Record Details

Organization features of functional diagnosis of a control computerwith improved survivability

Dependability

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title Organization features of functional diagnosis of a control computerwith improved survivability
Особенности организации процесса функционального диагностирования управляющего компьютера повышенной живучести
 
Creator V. Zarubsky G.; Perm Institute of FSIN of Russia, Perm
В. Зарубский Г.; Пермский институт Федеральной службы исполнения наказания России
 
Subject control computer; survivability; structural stability; functional redundancy; functional diagnosis; accuracy of control; risks of categories I and II
управляющий компьютер; живучесть; структурная устойчивость; функциональная избыточность; функциональное диагностирование; достоверность контроля; риски I и II рода
 
Description Purpose. Today, the reliability of protection of mission critical objects and objects of increased risk is achieved by applying integrated safety systems, with the integration of subsystems based on control computers. Improvement of survivability of special purpose computers is a critical task that could be solved using the computers with the property of structural stability. Practical realization of such computer is connected with the task of its functional diagnosis and further functional adjustment. This article describes the process of functional diagnosis of structurally stable control computer as a functional system that is fundamentally different from the traditional control of a personal computer made by the known self-checking programs. Methods. To solve the task of functional diagnosis the article offers a mathematical model of test check that may become the basis of functional diagnosis of a control computer. Besides, based on the proposed mathematical model, possible outcomes of the test are analyzed. Results. Analysis of the proposed mathematical model defined the variants of how to minimize the risks of categories I and II, i.e. how to transfer faulty functions to a set of fault-free functions (customer's risk) and to transfer fault-free functions to a set of faulty ones (producer's risk), that is achieved by using a diagnosis practice of “promotion" that is standard for computers. The point is to find an operable “core" - a set of basic functions that help to diagnose the remaining functions of the computer's system of commands. I.e. the “core" with any detected defect is not allowed for further functioning, and a fault-free “core" can serve as rather reliable mean of control. When using this practice, the norm of a single test does not guarantee there is no risk of category I, that explains the common practice of check of each function of the command system by a sufficient sequence of test checks, and the risk of category II does not grow. Conclusion. The proposed model of a functional diagnosis test check made it possible to form the strategy to construct this process for a structurally stable control computer, namely to implement several particular tasks such as: to separate as a specific the task of identification of an operable “core" as a probable cause of risk of category I, that serves as a source of risk of category II; to perform sequential diagnosis of the remaining part of functions as in computing environment with a developed property of slow degradation of functions; to optimize an extending sequence of test checks for each function reducing the risk of category I, irretrievably leading to the growth of time control that is deficit for a pre-staged self-checking; that is also aimed at the adjustment to the current f-state; to proceed with testing in case of negative results using another software implementation to reduce risk of category II; to develop special procedure to substantiate the duration of testing of each function of control computers.
ЦЕЛЬ. Надежность охраны объектов особой важности и повышенной опасности на сегодняшний день достигается применением интегрированных систем безопасности с интеграцией подсистем на базе управляющих компьютеров. Повышение живучести специализированных компьютеров является актуальной задачей, решение которой может лежать в использовании компьютеров, обладающих свойством структурной устойчивости. Практическая реализация такого компьютера связана с решением задачи его функционального диагностирования и последующей функциональной адаптацией. В статье предлагается к рассмотрению решение задачи функционального диагностирования структурно-устойчивого управляющего компьютера как функциональной системы, принципиально отличающейся от традиционного процесса контроля персонального компьютера, осуществляемого известными программами самопроверки. МЕТОДЫ. Для решения задачи функционального диагностирования предложена математическая модель тестового контроля, который может стать основой функционального диагностирования управляющего компьютера. Кроме этого, на основании предложенной математической модели осуществлен анализ возможных исходов тестового контроля. РЕЗУЛЬТАТЫ. В результате анализа предложенной математической модели определены варианты сведения к минимуму рисков I и II рода, то есть причисления неисправных функций к множеству исправных (риск потребителя) и причисления исправных функций к множеству неисправных (риск поставщика), что достигается путем использования общепринятой для электронных вычислительных машин методики диагностирования по принципу «раскрутка». Суть методики заключается в поиске работоспособного «ядра» - набора базовых функций позволяющих в дальнейшем осуществлять диагностирование оставшихся функций системы команд компьютера. Таким образом «ядро» с любым обнаруженным дефектом к дальнейшему функционированию не допускается, а исправное может служить достаточно надежным средством контроля. При использовании данной методики получение нормы одиночного теста не гарантирует отсутствие риска I рода, что объясняет сложившуюся практику проверки каждой функции системы команд достаточной последовательностью проверочных тестов, при этом риск II рода не возрастает. ВЫВОДЫ. Представленная в статье модель проверочного теста функционального диагностирования позволила сформулировать стратегию построения данного процесса для структурно-устойчивого управляющего компьютера, которая заключается в реализации ряда частных задач таких как: выделение в особый ряд задачи идентификации работоспособного «ядра», как возможной причины зарождения риска I рода, служащей источником возникновения риска II рода; поочередне диагностироване остальной части функций, как в вычислительной среде с развитым свойством постепенной деградации функций; оптимизация расширяющейся последовательности проверочных тестов для каждой уменьшающей риск I рода функции, необратимо приводящая к возрастанию временных границ контроля дефицитных для предэтапной самопроверки; продолжение тестирования при отрицательных результатах, но другой программной реализацией для снижения риска II рода; разработка специальной методики для обоснования продолжительности тестирования каждой функции управляющих компьютеров.
 
Publisher LLC Journal Dependability
 
Contributor —
—
 
Date 2016-11-02
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
—
 
Format application/pdf
application/pdf
 
Identifier http://www.dependability.ru/jour/article/view/163
10.21683/1729-2640-2016-16-3-35-38
 
Source Dependability; № 3 (2016); 35-38
Надежность; № 3 (2016); 35-38
1729-2646
 
Language rus
eng
 
Relation http://www.dependability.ru/jour/article/view/163/322
http://www.dependability.ru/jour/article/view/163/323
Зарубский В.Г. Вопросы разработки перспективных интегрированных систем охраны, отвечающих требо- ваниям повышенной живучести, на базе структурно-устойчивых управляющих компьютеров. Вестник Пермского института ФСИН России. Выпуск 1 (5)/2012. С 4-9.
Зарубский В.Г., Рыбаков А.П. Математическая модель процесса адаптации управляющего компьютера интегрированной системы к текущему функциональному состоянию. Вестник Воронежского института МВД России. Выпуск 1/2012. С. 170-178.
Харитонов В.А. Основы теории живучести функционально-избыточных систем. С.-Пб.: СПИИРАН, 1993. - 60 с.
Тюрин С.Ф. Синтез адаптируемой к отказам цифровой аппаратуры с резервированием базисных функций/ Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. Выпуск №1/ 1999. С 36-39
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).