Перехід до надійності. Надійність комп’ютерних систем.

• Створена КС підвищеної надійності.

• В 2001 році створили клуб по покращенню проблеми надійності за наказом НАСО.

• Надійність обчислювальних систем визначається відсутністю відмов, збоїв та помилок в їх роботі, та можливість швидкого відтворення апаратур та обчислювального процесу.

Надійність – властивість об’єкту зберігати у часі у встановлених межах значення усіх параметрів, які характеризують здатність виконувати необхідні функції у заданих режимах та умовах застосування технічного обслуговування, ремонтів, зберігання та транспортування.

Надійність – складна властивість, але у залежності від призначення об’єкту та умов його застосування складається з поєднання властивості:

1. Безвідмовність.

2. Довговічність.

3. Ремонтоздатність.

4. Збережуваність.

Відмова – подія, яка полягає у порушенні працездатності об’єкта. Як правило відмова викликається фізичним руйнуванням елемента ЕОМ, або погіршенням його характеристик.

Збій – короткочасне порушення правильної роботи обчислювального пристрою або його елемента, після якого працездатність само відтворюється, або відтворюється оператором без проведення ремонту.

Вважається, що збої викликаються внутрішніми або зовнішніми завадами.

Множина помилок, або особливо небезпечна їх комбінація викликає невиконання завдання, така подія може розглядатись, як відмова системи або аварія.

Відмовостійкість.

Відмовостійкість – властивість архітектури ОС, яка дозволяє продовжити роботу системи і тоді, коли в апаратних або програмних засобах системи виникають відмови.

Відмовостійкість системи забезпечується застосуванням надлишковості, тобто створенням певних запасів або резервів у системі.

У відмовостійких обчислювальних системах може бути застосована надлишковість:

1. Параметрична.

2. Часова.

3. Алгоритмічна.

4. Структурна (просторова).

1. Параметрична надлишковість – використання фізичних методів:

• Робота на “плато” надійності.

• Робота при зниженому живленні. Знижене живлення підвищує надійність, але збільшується вплив завад.

• Робота при стабільному живленні: використання стабілізаторів.

• Використання різних джерел живлення. Приклад: якщо одне джерело відмовляє – інші працюють. Це є різноманітність і незалежність.

• Робота при знижених температурах зовнішнього середовища. Робота при знижених температурах приводить до збільшення терміну роботи, підвищується надійність.

• Робота при стабільній температурі оточуючого середовища. Використання термостатів, що і покращує роботу системи.

Параметр надлишковості виявляється у полегшенні режимів роботи елементів та вузлів апаратури з метою підвищення їх надійності.

Для правильно спроектованої апаратури експлуатуються параметри вибрані близькими до оптимальних. Тому істотно збільшити надійність за рахунок параметрів надлишковості неможливо. Але проектувати нову апаратуру з

врахуванням параметричної надлишковості обов’язково.

2. Часова надлишковість – визначається наявністю додаткового часу для розв’язання задачі.

Цей час можна використати у разі виникнення збоїв або інших помилок шляхом виправлення їх за допомогою повторення обчислень:

• Збільшення часової надлишковості не дає можливість збільшити надійність відмовостійкість системи вище певної границі.

• Часова надлишковість є тільки є тільки передумовою для мобілізації ресурсів і для підвищення відмовостійкості, яка має дана обчислювальна система. Час – це передумова.

Що може робити обчислювальна система при збоях?:

1. Деконфігурація.

2. Повтор обчислення.

3. Алгоритмічна надлишковість - полягає у застосуванні таких алгоритмів, які забезпечують задовільні результати у випадку наявності, або виникненні помилок в процесі обчислення. Звичайно а.н. передбачає наявність часової надлишковості і засобів її реалізації.

• Алгоритмічна надлишковість, як і часова надлишковість мало допоможе у випадках відмови апаратури, але вона корисна з точки зору сталості системи до збоїв.

4. Структурна або просторова надлишковість.

Це найбільш ефективні види надлишковості.

Розглянемо основні моделі структури надлишковості:

1. Модель з резервуванням.

Резервування це спосіб підвищення надійності апаратури, який передбачає заміну частини апаратури, що відмовила, резервними.

Існує умова, що резервна апаратура входить конструктивно і функціонально у складну апаратуру надійність якої необхідно підвищити.

Варіанти моделі:

1. Послідовне з’єднання:

Помилка типу короткого замикання неможлива.

2. Паралельне з’єднання:

Помилка типу холостий хід неможлива.

3. Послідовно-паралельне з’єднання:

4. Паралельно-послідовне з’єднання:

5. Змішане з’єднання:

Відрізняють резервування так:

• Гаряче – два телевізори працюють одночасно.

• Холодне – один телевізор знаходиться в резерві.

• Ковзаюче – є декілька працюючих і декілька резервних.