АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ МУЛЬТИВЕРСИОННЫХ АРХИТЕКТУР АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ
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 103 KB...
17 11 2019 4:12:17
Исследованы изменения физиологических показателей школьников в условиях их работы за компьютером в течение учебного года. Дан сравнительный анализ изменений физиологических показателей школьников, отличающихся эмоциональной устойчивостью. Получены результаты, свидетельствующие о неблагоприятном влиянии условий работы за компьютером на школьников младших классов осенью и весной. ...
16 11 2019 7:15:25
Статья в формате PDF 252 KB...
15 11 2019 4:18:13
Статья в формате PDF 131 KB...
13 11 2019 20:18:11
Статья в формате PDF 295 KB...
12 11 2019 2:37:48
Статья в формате PDF 300 KB...
11 11 2019 7:51:20
Статья в формате PDF 98 KB...
10 11 2019 4:19:17
Статья в формате PDF 241 KB...
09 11 2019 1:19:57
Статья в формате PDF 106 KB...
08 11 2019 9:33:55
В процессе тренировки отдельных компонентов ручной моторики (тонус, сила, точность движений, кинетический и динамический праксис) у детей совершенствуется произвольное внимание, развиваются навыки контроля и планирования целостного действия. ...
06 11 2019 20:42:50
Статья в формате PDF 226 KB...
05 11 2019 14:49:52
Статья в формате PDF 273 KB...
04 11 2019 15:34:47
Статья в формате PDF 299 KB...
03 11 2019 23:16:20
Статья в формате PDF 111 KB...
02 11 2019 17:59:13
Статья в формате PDF 109 KB...
01 11 2019 18:32:19
Статья в формате PDF 124 KB...
30 10 2019 2:29:44
Статья в формате PDF 115 KB...
29 10 2019 18:45:30
Статья в формате PDF 103 KB...
28 10 2019 13:53:22
Статья в формате PDF 129 KB...
27 10 2019 13:10:29
Изучен химический состав нетрадиционного инулинсодержащего сырья Scorzonera hispanica L. и Tragopogon porrifolius L. Получены полисахаридные концентраты и установлена их антибактериальная и гипогликемическая активности. Прогнозируется их использование в качестве лечебно-профилактических комплексов. ...
26 10 2019 6:10:53
Статья в формате PDF 113 KB...
25 10 2019 21:40:55
Статья в формате PDF 102 KB...
24 10 2019 6:36:48
В статье даны практические рекомендации для проектирования вибратора грохота, который по технологическим соображениям был переведён в режим работы с повышенной частотой вращения и уменьшенной амплитудой. Разработана динамическая схема грохота и предложен алгоритм решения дифференциального уравнения. Короб грохота рассматривался как одномассная система с элементами переменной жесткости опор короба, что позволило определить требуемую возмущающую силу вибратора и величину статического момента массы дебалансов при заданных кинематических параметрах. На основе полученных результатов разработана рациональная конструкция дебалансов. ...
23 10 2019 1:39:12
Статья в формате PDF 118 KB...
22 10 2019 19:22:52
Статья в формате PDF 102 KB...
21 10 2019 12:48:47
Статья в формате PDF 96 KB...
20 10 2019 5:18:26
Статья в формате PDF 111 KB...
18 10 2019 17:15:58
Статья в формате PDF 704 KB...
17 10 2019 16:48:58
В статье описана и исследована методами математической статистики хронологическая аномалия космонавтики. Обоснован биномиальный закон распределения числа хронологических совпадений. Показано, что вероятность случайного появления рассматриваемых совпадений весьма мала. Метод исследования, применяемый в работе, преимущественно основан на статистическом анализе хронологии при помощи параметризации дат событий и проверки соответствующего критериального свойства. Используются параметры: условные номера дней с начала летоисчисления N, с начала года n и год Г. Основными информативными параметрами являются интервалы времени между событиями. Обоснован биномиальный закон распределения числа хронологических совпадений. Показано, что вероятность случайного появления рассматриваемых совпадений весьма мала. ...
