ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 4/2005

В.А. Ведешенков

Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова, г. Москва

Предложен способ самодиагностирования (СД) компонентов неоднородных цифровых систем, содержащих одинаковое число устройств двух типов (процессоров, памяти). Для осуществления контроля и СД связанные разнотипные устройства объединяются в подсистемы: проверяющие и проверяемые. Допускаются устойчивые кратные отказы ограниченного числа компонентов. Разработана организация СД рассматриваемых неоднородных цифровых систем, основанная на постепенном расширении множества исправных модулей. Дан пример реализации СД компонентов в 14-модульной системе.

Любой метод системного диагностирования технического состояния компонентов в цифровых системах (многопроцессорных и многомашинных вычислительных системах (ММВС)) основан на том, что вводится ограничение на максимальное число произвольно расположенных отказавших компонентов, которое позволяет оставшимся исправным модулям получить информацию, достаточную для правильного диагностирования состояния компонентов. Для описания результатов тестирования модулей в данной работе используется модель Барси – Грандони – Маестрини (БГМ) [1], которая предполагает, что модули, на которые разбивается исходная ММВС, однородные и обладают функциональными возможностями, достаточными для реализации диагностических алгоритмов, составными частями которых являются процедуры проверки компонентов системы и сбора результатов этих проверок.

Напомним, что в однородных системах при выполнении процессов контроля и СД проверяющий модуль подает на входы проверяемого модуля последовательность проверок (тест), получает ответные реакции проверяемого модуля на этот тест, сравнивает их с эталонными, а результат сравнения оценивает в двоичной форме: 0 – результаты правильные, 1 – неправильные. В модели БГМ предполагается, что оценка результатов теста всегда достоверна, если исправен проверяющий модуль; эта оценка равна 1, если неисправны оба модуля, и недостоверна (0 или 1) в том случае, когда неисправен проверяющий модуль, а проверяемый исправен. Поэтому нулевая оценка, выдаваемая проверяющим модулем, с большой вероятностью подтверждает исправность проверенного им модуля. Такая предпосылка модели БГМ существенно упрощает процедуру диагностирования, так как для идентификации исправных модулей достаточно 0-путей единичной длины (в терминологии работы [3]).

В рассмотренном примере организация контроля и СД отказавших компонентов в неоднородной 14-модульной системе осуществляется с точностью до подсистемы, включающей в себя процессор, память и линию связи между ними, или линии, связывающей разные подсистемы. Требование такой точности целесообразно при диагностировании отказоустойчивых систем с реконфигурацией, в которых отказавшая подсистема автоматически заменяется исправной резервной [2, 5]. Автором был рассмотрен и другой пример организации контроля и СД отказавших компонентов в той же системе с точностью до отдельного компонента (процессора, памяти, линии связи). Для получения такой точности необходимо, чтобы проверяемые подсистемы различались номерами входящих в них устройств памяти или процессоров. Но увеличение числа различных проверяемых подсистем требует пропорционального увеличения числа необходимых проверок. В результате, снижение требуемой точности диагностирования (в приведенном примере) позволило в 3 раза уменьшить число необходимых проверок и существенно сократить трудоемкость последующих процедур. Хотя в приведенном примере показано правильное диагностирование отказов двух компонентов, но можно подобрать такие сочетания двух неисправных компонентов, диагноз которых даст неправильный результат. Причина в структуре таблицы состава, в которой каждая проверяющая подсистема тестирует по две проверяемых подсистемы, поэтому выбранные системы проверок обеспечивают достоверное диагностирование только одиночных компонентов.