Стр. 3 - А.М. Андреев, Г.П. Можаров - Использование результатов теории мартингалов для оценки надежности программного обеспечения компьютерных систем и сетей

выполняет эту реакцию. Очевидно, что структура одного периода ци-

кла управления может быть и гораздо сложнее. Однако укрупнение

различных операций обычно сводится к описанным этапам. Надеж-

ность КС может определяться как последовательное соединение ста-

тистически независимых аппаратного и программного компонентов

системы. Но наиболее подходящей мерой надежности является веро-

ятность того, что система выполняет свою миссию или справляется

с функциями управления в течение заданного времени при условии

взаимодействия аппаратуры и программы. Надежность такой системы

определяется надежностью аппаратной и программной частей в их

взаимодействии. Отказы аппаратуры происходят вследствие многих

причин: износа компонентов, сбоев, короткого замыкания, обрывов и

т.п. Причинами отказов ПО являются: наличие ошибок в программе;

использование неоптимальных и несовершенных алгоритмов, таких

как эвристические, приближенные, численные; ограничения на функ-

ционирование в реальном масштабе времени.

Остановимся подробнее на некоторых факторах, влияющих на на-

дежность компьютерной системы.

1.

Надежность элементов аппаратуры.

Компоненты аппаратной

части КС имеют самые различные механизмы отказов. Некоторые из

них могут быть вызваны воздействием программной части системы

при чрезмерном стрессовом использовании каких-либо компонентов

аппаратуры, особенно имеющих механические элементы функциони-

рования. Примерами этого являются: длительное и непрерывное ис-

пользование принтера, интенсивные чтение и запись на жесткий диск,

частое изменение режимов работы дисплея. Таким образом, можно

утверждать, что во многих случаях отказы ПО и техники компьютера

являются событиями зависимыми.

2.

Влияние программы на надежность аппаратуры.

Например,

рассмотрим двухфункциональную систему. Один план управления

требует, чтобы обе функции были активными для расчета реакции

на входные данные, в то время как другой требует, чтобы только

одна функция была активной. Когда программа влияет на надеж-

ность аппаратуры таким образом, можно говорить только об условной

статистической независимости аппаратной и программной частей.

3.

Отказы в программе.

Если программное обеспечение не моди-

фицируется, то интенсивность его отказов остается постоянной вслед-

ствие оставшихся в ней необнаруженных ошибок.

4.

Внутренние отказы программы.

Такие отказы обусловлены фун-

даментальными ограничениями алгоритма, используемого в ПО. На-

пример, использование эвристик может привести к случайным отка-

зам, даже если в программе отсутствуют ошибки.

ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2012

63