16 10 2019 14:30:42
Статья в формате PDF 110 KB...
15 10 2019 18:48:27
Статья в формате PDF 103 KB...
14 10 2019 7:40:35
Статья в формате PDF 330 KB...
13 10 2019 14:29:24
Статья в формате PDF 109 KB...
12 10 2019 9:46:57
Статья в формате PDF 120 KB...
11 10 2019 15:32:50
Статья в формате PDF 110 KB...
10 10 2019 2:50:25
Статья в формате PDF 276 KB...
09 10 2019 20:25:11
Статья в формате PDF 299 KB...
08 10 2019 0:25:37
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. ...
07 10 2019 7:49:17
Статья в формате PDF 112 KB...
06 10 2019 12:43:41
Статья в формате PDF 255 KB...
05 10 2019 18:55:27
Статья в формате PDF 132 KB...
04 10 2019 17:13:17
Статья в формате PDF 267 KB...
03 10 2019 2:10:42
Статья в формате PDF 507 KB...
02 10 2019 23:32:53
Статья в формате PDF 113 KB...
01 10 2019 12:55:16
Статья в формате PDF 119 KB...
30 09 2019 10:45:24
Статья в формате PDF 108 KB...
29 09 2019 10:28:22
Статья в формате PDF 133 KB...
28 09 2019 0:31:16
Статья в формате PDF 117 KB...
27 09 2019 22:56:46
Статья в формате PDF 281 KB...
26 09 2019 15:24:42
Получены сведения о начальных стадиях развития. Согласно профильно-генетической классификации почв техногенных ландшафтов [5] морфологически выделены элювиоземы инициальные, эмбриоземы инициальные и органо-аккумулятивные. Экспериментально показано, что выделение этих типов почв вследствие низкой скорости почвообразования пока возможно только по почвенно-биологическими показателями. Установлено, что микробное сообщество молодых почв на отвалах Мирнинского Г О К имеет характерные черты для начальной стадии почвообразования: более высокую в сравнение зональной почвой численность; низкую активность утилизации целлюлозы; низкую инвентарную. Последнее свидетельствует о низкой скорости формирования органо-минерального комплекса почвы. Выявлено, возможности дифференциации типов молодых техногенных ландшафтов по способу субстратов поддерживать начальный рост тест растений. ...
25 09 2019 4:43:35
Статья в формате PDF 113 KB...
24 09 2019 5:33:19
Представлена система управления в формализованном виде, что облегчает анализ свойств системы, позволяет намечать пути ее совершенствования. ...
23 09 2019 16:12:59
Статья в формате PDF 104 KB...
22 09 2019 16:58:32
Статья в формате PDF 110 KB...
21 09 2019 10:33:19
Статья в формате PDF 214 KB...
20 09 2019 15:52:45
Статья в формате PDF 108 KB...
19 09 2019 9:23:50
Статья в формате PDF 153 KB...
18 09 2019 4:49:23
Статья в формате PDF 107 KB...
17 09 2019 22:48:44
Проведено исследование ведущих показателей метаболизма порфиринов и железа в сопоставлении с функциональным состоянием печени у 100 больных с гемохроматозом ( Г Х), в динамике. Дана объективная оценка их роли в своевременной и правильной постановке вторичной печеночной порфирии на ранних этапах развития патологического процесса. Порфириновый обмен при наследственном гемохроматозе ( Н Г Х) характеризуется глубоко нарушенными и нестабильными показателями, затрагивающими все этапы синтеза гема гемоглобина (Hb). У больных с Н Г Х и с сопутствующими поздней кожной порфирией ( П К П) и инфекционными вирусными гепатитами В и С, независимо от типа мутации гена HFE ( С289Y или H63D) изменения в обмене железа коррелируют с нарушенным синтезом аминолевулиновой кислоты ( А Л К) и порфобилиногена ( П Б Г). У больных диагностическую ценность в определении функционального состояния печени наряду с трансаминазами представляет исследование экскреции копропорфирина ( К П) с мочой. Выявленные изменения в порфириновом обмене при гомозиготной форме Н Г Х носят постоянный, часто необратимый характер, ухудшая прогноз заболевания. ...
16 09 2019 11:32:34
Статья в формате PDF 120 KB...
15 09 2019 5:35:36
Статья в формате PDF 117 KB...
14 09 2019 3:23:38
Статья в формате PDF 224 KB...
13 09 2019 4:32:33
Статья в формате PDF 118 KB...
12 09 2019 22:41:50
Статья в формате PDF 213 KB...
11 09 2019 10:10:43
Статья в формате PDF 145 KB...
10 09 2019 5:21:11
Статья в формате PDF 124 KB...
09 09 2019 22:59:41
Статья в формате PDF 144 KB...
07 09 2019 10:56:10
Статья в формате PDF 96 KB...
06 09 2019 21:58:18
Статья в формате PDF 114 KB...
05 09 2019 23:16:29
Статья в формате PDF 110 KB...
04 09 2019 6:10:27
Статья в формате PDF 120 KB...
03 09 2019 15:50:53
Статья в формате PDF 142 KB...
02 09 2019 14:32:44
Статья в формате PDF 291 KB...
01 09 2019 13:24:50
Статья в формате PDF 96 KB...
31 08 2019 4:19:52
Статья в формате PDF 314 KB...
30 08 2019 7:28:48
Статья в формате PDF 95 KB...
29 08 2019 6:57:15
Статья в формате PDF 141 KB...
28 08 2019 12:51:24
Статья в формате PDF 116 KB...
27 08 2019 9:57:17
Статья в формате PDF 163 KB...
26 08 2019 21:53:29
Статья в формате PDF 217 KB...
25 08 2019 10:12:33
Статья в формате PDF 123 KB...
24 08 2019 9:33:58
Статья в формате PDF 119 KB...
23 08 2019 6:51:34
Статья в формате PDF 161 KB...
21 08 2019 7:42:15
Статья в формате PDF 150 KB...
20 08 2019 12:52:16
В работе представлены результаты исследования влияния высокоинтенсивных физических факторов электрического поля коронного разряда ( Э П К Р), создаваемого установкой « Экран», и некогерентных световых импульсов ( Н С И), создаваемых установкой « Стимул» [1, 2], на семена овощных культур, с целью повышения урожайности. По результатам исследования выявлено, что все использованные в эксперименте режимы высокоинтенсивного физического воздействия на семена овощных культур оказывают стимулирующий биологический эффект при оценке урожайности. Определено, что наиболее эффективными режимами Э П К Р для повышения урожайности овощных культур являются режимы с напряженностью электрического поля 3,5 к В/см и 5 к В/см. Выявлено, что наиболее эффективными режимами Н С И для повышения урожайности овощных культур является режим с запасенной суммарной электрической энергией импульсного источника энерго-питания 80 к Дж. Показано, что при воздействии на посадочный материал картофеля Н С И с запасенной суммарной электрической энергией 40 к Дж наблюдается стимулирование роста, развития, повышение всхожести и сокращение вегетационного периода картофеля. Кроме того, данное физическое воздействие вызывает повышение качества урожая картофеля, т.к. вес и количество крупных и средних клубней в опытной группе значительно больше, чем в контрольной. ...
19 08 2019 21:40:41
Статья в формате PDF 113 KB...
18 08 2019 1:44:55
Статья в формате PDF 147 KB...
17 08 2019 1:59:29
Статья в формате PDF 103 KB...
16 08 2019 14:24:54
Статья в формате PDF 779 KB...
15 08 2019 3:32:16
Статья в формате PDF 104 KB...
14 08 2019 13:23:39
Статья в формате PDF 110 KB...
13 08 2019 18:20:36
Статья в формате PDF 683 KB...
12 08 2019 0:20:13
Статья в формате PDF 103 KB...
10 08 2019 23:43:28
Статья в формате PDF 164 KB...
09 08 2019 21:33:46
Статья в формате PDF 117 KB...
08 08 2019 11:48:48
Статья в формате PDF 160 KB...
06 08 2019 15:10:26
Статья в формате PDF 126 KB...
04 08 2019 12:43:54
Статья в формате PDF 110 KB...
03 08 2019 18:15:41
Статья в формате PDF 97 KB...
02 08 2019 4:52:18
Статья в формате PDF 119 KB...
01 08 2019 7:32:34
Статья в формате PDF 278 KB...
31 07 2019 17:55:31
Статья в формате PDF 263 KB...
30 07 2019 9:43:28
Статья в формате PDF 110 KB...
29 07 2019 22:29:52
Статья в формате PDF 116 KB...
27 07 2019 2:56:39
Статья в формате PDF 100 KB...
26 07 2019 21:16:14
Статья в формате PDF 120 KB...
25 07 2019 15:26:16
Статья в формате PDF 135 KB...
24 07 2019 17:31:21
Статья в формате PDF 119 KB...
23 07 2019 13:23:56
Статья в формате PDF 244 KB...
21 07 2019 7:30:29
Статья в формате PDF 122 KB...
20 07 2019 19:39:20
В работе исследовали влияние этацизина и димефосфона на смертность белых мышей и динамику поведенческих реакций в условиях хронического гиподинамического стресса. Показано токсическое влияние этацизина: увеличение смертности животных и негативное влияние на поведенческие реакции. Димефосфон не оказывал влияния на летальность и проявлял стресспротекторное ...
19 07 2019 8:37:56
Статья в формате PDF 107 KB...
18 07 2019 21:24:29
Статья в формате PDF 113 KB...
17 07 2019 13:15:31
Статья в формате PDF 626 KB...
16 07 2019 21:36:57
Статья в формате PDF 97 KB...
14 07 2019 21:28:12
Статья в формате PDF 103 KB...
13 07 2019 19:22:28
Статья в формате PDF 252 KB...
12 07 2019 7:17:20
Приводится вывод уравнений для расчета координационного числа в неупорядоченных конденсированных системах: в зернистых материалах, в композитах с твердой монодисперсной фазой, в жидких металлах и при критическом состоянии вещества. В выводах этих уравнений используется основной их топологический параметр – средняя плотность упаковки структурных элементов дискретности. Знание координационного числа элементов дискретности неупорядоченных систем необходимо для определения многих их свойств: физических, механических, реологических и др., совокупность которых вытекает из их топологических состояний: твердого, псевдотвердого, жидкого, псевдожидкого и критического. ...
11 07 2019 21:24:53
Статья в формате PDF 124 KB...
10 07 2019 20:50:35
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. ...
09 07 2019 15:20:50
Статья в формате PDF 105 KB...
06 07 2019 17:55:47
Статья в формате PDF 87 KB...
05 07 2019 13:13:35
Статья в формате PDF 122 KB...
04 07 2019 9:50:27
Статья в формате PDF 111 KB...
03 07 2019 0:24:21
Статья в формате PDF 141 KB...
02 07 2019 18:56:44
Статья в формате PDF 189 KB...
01 07 2019 7:35:47
Статья в формате PDF 195 KB...
30 06 2019 19:48:31
Статья в формате PDF 319 KB...
29 06 2019 8:49:47
Статья в формате PDF 269 KB...
27 06 2019 16:57:33
Статья в формате PDF 192 KB...
26 06 2019 11:59:40
Статья в формате PDF 199 KB...
25 06 2019 2:17:30
В исследовании изучена возможность оптимизации терапии больных урогенитальным хламидиозом, на основе внедрения новой методики цитокининдуцированного определения чувствительности к лекарственным средствам. Под наблюдением находилось 240 больных урогенитальным хламидиозом обоего пола, в возрасте от 18 до 65 лет. В результате применения цитокининдуцированной методики определения чувствительности к лекарственным средствам, удалось значительным образом повысить эффективность терапии больных хламидиозом. ...
24 06 2019 21:21:11
Статья в формате PDF 132 KB...
23 06 2019 10:58:33
Статья в формате PDF 110 KB...
22 06 2019 20:58:42
Статья в формате PDF 99 KB...
21 06 2019 17:22:37
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: