ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Показатели надежности и готовности ЭВМ и ВС

Предыдущая 1 2 3 4 5 6 789 10 11 12 13 14 15 16 Следующая

Основные понятия надежности ЭВМ и ВС

Важнейшей характеристикой вычислительных систем является надежность. Под надежностью (reliability) понимается свойство системы выполнять заданные функции, не изменяя во времени значения установленных эксплуатационных параметров, в заданных пределах, соответствующих определенным режимам и условиям эксплуатации, включающим условия использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.

Понятие надежности тесно связано с другими показателями качества ЭВМ и ВС – готовностью, отказоустойчивостью и точностью информации.

В общем случае готовностью системы (readiness) называется способность технического устройства быть готовым к действию в любой момент времени. Применительно к ВС под этим показателем понимается свойство, характеризующее качество и быстроту выполнения операций по подготовке системы к применению. В число таких операций могут входить включение элементов ВС, изменение некоторых параметров системы, решение тестовых задач, изменение режима работы ВС и др.

В свою очередь, готовность ЭВМ и ВС складывается из следующих составляющих:

· доступность (availability);

· безотказность (reliability);

· безопасность (safety);

· ремонтопригодность (maintainability, repairs).

Доступность – это свойство системы находиться в состоянии готовности к работе. Обычно доступность показывает вероятность того, что система в данный момент времени будет правильно работать и окажется в состоянии выполнять свои функции. Другими словами, система с высокой степенью доступности – это такая система, которая в произвольный момент времени, скорее всего, находится в работоспособном состоянии.

Под безотказностью имеется в виду свойство системы работать без отказов в течение продолжительного времени. В противоположность доступности безотказность определяется в понятиях временного интервала, а не момента времени. Система с высокой безотказностью – это система, которая будет, скорее всего, непрерывно работать в течение относительно долгого времени. Между безотказностью и доступностью имеется небольшая, но существенная разница. Если система отказывает на одну миллисекунду каждый час, она имеет доступность порядка 99,9999%, но крайне низкую безотказность. С другой стороны, система, которая никогда не отказывает, но раз в месяц отключается на два дня для профилактики, имеет высокую безотказность, но ее доступность составляет не более 94%.

Безопасностьопределяет, насколько критична ситуация временной неспособности системы должным образом выполнять заданные функции. Так, многие системы управления процессами, используемые, например, на атомных электростанциях или космических кораблях, должны обладать высокой степенью безопасности.

Ремонтопригодностью называется способность ВС к восстановлению в процессе эксплуатации. Данный показатель определяет, насколько сложно исправить возникающие неисправности в ЭВМ или ВС. Системы с высокой ремонтопригодностью могут также обладать высокой степенью доступности, особенно при наличии средств автоматического обнаружения и исправления неполадок.

Говорят, что система отказывает(fail), если она не в состоянии выполнять свои функции. В частности, если система создавалась для предоставления пользователям некоторых услуг, то она будет считаться находящейся в состоянии отказа в том случае, если не сможет предоставлять все или некоторые услуги. Ошибкой (error) называется такое состояние системы, которое может привести к ее неработоспособности. Так, например, при передаче пакетов по сети может случиться, что некоторые пакеты, пришедшие к получателю, окажутся поврежденными. Повреждения в данном случае будут означать, что получатель может неверно прочесть значения битов (например, 0 вместо 1) или оказаться не в состоянии определить сам факт прихода пакета.

Причиной ошибки является отказ(fault). В общем случае, отказом системы называется такое ее поведение, которое не удовлетворяет ее спецификациям. Отказ системы может быть вызван отказом (неверным срабатыванием) каких-то ее компонентов (процессор, память, устройства ввода-вывода, линии связи, или программное обеспечение).

Отказ компонента может быть вызван ошибками при конструировании, при производстве или программировании. Он может быть также вызван физическим повреждением, изнашиванием оборудования, некорректными входными данными, ошибками оператора, и многими другими причинами.

Отказы могут быть случайными, периодическими или постоянными.

Случайный отказ называется сбоем, при повторении операции случайные отказы исчезают. Причиной сбоя может служить, например, случайная электромагнитная помеха, резкий перепад напряжения питания и т.п.

Периодические отказы повторяются часто в течение какого-то времени, а затем могут долго не происходить. Классическим примером могут служить периодические сбои по причине плохого электрического контакта.

Постоянные (устойчивые) отказы не прекращаются до устранения их причины - разрушения диска, выхода из строя микросхемы или ошибки в программе.

По характеру своего проявления отказы подразделяются на византийские (система активна и может проявлять себя по-разному, даже злонамеренно) и пропажа признаков жизни (частичная или полная). Первые распознать гораздо сложнее, чем вторые. Свое название они получили по имени Византийской империи (330‑1453 гг.), где процветали конспирация, интриги и обман.

