CC BY
65
Обчислювальні методи в радіоелектроніці
ОБЧИСЛЮВАЛЬНІ МЕТОДИ В РАДІОЕЛЕКТРОНІЦІ
УДК 621.396.6.019.3+519.87
НАДІЙНІСНА МОДЕЛЬ ВІДМОВОСТІЙКОЇ БАГАТОПРОЦЕСОРНОЇ СИСТЕМИ З ВІДНОВЛЕННЯМ ПРАЦЕЗДАТНОСТІ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
Волочій Б. Ю., д.т.н., проф.; Муляк О. В., аспірант; Озірковський Л. Д., к.т.н., доц.; Змисний М. М., асистент; Панський Т. І., аспірант
Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів, Україна
RELIABILITY MODEL OF THE FAULT-TOLERANT MULTICORE SYSTEM
WITH SOFTWARE RECOVERY
Bohdan Volochiy, Doctor of Engineering, Professor; Oleksandr Mulyak, Postgraduate
Student; Leonid Ozirkovskyi, PhD, Associate Professor, Mykhailo Zmysnyi, Assistant,
Taras Panskyi, Postgraduate Student,
Lviv Polytechnic National University, Lviv, Ukraine
Вступ
Багатопроцесорні системи [1-6] відносяться до програмно-апаратних систем (ПАС), проблема надійності яких має свою специфіку, так як необхідно передбачити захист від відмов та збоїв апаратних засобів так і збоїв програмного забезпечення ПАС. Забезпечення надійності ПАС, як і в апаратних системах, реалізується шляхом використання властивості відмовос-тійкості. В практиці проектування ПАС властивість відмовостійкості багатопроцесорної системи здебільшого забезпечують двома способами. Перший спосіб передбачає введення в структуру надлишку процесорів. При втраті працездатності будь-якого процесора здійснюється автоматична ре-конфігурація структури багатопроцесорної системи із зниженням ефективності до заданого рівня. Ефективність даного способу і особливості його реалізації розглядаються в роботах [1-2]. Даний спосіб може бути використаний в ПАС, в яких допускається простій, або є можливість введення часової надлишковості для виконання завдання.
Якщо простій ПАС не допускається, то використовують другий спосіб забезпечення властивості відмовостійкості, який передбачає використання резервної багатопроцесорної системи, яка паралельно виконує ті ж функції, що і основна, але програмне забезпечення створено іншим розробником [13]. В роботах [1, 6, 7, 8] пропонуються надійніші моделі багатопроцесорних систем, в яких не враховується надійність програмного забезпечення. В роботах [9, 10] описана надійнісна модель ПАС для оцінки показників її надійності, в якій запропоновано розрізняти відмови апаратних за-
Вісник Національного технічного університету України "КПІ" Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування.-2013.-№54
33
Обчислювальні методи в радіоелектроніці
собів та збої програмного забезпечення. Проте не враховано показники надійності засобів контролю та діагностики. Дана модель запропонована для ПАС, в яких допускається простій. В роботах [11, 14] запропонована надійніша модель ПАС для оцінки показників надійності, в якій також розрізняються відмови апаратних засобів та програмного забезпечення, враховується зміна значення інтенсивності відмови програмного забезпечення після проведення виправлення у коді програми.
Зауважимо, що у відомих публікаціях відсутні надійніші моделі багатопроцесорних ПАС з загальним заміщувальним резервом та ковзним резервом процесорів обох багатопроцесорних систем, автоматичним перезавантаженням програмного забезпечення збої якого викликані збоями апаратних засобів. Вищесказане обумовлює актуальність задачі розробки на-дійнісної моделі такої ПАС.
