Интеграция программного обеспечения с аппаратными средствами

Сбойные ошибки.

При интеграции возникает ряд проблем, связанных с обеспечением интероперабельности, правильности и контролируемости программ в аппаратной среде, устойчивостью программ к внешним и внутренним возмущающим воздействиям, в первую очередь к сбоям аппаратуры (рис. 5.9), которые являются источниками сбойных ошибок.

Способы обеспечения надежности системы при интеграции программных и аппаратных средств

Рис. 5.9. Способы обеспечения надежности системы при интеграции программных и аппаратных средств

Сбойные ошибки — это результаты возмущающих воздействий незащищенных сбоев на процессы выполнения программ, информационных технологий и на информационный процесс в целом. Здесь

пз

под незащищенными сбоями подразумеваются сбои функционального характера вследствие однократного искажения перерабатываемой или хранящейся в информационной технике информации. Эти сбои возникают под воздействием внутренних или внешних дестабилизирующих факторов (помех). Сбойные ошибки проявляются в виде искажений, подмены или потерь данных, ошибок в промежуточных и/или выходных результатах.

Основное деструктивное влияние на результаты информационного процесса оказывают сбои функционального характера. Они приводят к ошибкам в выполнении микроопераций, а те, в свою очередь, — к ошибкам в выполнении операций, которые влияют на микропроцессы, затем и на процесс. Сбои функционального характера, в отличие от сбоев типа кратковременных самоустраняющихся отказов, обнаруживаются в редких случаях. Они проявляются в основном через сбойные ошибки. Цена таких ошибок в нарушении надежности выполнения информационной технологии в информационной системе может быть очень высока, поскольку они приводят к серьезным негативным последствиям в результатах управления подчиненными объектами.

Способы обнаружения сбойных ошибок при исполнении программ подразделяются на аппаратные и программные.

Аппаратные способы контроля. Среди аппаратных способов контроля наиболее широкое распространение получили

  • ошибкообнаруживающие коды (коды с проверкой на четность в устройствах управления, обработки и передачи информации, коды Хэмминга, циклические и итеративные коды для контроля хранения и передачи информации, равновесные коды для контроля управляющих автоматов);
  • последовательное тестирование всех функциональных узлов микропроцессоров;
  • самотестирование микропроцессоров на основе аппаратномикропрограммных средств;
  • • параллельная работа двух идентичных технических средств с целью сравнения полученных результатов.

Аппаратные способы контроля во многих случаях не обеспечивают обнаружения большого многообразия ошибок, возникающих в ходе работы информационных систем (ИС), как-то:

  • • зацикливания и остановы исполнения программ;
  • • самоблокировки (клинчи) исполнения программ;
  • • перегрузки ИС по пропускной способности;
  • • нарушение последовательностей вызова подпрограмм;
  • • ошибки взаимного прерывания программ и др.

Программные способы контроля. В целях оперативного обнаружения вышеназванных (не обнаруженных аппаратными способами контроля) ошибок в рабочем режиме ИС применяются программные способы контроля. К ним относятся:

проверки на логические несоответствия. Например, вместо истинного значения некоторой двоичной функции у=хлх=0 при

исполнении участка программы получено значение у* = хлх = 1, где х = {1, 0}. Поскольку контрольная сумма КС ®у" = 1 отлична от нуля, то принимается решение о наличии ошибки в информационном процессе;

  • проверки по предельным значениям вычисляемых параметров;
  • статический контроль стробированием (контролируемые параметры сравниваются с допустимыми значениями);
  • динамический контроль стробированием (контроль гладкости изменения переменных с течением времени);
  • проверки контрольных соотношений (например, сравнение с эталоном, вычисление контрольных функций);
  • контроль с использованием избыточных переменных;
  • способ охранных таймеров, который основывается на программной реализации таймеров совместно со счетчиками относительного или текущего времени;
  • способ контроля ключевых кодов, при котором формируется таблица ключевых кодов и количества включений каждой подпрограммы.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >