Влияние избыточности на повышение надежности программ

Так как в программах нет необходимости “ремонта” компонент с участием человека, то можно добиваться высокой автоматизации программного восстановления. Главной задачей становится восстановление за время, не превышающее порогового значения между сбоем и отказом. Автоматизируя процесс и сокращая время восстановления, можно преобразовать отказы в сбои и тем самым улучшить показатели надежности функционирования системы.

Комплексы программ в процессе функционирования находятся под воздействием шумов-возмущений различных типов. Для снижения их влияния на результаты следует применять фильтры, позволяющие обнаруживать искажения, устранять или уменьшать их вредные последствия. Разнообразие видов искажений приводит к необходимости построения систем фильтров, каждый из которых способен селектировать некоторые виды искажений.

Для реализации фильтров, обеспечивающих повышение надежности функционирования программ и защиту вычислительного процесса и информации программно-алгоритмическими методами, используется программная, информационная и временная избыточность. Основная задача ввода избыточности состоит в исключении возможности аварийных последствий от возмущений, соответствующих отказу системы. Любые аномалии при исполнении программ необходимо сводить до уровня сбоя путем быстрого восстановления.

Временная избыточность состоит в использовании некоторой части производительности ЭВМ для контроля исполнения программ и восстановления вычислительного процесса. Величина временной избыточности зависит от требований к надежности функционирования системы и находится в пределах от 5-10% производительности однопроцессорной ЭВМ до трех-четырех кратного дублирования производительности машины. Временная избыточность используется на обнаружение искажений, их диагностику и на реализацию операций восстановления. На это требуется в общем случае небольшой интервал времени, который выделяется либо за счет резерва, либо за счет сокращения времени решения функциональных задач.

Информационная избыточность состоит в дублировании накопленных исходных и промежуточных данных, обрабатываемых комплексом программ. Избыточность используется для сохранения достоверности данных, которые в наибольшей степени влияют на нормальное функционирование программ или требуют значительного времени восстановления. Для менее важных данных информационная избыточность используется в виде помехозащитных кодов, позволяющих только обнаружить искажение.

Программная избыточность используется для контроля и обеспечения достоверности наиболее важных решений по управлению и обработке информации. Она заключается в применении нескольких вариантов программ, различающихся методами решения задачи или программной реализацией одного и того же метода. Программная избыточность необходима также для реализации программ контроля и восстановления данных с использованием информационной избыточности и для функционирования всех средств защит, использующих временную избыточность.