Опис підходу до побудови надійнішої моделі програмно-апаратної
системи
В програмно-апаратній системі, що розглядається, присутні відмови та збої апаратних засобів (АЗ). В свою чергу збої АЗ породжують збій в роботі програмного забезпечення (ПЗ), що виправляється шляхом його перезавантаження. Якщо перезавантаження ПЗ відновлює працездатність ПАС то це свідчить, що в системі відбувся збій АЗ. У випадку не успішного перезавантаження ПЗ вважається, що відбулася відмова АЗ. Вважається, що програмне забезпечення є надійним.
Макромодель необслуговуваної ПАС, яка складається з основної та резервної системи представлена на рис. 2 враховує наступні її стани, а саме: етан 1 — ПАС знаходиться в працездатному стані, цільову функцію виконує основна система, резервна система справна; стан 2 —
ПАС знаходиться в працездатному стані, цільову функцію виконує резервна система, основна система знаходиться в непрацездатному стані, проводиться процедура перезавантаження програмного забезпечення; стан 3 — ПАС перебуває в працездатному, стані цільову функцію виконує резервна система, перезавантаження ПЗ на основній системі не відбулося успішно; стан 4 — ПАС знаходиться в працездатному стані, цільову функцію виконує резервна система, відновлено працездатність основної системи шляхом
Рис. 2. Макромодель резервованої системи з перезавантаженням ПЗ викликаного збоями апаратних засобів
34
Вісник Національного технічного університету України "КПІ" Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування.-2013.-№54
Обчислювальні методи в радіоелектроніці
перезавантаження ПЗ; стан 5 — ПАС знаходиться в працездатному стані цільову функцію виконує основна система, резервна система знаходиться в непрацездатному стані, проводиться процедура перезавантаження ПЗ; Стан 6 — ПАС знаходиться в працездатному стані, цільову функцію виконує основна система, перезавантаження ПЗ резервної системи не відбулося успішно; етан B — стан критичної відмови (відновлення працездатності АЗ не є можливим).
Системи, які входять до складу ПАС втрачають працездатність з інтенсивністю ^АЗ=^''АЗ+^'АЗ, де Х"АЗ — інтенсивність відмов АЗ системи, Х'АЗ — інтенсивність збоїв АЗ системи, які приводять до короткочасної втрати її працездатності. Збої АЗ систем, що входять до складу ПАС приводять до збоїв у роботі ПЗ, тому інтенсивність збоїв ПЗ викликаних збоями АЗ має значення ХПЗ=Х'АЗ. Після відмови основної або резервної системи відбувається підключення резервної, або основної системи з інтенсивністю ХАЗ. В системі з імовірністю Pi відбуваються збої АЗ та з імовірністю 1 -Pi відбуваються відмови АЗ. Відповідно процедура перезавантаження ПЗ відбувається успішно з інтенсивністю цАЗ-Р1 та неуспішно з інтенсивністю цАЗ-(1-Р1), де цАЗ=1/ tres, tres — середнє значення тривалості часу перезавантаження ПЗ. Коли в системі відсутній загальний заміщувальний резерв, то з інтенсивністю ХАЗ ПАС попадає в стан критичної відмови.
Описаний підхід використано при розробці надійнішої моделі відмово-стійкої ПАС з комбінованим структурним резервуванням.
Модель відмовостійкої багатопроцесорної системи
1. Структура відмовостійкої багатопроцесорної системи
Виходячи з того, що ПАС повинна працювати безперервно, без втрати
Рис. 3. Структурна схема відмовостійкої програмно-апаратної системи (1 — основна багатопроцесорна система, 2 — процесори, що знаходяться в гарячому резерві, 3 — процесори, що знаходяться в холодному резерві, 4 — резервна багатопроцесорна система, ПКД-процесор контролю та діагностики)
Вісник Національного технічного університету України "КПІ" Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування.-2013.-№54
35
Обчислювальні методи в радіоелектроніці
працездатності при відмовах процесорів та збоях програмного забезпечення та без зниження ефективності виконання заданої функції, використано загальне заміщувальне гаряче резервування. Структурна схема відмовос-тійкої ПАС показана на рисунку 3. До її складу входить: основна багатопроцесорна система, яка складається з n - процесорів; резервна багатопроцесорна система, яка складається з k - процесорів; для обох багатопроцесорних систем передбачено спільне ковзне резервування процесорів, при цьому один (перший в черзі на використання) резервний процесор перебуває в гарячому резерві, а решта - в холодному; процесор контролю та діагностики визначає стан ПАС в апаратній та програмній частинах та подає команди для управління резервним ресурсом; пристрій комутації виконує функції підключення (або відключення) резервної багатопроцесорної системи, а також відключення несправних процесорів та підключення процесорів ковзного резерву.
2. Структурно-автоматна модель відмовостійкої багатопроцесорної системи
Метод розробки надійнішої моделі відмовостійкої багатопроцесорної системи у вигляді графа станів та переходів, описаний у монографії [12], передбачає формалізоване представлення об'єкта дослідження у вигляді структурно-автоматної моделі. Для побудови структурно-автоматної моделі необхідно виконати наступні завдання: сформувати вербальну модель об’єкту дослідження; визначити базові події; визначити компоненти вектора стану, якими можна описати стан системи в довільний момент часу; сформувати множину параметрів, якими можна описати систему; сформувати дерево правил модифікації компонент вектора стану.
Відповідно до технології аналітичного моделювання [12] та на підставі визначених базових подій, визначених компонент вектора стану та параметрів, якими описується ПАС, розроблено дерево правил модифікації компонент вектора стану ПАС, яке представлено в таблиці 1.
Базові події Умови та обставини Формула розрахунку інтенсивності базової події Правило модифікації компонент вектора стану
1. Відмова процесора основної багатопроцесорної системи (при виконанні цільової функції) (V1=n) AND (V5=1) AND (V6=1) V1AhwP1' V1:=V1-1; V5:=2; V6:=0
(V1=n) AND (V5=l) AND (v6=o) VIAhw V5:=0;
36
Вісник Національного технічного університету України "КПІ" Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування.-2013.-№54
Обчислювальні методи в радіоелектроніці
Базові події Умови та обставини Формула розрахунку інтенсивності базової події Правило модифікації компонент вектора стану
2.Збій ПЗ процесора основної багатопроцесорної системи (при виконанні цільової функції) (V1=n) AND (V5=1) AND (V6=l) VlAsW^' V1:=V1-1; V5:=2; V6:=0; V7:=V7+1
3. Відмова процесора резервної багатопроцесорної системи (при виконанні цільової функції) (V2=k) AND (V5=2) AND (V6=1) V2AhwP1' V2:=V2-1; V5:=1; V6:=0;
(V2=k) AND (V5=2) AND (v6=o) V2Ahw V5:=0
4. Збій ПЗ процесора резервної багатопроцесорної системи (при виконанні цільової функції) (V2=k) AND (V5=2) AND (V6=1) V2AswP2' V2:=V2-1; V5:=1; V6:=0; V7:=V7+1
5. Відмова процесора основної багатопроцесорної системи (підсистема знаходиться в гарячому резерві) (V1=n) AND (V5=2) AND (V6=1) V1AhwP1' V1:=V1-1; V5:=2; V6:=0
6. Збій ПЗ процесора основної багатопроцесорної системи (підсистема знаходиться в гарячому резерві) (V1=n) AND (V5=2) AND (V6=1) VlAsW^' V1:=V1-1; V5:=2; V6:=0; V7:=V7+1
7. Відмова процесора резервної багатопроцесорної системи (підсистема знаходиться в гарячому резерві) (V2=k) AND (V5=1) AND (V6=1) V2AhwP1' V2:=V2-1; V5:=1; V6:=0
8. Збій ПЗ процесора резервної багатопроцесорної системи (підсистема знаходиться в гарячому резерві) (V2=k) AND (V5=1) AND (V6=1) V2AswP2' V2:=V2-1; V5:=1; V6:=0; V7:=V7+1
