Методи та засоби оцінки технічної безпеки та розрахунку параметрів ефективності тестування і реконфігурації багатопроцесорних систем управління
| dc.contributor.author | Мораведж Сейед Мілад | |
| dc.contributor.degreedepartment | системного програмування і спеціалізованих комп’ютерних систем | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | - | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.date.accessioned | 2013-07-15T12:48:15Z | |
| dc.date.available | 2013-07-15T12:48:15Z | |
| dc.date.issued | 2012 | |
| dc.description.abstracten | Dissertation for the scientific degree of Candidate of Technical Sciences on specialty 05.13.05 – Computer systems and components. National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, 2013. The dissertation deals with an actual problem of reliability augmentation for the multiprocessor systems (first of all the fault-tolerant ones which control some complex objects) by increasing an efficiency of its functioning execution procedures, in particular, self-diagnosis and reconfiguration, reduction of probability of system failure occurrence (and also of hits in a dangerous status), taking into account these or those features and restrictions. Some algorithms of the organization of system components’ mutual testing and its reconfiguration in process of processor failures’ appearance which give the chance to increase an efficiency are proposed, and in certain cases to optimize system parameters including temporal that leads to increase its reliability. The method of fault-tolerant multiprocessor system reliability’s increasing without insertion an additional processors at the expense of system’s failure blocking in case of appearance of a certain set of increased multiplicity processor failures is offered. The task of probability determination for hit the control multiprocessor system in a dangerous status is formalized. An analytic ratios for obtaining the appropriate statistical estimates are proposed. The method to generate an equal probability fixed weight vectors being used in procedures modeling the FTMS’ behavior under its components’ faults is proposed and explored. It is proved that the method allows to avoid a existing approaches’ limitations related to necessity of using a sequential carry circuits in ring register structures of formers. A possibility to get an essential gain in proposed generating structures’ operating speed is proved. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.05 – Компьютерные системы и компоненты. – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2013. Диссертация посвящена актуальной проблеме повышения надежности многопроцессорных (в первую очередь отказоустойчивых) систем управления сложными объектами путем улучшения их основных характеристик: тестируемости, реконфигурируемости, вероятности попадания в отказовую ситуацию (в том числе в опасное состояние) с учетом тех или иных особенностей и ограничений. Исследуется проблема организации взаимного тестирования процессоров в многопроцессорной системе. Предложены новые алгоритмы выбора множества процессоров, тестирующих заданный процессор, с учетом топологии связей в многопроцессорной системе. Алгоритмы позволяют повысить эффективность процедур взаимного тестирования процессоров за счет минимизации как времени выполнения непосредственно задач тестирования, так и сокращения временных затрат на межпроцессорный обмен при передаче диагностической информации. Среди особенностей отказоустойчивых многопроцессорных систем (ОМС) особое значение имеет возможность реконфигурирования: после выполнения процедуры взаимного тестирования процессоров и установления процессора, вышедшего из строя, некоторые оставшиеся работоспособными компоненты берут на себя функции, которые неисправный процессор выполнял находясь в исправном состоянии. Существуют разные критерии оптимизации процесса реконфигурирования, среди которых можно отметить следующие: обеспечение максимальной надежности оставшейся работоспособной части ОМС, суммарное время, необходимое для выполнения своей и «чужой» функции, или соответствующий объем памяти, минимизация вероятности наступления опасного состояния при последующем отказе и др. Предложены алгоритмы распределения процессорных элементов ОМС на подмножества и получены аналитические соотношения для нахождения необходимых параметров, которые позволяют на этапе проектирования системы оптимизировать программно-алгоритмические средства, обеспечивающие эффективное выполнение процедур реконфигурации ОМС в случае появления отказовых ситуаций. В частности, инженер-проектировщик системы получает возможность оптимизировать специализированные программные средства ОМС в соответствии с альтернативными критериями, а именно: временными затратами на выполнение функций реконфигурирования либо объемом блоков памяти процессорных элементов для хранения рабочего и служебного программного обеспечения ОМС. Предложен также алгоритм сокращения перебора при выборе функций управления при их распределении по процессорам в процессе реконфигурирования многопроцессорной системы управления с учетом определенных ограничений. В основу алгоритма положена таблица возможных размещений функций по процессорам, которая последовательно трансформируется по мере появления отказов. Приводится алгоритм расчета числа реальных размещений. Решена задача повышения вероятности безотказной работы многопроцессорной системы управления сложными объектами за счёт блокирования некоторого множества векторов состояния системы, имеющих повышенную кратность отказов. Главное достоинство предлагаемого подхода заключается в том, что определенное повышение надежности системы достигается без изменения ее структуры и множества процессоров. Формализована задача определения вероятности попадания многопроцессорной системы управления сложными объектами хотя бы в одно из состояний, которые считаются опасными. Получены соответствующие статистические оценки, что призвано облегчать решение задачи обеспечения технической безопасности системы. Для многопроцессорных систем со встроенным самотестированием предложены соотношения, позволяющие во время эксплуатации получить соответствующие новым условиям значения вероятности попадания системы в опасное состояние после появления определенного множества отказов компонентов. Предложен метод построения управляемого аппаратурного формирователя последовательности равновесных псевдослучайных двоичных векторов, использующего коммутацию цепей линейной обратной связи сдвиговых регистровых структур. Разработан алгоритм оценки значений основных структурных и временных параметров формирователя. Аналитически доказано наличие существенного (в несколько раз) выигрыша по допустимой максимальной тактовой частоте предлагаемого формирователя по отношению к существующим аппаратурным средствам, которые могут выполнять функционально аналогичные технические задачи. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 – Комп’ютерні системи та компоненти. Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», м. Київ, 2013 р. Дисертація присвячена актуальній проблемі підвищення надійності багатопроцесорних систем (у першу чергу відмовостійких) керування складними об’єктами шляхом збільшення ефективності виконання процедур її функціонування, зокрема самодіагностування та реконфігурування, зменшення ймовірності появи відмови системи (а також переходу у небезпечний стан), з урахуванням певних особливостей та обмежень. Запропоновано декілька алгоритмів організації взаємотестування компонентів системи та її реконфігурування по мірі появи відмов процесорів, що дають можливість підвищити ефективність, а в деяких випадках оптимізувати параметри системи, у тому числі часові, що призводить до покращення показників її надійності. Запропоновано метод підвищення надійності відмовостійких багатопроцесорних систем (без введення додаткових процесорів) за рахунок блокування відмови системи при появі певної множини відмов процесорів підвищеної кратності. Формалізована і вирішена задача визначення ймовірності переходу багатопроцесорної системи управління у небезпечний стан. Виведено аналітичні співвідношення для одержання відповідних статистичних оцінок. Запропоновано і досліджено метод формування рівноімовірних векторів певної ваги, які використовуються в процедурах моделювання поведінки ВБС при відмовах компонентів. Показано, що метод дозволяє будувати структурні засоби генерації, які відрізняються відсутністю обмежень існуючих технічних вирішень, пов’язаних з необхідністю використання схем послідовного переносу у кільцевих регістрових структурах формувачів. Доведено можливість одержання суттєвого виграшу у швидкодії запропонованих структур генераторів. | uk |
| dc.format.page | 20 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/3210 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 004.05 | uk |
| dc.title | Методи та засоби оцінки технічної безпеки та розрахунку параметрів ефективності тестування і реконфігурації багатопроцесорних систем управління | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.13.05 – комп’ютерні системи та компоненти | uk |