Отказоустойчивые вычислительные системы. Операции, необходимые для обеспечения отказоустойчивости вычислительной системы, страница 8

Рассмотрим случай одинаковой трудоемкости фрагментов задач, но проводятся не парные проверки, а коллективные. Необходимым условиям для проведения коллективных проверок является наличие хотя бы одного выч. модуля, не занятого решением прикладной задачи. По результатам коллективной проверки можно произвести

      сравнений независимо получаемых результатов, решения одного и того же фрагмента задач.

r – количество выч. модулей, задействованных  операциях.

F() – функция плотности загрузки.

На графике показана зависимость количества вычислительных модулей, задействованных в диагностических операциях от F().

r

 

n

 

0

1          n          F()

Следующий график показывает зависимость количества эквивалентных парных элементарных проверок от F().

Nэкв.

  n(n-1)

2

 

1    x        n        F() х – количество модулей, занятых решением задачи

n = r + x

Для построения плана решения прикладной задачи с использованием диагностических процедур в случае коллективных проверок, требуются те же этапы, что и в случае парных проверок. А именно построение диаграммы p₁,p₂  и затем p_3.

1.3.12 Состояния отказоустойчивых вычислительных систем

Так как отказоустойчивая вычислительные системы обладают способностью постепенной деградации, она может находиться в  трех состояниях:

1.  отказоустойчивое

2.  не отказоустойчивое, но работоспособное

3.  неработоспособное

Отличие 2го от 3го: не отказоустойчивое состояние не видно для пользователя. Когда система находится во 2м состоянии, срабатывает оповещение.

Живучая ВС – это отказоустойчивая ВС, в которой реализовано использование всех доступных исправных ресурсов.

1.3.13 Принципы организации самодиагностики

Процесс диагностирования ВС может быть реализован как самодиагностирование, то есть объект диагностирования сам определяет свое состояние и находит неисправные компоненты.

Самодиагностирование может быть основано на двух принципах:

3.  принцип расширяющихся областей

4.  принцип распределенного ядра

В первом случае в системе выделяется конкретная заведомо работоспособная часть, называется сосредоточенным ядром, и обладающая возможностью диагностировать некоторую другую часть системы.

На следующих этапах диагностирования в качестве среды диагностирования выступает ядро и уже проверенная часть системы.

Недостатки: неисправность ядра делает невозможность проведения диагностирования.

В ряде случаев ядро реализуется внешними, по отношению к системе, средствами.

В системах использующие принцип распределенного ядра, нет необходимости выделять заведомо исправную часть Вычислительные модули проводят взаимные проверки и делают предположения о исправности либо неисправности соседних модулей. Результат о исправности или неисправности любого модуля входящего в систему может быть получен только после проведения всего комплекса проверок.

1.3.14 Планирование загрузки элементарных машин с учётом операций диагностирования

Для отказоустойчивого решения задач необходимо получить диаграмму загрузки с учётом ДГ и предусмотреть в ней выполнение диагн. операций. Получение такой ДЗ можно разбить на 3 этапа. На 1м этапе мы получаем ДЗ Р₁. Критерием построения такой диаграммы является минимизации времени решения Т_цр min. На 2м этапе мы получаем вспомогательную ДЗ, которую можно обозначить Р₂, критерием построения её является минимизация количества выч. модулей, задействованных в решении прикладной задачи при заданном максимальном времени решении Т_црmax = сonst. ДЗ Р₂ получает преобразованием Р₁. Необходимо увеличить количество свободных модулей, r_i max. На 3м шаге получаем ДЗ Р₃, которая учитывает выполнение диагностических операций согласно ДГ.

Максимальное количество ЭП, выполняемых в системе одновременно, не превышает целой части от половины количества выч. модулей, след-но, при построении ДЗ Р₂ уменьшение количества модулей, занятых решением прикладной задачи меньше, чем половина выч. модулей не имеет смысла, т.к. при этом сокращается количество ЭП. Зависимость количества ЭП от функции плотности загрузки.