9. Відмова процесора ковзного резерву з завантаженим ПЗ. (V3>0) V3^hw^1' V3:=V3-1
10.Збій ПЗ процесора ковзного резерву з завантаженим ПЗ. (V3>0) V3AswP2 V3:=V3-1; V7:=V7+1
11. Закінчення процедури підключення процесора з завантаженим ПЗ до непрацездатної основної багатопроцесорної системи (V3>0) AND (V1<n) AND (v6=o) 1/(T sfm+T swichm) V1:=V1+1; V3:=V3-1; V6:=1
Вісник Національного технічного університету України "КПІ" 37
Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування.-2013.-№54
Обчислювальні методи в радіоелектроніці
Базові події Умови та обставини Формула розрахунку інтенсивності базової події Правило модифікації компонент вектора стану
12. Закінчення процедури підключення процесора з завантаженим ПЗ до непрацездатної резервної багатопроцесорної системи (V3>0) AND (V2<k) AND (V6=0) 1/(T sfm+T swichm) V2:=V2+1; V3:=V3-1; V6:=1
13. Закінчення процедури підключення процесора з холодного резерву в гарячий резерв (V3<mh) AND (v4>0). 1/(T sfm+T swichm+T stm) V3:=V3+1; V4:=V4-1
14. Закінчення процедури відновлення працездатності ПЗ на процесорі з ознакою збою ПЗ. (V7>0) (1/Tres)-P'3 V4:=V4+1; V7:=V1-1
Критерій катастрофічної відмови (V5=0)
3. Формування аналітичної моделі відмовостійкої багатопроцесорної системи
Розроблена структурно-автоматна модель дає можливість згідно алгоритму запропонованого в монографії [13, с. 89] побудувати граф станів та переходів. На рисунку 4 представлено граф станів та переходів, з наступними значеннями параметрів відмовостійкої багатопроцесорної системи: n=2; k = 2; mh=1; m=0. При зміні конфігурації відмовостійкої багатопроцесорної системи граф станів та переходів буде мати параметри, які представлено в таблиці 2.
В представленому на рис. 4 графі станів та переходів, переходи позначені 1, 2, 3, 4 мають наступні значення інтенсивностей: 1 -
1/Tsfm+Tswichm, 2 - 1/ Tsfm+Tswichm+Tstm, 3 - 1/Tresm, 4 - 2-^HW
Таблиця 2. Параметри графа при різних ___________конфігураціях ВС___________
Параметри конфігурації ВС Кількість станів Кількість переходів
n=2; mh=1; mc=0; 27 82
n=2; mh=1; mc=1; 51 172
n=2; mh=1; mc=2; 83 276
n=2; mh=1; mc=3; 171 646
38
Вісник Національного технічного університету України "КПІ" Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування.-2013.-№54
Рис. 4. Модель відмовостійкої багатопроцесорної системи у вигляді графа станів та пе-
реходів
На основі побудованого графа станів та переходів (рис. 4) сформована система лінійних диференційних рівнянь (СЛДР) (1). Розв’язання даної СЛДР дасть можливість провести оцінку показників надійності відмовостійкої багатопроцесорної системи.
