HHAMkZH20070322
Ez az oldal a korábbi SCH wiki-ről lett áthozva. Az eredeti változata itt érhető el.
Ha úgy érzed, hogy bármilyen formázási vagy tartalmi probléma van vele, akkor kérlek javíts rajta egy rövid szerkesztéssel.
Ha nem tudod, hogyan indulj el, olvasd el a migrálási útmutatót
Tartalomjegyzék
1. feladat
Ismertesse a Watch-dog (WD) hibatűrő hardver-architektúra szerkezetét, működési mechanizmusát és alkalmazási területét (3 pont)
Megoldás
Alapvető ötlet:
- Egy komplex rendszert egz kis komplexitású rendszer "ellenőrzi"
- A nagy komplexitás nagyobb meghibásodási valószínűséget eredményez
- A kis komplexitású rendszer kis valószínűséggel hibásodik meg (hibamentesnek tekinthető)
Működése:
- Állandó kommunikáció a két rendszer között
- Ha egy előre beállított időzítő lejárta után se kap jelet a "watchdog", akkor újraindítja a rendszert
Jellemzők:
- Átmenti meghibásodások ellen véd
- A permanens meghibásodásokat detektálni tudja
- MTFFWD = MTFF1
- MTTRWD << MTTR1
- AWD >> A1
2. feladat
Ismertesse a Többszörözött szavazásos rendszer (TMR) hibatűrő-architektúra szerkezetét, működési mechanizmusát és alkalmazási területét (3 pont)
Megoldás
Jellemzők:
- Nem detektálja a szoftver hibákat, ha a hardver jól működik
- A meghibásodási intenzitás növekszik az elemek számával
Hiba esetén:
- példa három elem esetén
- A TMR első meghibásodásig eltelt idő várható értéke: 1/3 MTTF1
- A TMR második eszköz meghibásodásáig eltelt idő várható értéke: 1/2 MTTF1
- Az egész rendszer két hibáig működőképes vagyis
- (1/3 + 1/2) * MTTF1 = 5/6 MTTF1
- Az egy elemet tartalmazó rendszerhez viszonyítva
- MTTFTMR = MTTF1*5/6
Előnye:
- A megbízhatósági függvény első szakaszában (beégetési szakasz) rendkívül megbízható
- Ahol nincs mód javításra, rövid ideig nagy valószínűséggel működjön a rendszer
Alkalmazási terület:
- Missziós rendszerek (pl. műhold)
Javított rendszerekben a hibamentes működési idő (a felhasználó által érzékelt) nagyon hosszú lehet, ha a MTTR rövidebb, mint a MTTF
3. feladat
Hasonlítsa össze az előző két pontban ismertetett hibatűrő hardver-architektúrát az alkalmazott elemek komplexitása és a meghibásodások elleni védelem szempontjából (4 pont)
Megoldás
- WD: Alapvetően kis komplexitású, hiszen a védelem csak egy a CPU-nál kisebb komplexitású életjelet vizsgáló áramkör, amely resetel, ha nem kap jelet
- TMR: Sokkal nagyobb komplexitású, mint a WD, mivel alapból legalább három azonos CPU van benne, melyek eredményei lesznek megszavaztatva
- WD: Átmeneti hiba esetén resetel, egyéb esetben kiesés van
- TMR: Nem szükséges az összes eszköz helyes működése, attól még a rendszer működik tobább
- WD: Javított rendszer esetén is biztos kiesés
- TMR: Javított rendszer esetén tovább bírhatja kiesés nélkül
-- Bali - 2009.06.02.
B csoport
1. feladat
Ismertesse a Master-checker (MC) hibatűrő hardver-architektúra szerkezetét, működési mechanizmusát és alkalmazási területét! (3 pont)
Megoldás
Felépítés:
- Két teljesen azonos hardver elem
- Azonos input (pl. buszra fűzve)
- Akkor helyes a működés ha a két egység azonos végeredményt ad
Jellemző:
- Minden hardver hibát képes kimutatni
- A szoftver hibákat nem képes kimutatni (helyes hardver esetén is hibás az eredmény)
- A rendszer komplexitása megduplázódik
- Mind a két rendszernek helyesen kell működnie az eredő helyes működéshez
- Következmény: MTTFMC = MTTF1/2
Univerzális megoldás:
- Csak a meglévő elemeket kell megduplázni
- Teljes szinkront igényel
Alkalmazási terület:
- Ahol a hibák azonnali kimutatása fontos
- MC modul gyors cseréje megoldott
- Komplexebb hibatűrő struktúra építőeleme
2. feladat
Ismertesse a Tandem hibatűrő hardver-architektúra szerkezetét, működési mechanizmusát és alkalmazási területét! (3 pont)
Megoldás
- A korábbi redundáns szerkezetekben nem növekedett a rendszer eredő megbízhatósága
- A detektálási idő csökkenése okozta a rendszer megbízhatóságának növekedését
Tandem rendszer:
- Összetett rendszer amelyben minden elem duplikált (feldolgozó és adatbusz is)
- Minden elem önellenőrző (helyes működést detektál)
- Minden elem két független helyről kapja a bemenetet
- Minden bemeneti információ önellenőrző
- Csak "jó" bemeneteket használunk
- Csak akkor van GO kimenet ha a bemenet helyes és nincs belső működési hiba (pl. MC alapján)
- A rendszer helyes működéséhez elegendő legalább egy elem helyes működése
- N elem esetén:
- az első elem meghibásodásának várható értéke: 1/n * MTTFÖA
- a második elem meghibásodásáig n-1 db elem hibásodhat meg 1/(n-1) * MTTFÖA
- a teljes rendszer első meghibásodásáig eltelt idő várható értéke:
- MTTFTandem = (1/n + 1/(n-1) + ... + 1/2 + 1) * MTTFÖA
Előnye:
- Könnyen skálázható
- Általános redundáns elemből épül fel
- Nincs kritikus eleme (single point of failure)
- Az önellenőrzés miatt a hibás könnyen detektálható, behatárolható és cserélhető
- Javított rendszerekben a hibamentes működési idő (a felhasználó által érzékelt) nagyon hosszú lehet, ha a MTTR rövidebb mint a MTTF
Alkalmazási területe
- Kiemelkedően nagy megbízhatóságot igénylő rendszerek, pl. banki szerver
3. feladat
Hasonlítsa össze az előző két pontban ismertetett hibatűrő-architektúrát az alkalmazott elemek komplexitása és a meghibásodások elleni védelem szempontjából! (4 pont)
Megoldás
- MC: a tandemhez képest sokkal kisebb komplexitású, hiszen két azonos komplexitású elemet tartalmaz és egy szavazót csak
- Tandem: ezzel szemben minden elemet duplikáltan tartalmaz, ezek az elemek többek között olyan önellenőrző áramkörkök, mint a MC, tehát egy egyszerű tandemet is nézve, amely MC önellenőrző áramkört tartalmaz, legalább kettő MC-t kell, hogy tartalmazzon, hasonlóan két buszt is stb. vagyis sokkal nagyobb komplexitású
- MC: MTTR ugyan sokat csökken, de MTTF is csökken kicsit
- Tandem: MTTR csökken és MTTF nő
- MC: Javított rendszer esetén is van biztosan kiesés mindíg
- Tandem: Javított rendszer esetén nagyon hosszú működési idő
-- Bali - 2009.06.02.
