Отказоустойчивые вычислительные системы. Операции, необходимые для обеспечения отказоустойчивости вычислительной системы, страница 4

Сам метод:

Любой фрагмент задачи решают пара выч. модулей. При этом текущий фрагмент задачи решают модули Ui,Uj. предшествующий фрагмент соответственно  модули Uk и Ui. следующий фрагмент решается модулями Uj, Ul. При несовпадении результатов модулей Ui,Uj, образуется две новых пары Ui,Ul и Uj,Um, котрые решают следующий фрагмент. При несовпадении выходных данных одной из новых пар, из процесса решения исключается модуль, участвующих в решении очередного и последующих фрагментов. Несовпадение выходных данных либо из вновь образованных пар, говорит о наличии в системе двух отказавших модулей. Это требует образования уже 4 пар модулей.

По сравнению с системой использующей диагностирование, данный метод обеспечивает более высокую степень отказоустойчивости, так как при неисправности 1 модуля именно он и исключается из выч. процесса, а ВС с дублированием количество модулей убывает быстрей.

Недостаток:

необходимость наличия в ВС  n = 2m исправных модулей

m – количество задач (вернее фрагментов задач), решаемых одновременно.

Большинство программных способов обеспечения отказоустойчивости работы, контролируют состояние ВС с определенным интервалом времени, что приводит к необходимости  - часть выч. процесса производить заново. При выполнения этого условия минимизируется время латентности (обнаружение и устранение) неисправности – такт контроля. Время латентности неисправности состоит из 2-3 тактов контроля.

1.3.6. Графовые модели отказоустойчивых систем

Математической моделью может выступать граф зависимости по данным. Построение такого графа позволяет проанализировать общую структуру алгоритма, связи между отдельными операторами, а так же выявить формальные преобразования к решению задач оптимального планирования.

Граф зависимости по данным – связи операторов по информации и трудоемкости решения отдельных операторов.

D = (W,P,Г)

W = {w_q} -  множество вершин, которые обозначают операторы программы

Г -  множество дуг. Наличие дуги, { w_q1 , w_q2 }Є Г говорит о том, что результаты решения фрагмента w_q1 используются в качестве исходных данных оператором w_q2.

Каждой вершине графа присваивается вес p_q Є P. Вес определяется временем выполнения соответствующего оператора. При оценки веса оператора необходимо учитывать состав и структуру ВС.

Если ВС однородная, то достаточно оценить время выполнения любого оператора на одном выч. модуле. В это случае  p_q - это  скалярный вес оператора w_q.

В случае, когда вес оператора обладает одинаковой трудоемкостью, p_q можно принять = 1.

Граф зависимости по данным позволяет описать процесс решения прикладной задачи.

Если же говорить о наборе задач, то у нас получается граф

 

                                                                                     связи означают последовательность

                                                                                     решения        

 

- независимое событие

Граф зависимости по данным не позволяет отобразить диагностические вычисления.

Математической моделью диагностических процессов протекающих в ОВС с активной защитой, является диагностический граф, который содержит информацию о количестве выч. модулей и о всех элементарных проверках, проводимых в системе за цикл диагностирования или цикл контроля, а так же о возможных  результатах проведения элементарных проверок.

Tцк – период цикла контроля

Под циклом контроля понимают процедуру выполнения всех элементарных проверок однократно. Цикл контроля является минимальным интервалом времени, за которое может быть определено техническое состояние системы. Диагностический граф G(U,T) в общем случае является направленным.

U – множество выч. модулей системы

T – множество элементарных проверок

U={Ui}, Ui – вершины графа

То есть дуга (Ui,Uj) определяет одну элементарную проверку (Ui,Uj) Є T. При таком обозначении |Ui|  проверяется модуль |Uj|.