По степени влияния на работоспособность ЭВМ или ВС различают полные (до устранения причин отказа система полностью неработоспособна) и неполные (неработоспособна только часть системы) отказы. Посвязи с другими отказами выделяют зависимые и независимые отказы.

По физическому характеру непосредственного проявления отказы делятся на катастрофическиеи параметрические. Катастрофический отказ приводит к нарушению работоспособности всей системы, параметрический – к выходу за пределы нормы всех или части параметров системы.

Внезапным называется отказ, который возникает в результате скачкообразного изменения характеристик изделия. Постепенный отказ возникает в результате постепенного изменения характеристик изделия.

Причиной отказа служит неисправность ЭВМ или ВС. Неисправности подразделяют на дефекты и неполадки. Дефектами называются неисправности, которые в момент их обнаружения не приводят к повреждению или нарушению работы и регулировки системы, но могут в будущем вызвать подобные явления. Неполадками называются неисправности в работе системы, оказывающие влияние на выполнение ею основных функций.

Для обеспечения надежного решения задач в условиях отказов ЭВМ или ВС применяются два принципиально различающихся подхода - восстановление после отказа ЭВМ или ВС и предотвращение отказа системы.

Повышение надежности основано на принципе предотвращения неисправностей путем снижения интенсивности отказов и сбоев за счет применения электронных схем и компонентов с высокой и сверхвысокой степенью интеграции, снижения уровня помех, облегченных режимов работы схем, обеспечение тепловых режимов их работы, а также за счет совершенствования методов сборки аппаратуры.

Надежность - это свойство ЭВМ и ВС, которое не надо путать с какими-либо количественными критериями, являющимися мерой той или иной стороны надежности. Следует помнить, что понятие надежности включает не только аппаратные средства, но и программное обеспечение. Главной целью повышения надежности систем является обеспечение целостности хранимых и обрабатываемых в ЭВМ и ВС данных.

Как уже отмечалось, помимо готовности, надежность тесно связана с отказоустойчивостью. Отказоустойчивость- это такое свойство ЭВМ и ВС, которое обеспечивает ей, как логической системе, возможность продолжения действий, заданных программой, после возникновения отказов. Обеспечение отказоустойчивости требует избыточного аппаратного и программного обеспечения. Направления, связанные с предотвращением неисправностей и с отказоустойчивостью, - основные в проблеме надежности. Концепции параллельности и отказоустойчивости вычислительных систем естественным образом связаны между собой, поскольку в обоих случаях требуются дополнительные функциональные компоненты. Поэтому, собственно, на параллельных вычислительных системах достигается как наиболее высокая производительность, так и, во многих случаях, очень высокая надежность. Имеющиеся ресурсы избыточности в параллельных системах могут гибко использоваться как для повышения производительности, так и для повышения надежности.

Точность информации относится к категории обобщенных показателей качества функционирования. Он носит системный характер, т.к. ошибки в выходной информации складываются из обычных ошибок, возникающих в ЭВМ при выполнении вычислений, и ошибок, появляющихся при передаче информации по каналам связи между машинами ВС, при сопряжении между собой машин с различными характеристиками (например, разрядность, форма представления чисел и др.). В случае, если информация обрабатывается последовательным рядом машин, выходная ошибка предыдущей машины становится входной ошибкой последующей машины.

Следовательно, чтобы определить точность информации, надо хорошо знать характер ошибок, причины их возникновения и способы устранения. Информация, циркулирующая в ЭВМ или ВС, напрямую зависит от среды, где она может быть искажена. Здесь можно выделить три категории источников ошибок: оборудование, программное обеспечение и персонал.

В категории «оборудование» источником ошибок являются сами ЭВМ, линии связи, терминалы и другие вспомогательные средства.

В категории «программное обеспечение» источником ошибок являются трансляторы, редакторы, загрузчики, утилиты и другие программные средства.

В категории «персонал» источником ошибок являются стандарты документирования, квалификация разработчиков и эксплуатационников и др.

Наиболее типичными ошибками, влияющими на точность информации, являются:

· ошибки, связанные с неправильным вводом данных с устройства ввода (терминала, сканера и т.п.);

· ошибки, связанные с преобразованием информации из одной системы представления информации в другую;

· семантические ошибки при программировании;

· ошибки, связанные со сбоем оборудования и не приводящие к отказу всей ВС и др.

Очевидно, что чем выше надежность системы, тем более высокую точность информации она способна обеспечить.

Учитывая, что вопросы надежности ВС более подробно излагаются в соответствующем курсе, здесь будут рассмотрены показатели надежности и готовности в фрагментарном виде. Кроме этого, будут разнесены вопросы, связанные с надежностью технических средств и программного обеспечения ВС.

Предыдущая 1 2 3 4 5 6 789 10 11 12 13 14 15 16 Следующая