Вісник Національного технічного університету України "КПІ" Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування.-2013.-№54
39
Обчислювальні методи в радіоелектроніці
f dP (t) , ,
~~jf~ = “(3AHW P1 '+3ASW 'P2') ■ Pl(t) +
1
dP (t)
T + T +1 sfm switch stm
-------Pt (t)
+T 13
f
2VV = dt
1
3AHW ' P1+ASW ' P2+ T + T
V
+2 'xhwp\ ' ■ P1(t) + T + T
sfm switch
sfm switch ■ P12(t)
■ P2(t) +
dP26(t) dt
(1)
1
AHW 'P1 '+ASW 'P2'+ T + T
sfm switch
P26(t) +
+—------Pyi (t) +---------------------P. (t)
T 24 v 7 t -i-T а-T 25v/
resm sfm switch stm
27
z p (/)=1 V i=1
4. Приклад використання запропонованої моделі
Необхідно порівняти значення показників надійності отриманих за допомогою відомих моделей та розробленою моделлю. Для цього визначено значення тривалості роботи ПАС, при якій ймовірність безвідмовної роботи відмовостійкої багатопроцесорної системи з врахуванням перезавантаження ПЗ на її процесорах Рб.р. > 0,99. Дослідження проведено при наступних вхідних параметрах: n=2, m=2, mh=1, А^=Ы0"5год-1, Asw=110 4 год \
На рис. 5 представлені залежності ймовірності
Рис. 5. Залежність ймовірності безвідмовної ро- безвідмовної роботи ВІД-боти відмовостійкої багатопроцесорної системи МОВОСТІЙКОЇ багатопроце-від тривалості її експлуатації сорної системи від трива-
лості її експлуатації, отримані за допомогою моделей з різним ступенем адекватності, а саме: крива 1 — модель відмовостійкої багатопроцесорної системи без врахування збоїв програмного забезпечення (розрахунки проведені згідно моделі, поданої в [10]); крива 2 — модель відмовостійкої багатопроцесорної системи з вра-
40
Вісник Національного технічного університету України "КПІ" Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування.-2013.-№54
Обчислювальні методи в радіоелектроніці
хуванням збоїв програмного забезпечення та без відновлення працездатності ПЗ (розрахунки проведені згідно моделі, поданої в [9]); крива 3 — запропонована модель відмовостійкої багатопроцесорної системи з врахуванням збоїв програмного забезпечення та його відновленням.
З результатів поданих на рис. 5 видно, що не врахування показника надійності програмного забезпечення (крива 1) дає завищені значення показників надійності, врахування показника надійності програмного забезпечення без можливості його відновлення шляхом перезавантаження (крива 2) занижує значення показників надійності відмовостійкої багатопроцесорної системи. А запропонована модель (крива 3) дає найближчі до реальних значень показники надійності відмовостійкої багатопроцесорної системи з врахуванням ненадійності програмного забезпечення та його відновлення.
Висновки
В статті запропонована надійнісна модель відмовостійкої багатопроцесорної системи з відновленням працездатності апаратних засобів, шляхом перезавантаження програмного забезпечення, збій в роботі якого був викликаний збоєм в роботі апаратного засобу. Запропонована модель відмовостійкої багатопроцесорної системи дає змогу проектанту вирішувати задачі надійнішого аналізу та синтезу, а саме: визначити конфігурацію ПАС для забезпечення необхідного рівня надійності, визначити вимоги до надійності програмного забезпечення, вимоги до засобів контролю та діагностики працездатності ПАС.
В подальших дослідженнях можна врахувати тривалість "ремонту" програмного забезпечення у випадку його відмови, а також врахувати інтенсивність відмови програмного забезпечення, які викликані дефектами у коді програмного забезпечення.
Література
1. Mudry P. А. CONFETTI: A reconfigurable hardware platform for prototyping cellular architectures / P. A. Mudry, F. Vannel, G. Tempesti, D. Mange // International Parallel and Distributed Processing Symposium, 2007. — Р. 96—103.
2. Каляев И. А. Реконфигурируемые мультиконвейерные вычислительные структуры / И. А. Каляев, И. И. Левин, Е. А. Семерников, В. И. Шмойлов. — Ростов-на-Дону. : Издательство ЮНЦ РАН, 2008. — 393 c.
3. Changyun Zhu. Reliable multiprocessor system-on-chip synthesis / Changyun Zhu, Z. Gu, R. Dick, L. Shang // Proc. International Conference Hardware/Software Codesign and System Synthesis, Sep. 2007. — Р. 239—244.
4. Kim P. Gostelow. “The design of a fault-tolerant, realtime, multi-core computer system.” In Aerospace Conference, IEEE, 2011. — Р. 1—8.
5. Melson N. Duane. Use of CYBER 203 and CYBER 205 computers for threedimensional transonic flow calculations / N. Duane Melson, James D. Keller / National Aeronautics and Space Administration, Scientific and Technical Information Branch,
1983. — 13 p.
Вісник Національного технічного університету України "КПІ" Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування.-2013.-№54
41
Обчислювальні методи в радіоелектроніці
6. Mohammed H. Mahafzah. On Evaluating the Reliability of Multiprocessor Systems Mohammed H. Mahafzah / European Journal of Scientific Research: EuroJournals Publishing, 2010. — рр. 490—496.
7. Романкевич А. М. Графо-логические модели для анализа сложных отказоустойчивых вычислительных систем / А. М. Романкевич, Л. Ф. Карачун, В. А. Романкевич // Электронное моделирование. — 2001. — т.23. — №1. — С. 102—111.
8. Романкевич В. О. Про розрахунок надійності відмовостійких багатопроцесорних систем, підсистеми яких мають спільні процесори / В. О. Романкевич, А. П. Фесенюк. // Радіоелектронні і комп’ютерні системи. — 2010. — №3 (44). — С. 62—67
9. Friedman M. A. Reliability techniques for combined hardware and software systems / M. A. Friedman, P. Y. Tran, P. L. Goddard // Final technical report. Rome Laboratory Air Force Systems Command, Griffiss Air Force Base. NY — 1992. — 286 p.
10. Поночовний Ю. Л. Вибір методу комплексування показників надійності компонент інформаційних систем за похибкою, що вноситься // Системи озброєння і військова техніка. — 2008. — №4(16). — С. 156—158.
11. Засуха С. А. Методология оперативной верификации програмного обеспечения космических систем: модели готовности и выбор сценариев / С. А. Засуха, Ю. Л. Поно-човный, В. С. Харченко // Харків: Вісник Харківського національного університету, 2012. — №1015. — С. 131—147.
12. Волочій Б. Ю. Технологія моделювання алгоритмів поведінки інформаційних систем / Б. Ю. Волочій. — Львів: Вид-во НУ “Львівська політехніка”, 2004. — 220 с.
13. Белый Ю. А. Модели отказов и оценка надежности мультидиверсных систем / Белый Ю. А. // Радіоелектронні і комп’ютерні системи. — 2008. — №5 (32). — 62 — 66.
14. Поночовный Ю. Л. Оценка надежности информационных систем с учетом изменения параметров програмнных средств / Ю. Л. Поночовный // Системи обробки інформації. — Харків. : ХВУ, 2008. — Вип. 5 (72). — С. 100—103.
Referencec
7. Romankevych A. M. Grafo-logicheskie modeli dlya analiza slozhnyh ot-kazoustoichivyh vychilitelnyh system / А. М. Romankevych, L. F. Karachun, V. А. Romankevych // Elektronnoemodelirovanie. - 2001. - t.23. - №1. - P.102-111.
8. RomankevychV.O. Pro rozrahunok nadiynosti vidmovostiykyh bagatoprocesornyh system, pidsystemy yakyh maut’ spilni procesory / V.O.Romankevych, АР. Fesenuk. // Ra-dioelektronniika i computerni systemy. - 2010. - №3 (44). - P.62-67
10. Ponochovniy U.L. Vybir metodu kompleksuvanya pokaznykiv nadiynosti component informaciynyh system za pohybkou, schovnosytsya // Systemy ozbroenya I viyskova technika. — 2008. — №4(16). — P.156-158.
11. Zasuha S.A. Metodologiya operativnoy verifikaci i programnogo obespecheniya kos-micheskih system: modeli gotovnosti I vybor scenariev / S.A. Zasuha, U.L. Ponochovniy, V.S. Kharchenko // Kharkiv: Visnyk Kharkivskogo nacionalnogo universytetu, 2012. — №1015. P.131-147.
12. Volochiy B.Yu.Technologia modeluvanya algorytmiv povedinky informaciynyh system / B.Yu.Volochiy. — Lviv: Vyd-voNU “Lvivska politechnika”, 2004. — 220 p.
13. BeliyUA. Modely otkazov I ocenka nadezhnosty multidiversnyh system / UABeliy// Radioelektronni I komputerni systemy. — 2008. — №5 (32). — C. 62 — 66.
14. Ponochovniy U.L. Ocenka nadezhnosti informaciohhyh system s uchetom izmeneniya parametrov programnyh sredstv / U.L.Ponochovniy// Systemy obrobky informacii. — Kharkiv.: HVU, 2008. — Vyp. 5 (72). — P.100-103.
42
Вісник Національного технічного університету України "КПІ" Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування.-2013.-№54
Обчислювальні методи в радіоелектроніці
Волочій Б. Ю.; Озірковський Л. Д., Муляк О. В., Вмисний М. M., Панський Т. І. Надійніша модель відмовостійкої багатопроцесорної систем з відновленням працездатності програмного забезпечення. В статті запропоновано надійнісну модель відмовостійкої багатопроцесорної системи, до складу якої входить дві багатопроцесорні системи (основна і резервна), процесори спільного ковзного резерву, процесор контролю та діагностики системи в апаратній частині та програмного забезпечення. В моделі також враховано автоматичне перезавантаження програмного забезпечення, після втрати працездатності викликаної збоями апаратних засобів системи. Запропонована модель призначена для розв ’язання задач надійнісного проектування програмно-апаратних систем.
Ключові слова: надійність програмно-апаратних систем, відмовостійка програмно-апаратна система, відмовостійка багатопроцесорна система.
Волочий Б. Ю.; Озирковський Л. Д., Муляк О. В., Змисный М. M., Панский Т. И. Надежностная модель отказоустойчивой многопроцессорной систем с восстановлением работоспособности программного обеспечения. В статье предложена надежностная модель отказоустойчивой многопроцессорной системы, в состав которой входит две многопроцессорные системы (основная и резервная), процессоры общего скользящего резерва, процессор контроля и диагностики системы в аппаратной части и программном обеспечении. В модели также учтена автоматическая перезагрузка программного обеспечения, после потери работоспособности вызванной сбоями аппаратных средств системы. Предложенная модель предназначена для решения задач надежностного проектирования программно-аппаратных систем.
Ключевые слова: надежность программно-аппаратных систем, отказоустойчивость программно-аппаратная система, отказоустойчивость многопроцессорная система
Volochiy B., Ozirkovskyi L., Mulyak O., Zmysnyi M., Panskyi T. Reliability model of the fault-tolerant multicore system with software recovery.
Introduction. The analysis of the researched problem and features of the designed fault-tolerant hardware/software systems were carried out.
TheapproachdescriptionJg_deyelopingjeliabilitymodels_gJJhe_soft^gre/hgrdw^re_sys-tem. This chapter outlines a reliability macromodel of a fault-tolerant multicore system with a software recovery.
Model of the fault-tolerant multicore system. The model features include: two multicore systems (main and reserve), some processors for sliding redundancies, one control and diagnostics processor which controls the hardware and software features. Also this model includes the automatic software restart after hardware failure.
The proposed model appication example. Weighed calculation of MTTF (mean time to failure) considering given probability of infallible performance of the suggested and existing models was performed.
Conclusion. The proposed model is designed to estimate reliability of the hard-ware/software systems.
Keywords: reliability of hardware/software systems, fault-tolerant hardware/software systems, fault-tolerant multicore system.
Вісник Національного технічного університету України "КПІ" Серія — Радіотехніка. Радіоапаратобудування.-2013.-№54
43
