB...
18 10 2020 10:13:37
Статья в формате PDF 106 KB...
17 10 2020 19:38:12
Статья в формате PDF 134 KB...
16 10 2020 15:34:54
Применение большого спектра фармакологических препаратов, как природного происхождения, так и синтезированных требует создания стабильных условий, которые необходимы лечащему врачу при проведении все более усложняющихся ступеней вмешательства человека взаимодействие среды и живого организма. Неизбежным следствием применения лекарственных препаратов без учета механизма действия на структурно-функциональные свойства мембранных взаимодействий, является развитие побочных реакций, отличающихся по своей природе, тяжести клинических проявлений и скорости нарастания. ...
15 10 2020 5:51:13
Статья в формате PDF 127 KB...
14 10 2020 19:37:49
Статья в формате PDF 115 KB...
13 10 2020 1:51:16
Статья в формате PDF 109 KB...
11 10 2020 0:59:28
Статья в формате PDF 153 KB...
10 10 2020 15:37:44
Статья в формате PDF 119 KB...
09 10 2020 7:32:57
Статья в формате PDF 103 KB...
08 10 2020 23:51:45
Статья в формате PDF 152 KB...
07 10 2020 5:34:58
Статья в формате PDF 100 KB...
06 10 2020 18:20:58
Статья в формате PDF 234 KB...
05 10 2020 10:37:12
Статья в формате PDF 166 KB...
04 10 2020 21:57:44
Методом Н+ Я М Р-релаксации изучены межмолекулярные взаимодействия в гелях крахмала в молочной среде. Установлены зависимости скоростей поперечной и продольной релаксаций протонов от концентрации крахмала для водных и молочных систем. Казеин синергетически влияет на гелеобразующую способность крахмала, который иммобилизует воду в молочной среде более активно, чем в водной. На основании исследований температурной зависимости поперечной релаксации доказано образование комплексного геля, представляющего собой сетку из спиральных молекул крахмала, в ячейки которой включены мицеллы и субмицеллы казеина. ...
03 10 2020 12:21:54
Статья в формате PDF 125 KB...
30 09 2020 15:22:36
Статья в формате PDF 249 KB...
29 09 2020 21:50:34
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: