19. Автоматическое восстановление вычислительного процесса после отказов. Алгоритмические методы исправления одиночных и некоторых двойных ошибок в оп. Реконфигурация пу.

Выделим следующие способы восстановления работоспособности ЭВМ при отказах без ремонта:

• методы логической перестановки адресов:

• ручная перестановка (для СИС);

• управляемая логическая перестановка адресов;

• автоматическая логическая перестановка адресов;

• исправление одиночных и некоторых двойных ошибок с помощью корректирующих кодов:

• алгоритмические методы;

• аппаратурные методы;

• метод замещения неисправной БИС (блока) памяти резервной;

• реконфигурация ОП при отказе одного из модулей памяти;

• исключение из работы отказавших ячеек памяти;

• переадресация в исправный блок;

• отключение части или всей буферной (кэш) памяти при ее отказе;

• исправление отказов в ПЗУ;

• альтернативные алгоритмы выполнения операций;

• реконфигурация ПУ.

Алгоритмические методы исправления двойных ошибок

Двойные неисправимые ошибки могут быть частично исправлены методами алгоритмической коррекции неисправимых ошибок, не требующие существенных и дорогостоящих затрат оборудования.

Существуют следующие методы коррекции неисправимых ошибок:

• перезапись в инверсном коде;

• запись в ошибкозащищенном коде;

• последовательная коррекция.

Перезапись в инверсном коде

Алгоритм состоит из следующих шагов.

1) чтение слова W1 из ОЗУ;

2) если в слове W1 обнаружена одиночная ошибка, то она исправляется схемами коррекции КО-ОД и слово передается по назначению;

3) если в слове W1 обнаружена неисправимая ошибка, то в эту же ячейку ОЗУ записывается инверсия считанного слова W2 = ~W1 считанное. Затем слово снова считывается и инвертируется W3 = ~W2 считанное;

4) если в слове W3 схемами контроля обнаружена одиночная ошибка, то она исправляется схемами коррекции КО-ОД, а исправленное слово передается по назначению (и в некоторых алгоритмах записывается в ту же ячейку ОЗУ для устранения ошибки, если при записи был случайный сбой);

5) если ошибок нет, то слово W3 считается безошибочным и передается по назначению;

6) если в слове W3 обнаруживается вновь неисправимая ошибка, то считается, что она алгоритмически неисправима и вырабатывается прерывание от схем контроля.

Любая "жесткая" ошибка по алгоритму самоустраняется, а одиночная "мягкая" исправляется аппаратурой КО-ОД. Двойная "мягкая" ошибка является неустранимой.

Таким образом, алгоритмическое исправление позволяет корректировать 2Ж + М < d ошибок, где d - минимальное кодовое расстояние корректирующего кода.

Реконфигурация ПУ. Для ВС, в состав которых входит большое число однотипных ПУ, имеется возможность при выходе из строя одного из ПУ выполнить переадресацию к другому ПУ. Данная процедура достаточно легко реализуется, если ПУ имеет сменный магнитный носитель (магнитная лента, ГМД, диски CD-ROM и т.п.). Реконфигурация заключается в переадресации к портам ввода-вывода исправного ПУ.

20. Структурное резервирование. Методы, их достоинства и недостатки. Области применения структурного резервирования.

Резервирование—способ повышения надежности аппара­туры, предусматривающий замену отказавших частей ап­паратуры резервными при условии, что резервная аппа­ратура входит конструктивно и функционально в состав рассматриваемой аппаратуры.

Статическое - резервирование, при котором резервные блоки включены постоянно и находятся в одинаковом с основным режиме работы.

Динамическое - резервирование, при котором резервные блоки включаются и замещают основные блоки только при отказе последних.

Гибридное резервирование сочетает свойства статического и динамического резервирования.

По режиму работы резерва различают:

• Нагруженный резерв - резервный блок находится в том же рабочем режиме, что и основной;

• Ненагруженный резерв, когда резервный блок практически не несет нагрузок;

• Облегченный резерв - резервный блок находится в менее нагруженном режиме, чем основной.

При динамическом и гибридном резервировании различают два способа включения резервных блоков:

• По питанию (только для ненагруженного резерва);

• Логическое – предполагает, что на резервный блок постоянно подано напряжение питания.