DSpace at VNU: Nghiên cứu các phƣơng pháp nâng cao độ tin cậy cho hệ thống tính toán qua cấu trúc hệ thống

Nghiên cứu phƣơng pháp nâng cao độ tin cậy cho hệ thống tính tốn qua cấu trúc hệ thống Nguyễn Anh Khiêm Trƣờng Đại học Công nghệ Luận văn Thạc sĩ ngành: Kỹ thuật phần mềm; Mã số: 60 48 01 03 Ngƣời hƣớng dẫn: TS Lê Quang Minh Năm bảo vệ: 2014 Keywords Công nghệ thông tin; Kỹ thuật phần mềm; Hệ thống tính tốn Content Lý chọn đề tài Cuộc cách mạng bùng nổ khoa học kỹ thuật lĩnh vực cơng nghệ bắt đầu tạo hệ thống tính tốn - hệ thống siêu phức tạp hỗ trợ ngƣời hầu hết lĩnh vực đời sống: khoa học máy tính, giao thơng vận tải, lƣợng ngành khác xã hội, Các hệ thống tính tốn thay hỗ trợ ngƣời kỷ ngun cơng nghệ, tạo hệ thống siêu phức tạp lĩnh vực kinh tế Hệ thống tính tốn khơng đơn hệ thống đơn giản mà hệ thống đƣợc đặc trƣng số lƣợng lớn yếu tố thành phần, có cấu trúc phức tạp với chƣơng trình tính tốn, điều khiển hoạt động Đây hệ thống có tính ứng dụng cao, tham gia vào tất lĩnh vực đời sống, toàn sở hạ tầng xã hội đại Tuy nhiên, hệ thống tham gia tất lĩnh vực xã hội nên sản xuất xã hội phải đối mặt với nguy hệ thống, thiết bị không sẵn sàng để hoạt động cách xác, với việc thao tác sai sai lầm khơng đáng có q trình thiết kế chế tạo thiết bị, làm cho cấu trúc hệ thống bị phá vỡ, chức hệ thống hoạt động khơng xác Các hệ thống kỹ thuật đại, phức tạp không đảm bảo đƣợc độ tin cậy hệ thống coi nhƣ không tồn Từ nguy đối mặt với hệ thống không hoạt động, thiết bị cho kết khơng xác,… thấy đƣợc nguy tiềm tàng xảy hệ thống Vì vậy, việc cần phát triển nhanh chóng phƣơng pháp đánh giá độ tin cậy hệ thống tất giai đoạn thiết kế, thử nghiệm, sản xuất, hoạt động điều quan trọng cần thiết Độ tin cậy khả hoạt động an toàn hệ thống phụ thuộc vào cấu trúc (cấu trúc logic) độ tin cậy thành phần cấu thành nên hệ thống Đối với hệ thống phức tạp, có hai cách để tăng độ tin cậy: tăng độ tin cậy yếu tố thành phần thay đổi chƣơng trình Phƣơng pháp nâng cao độ tin cậy yếu tố thành phần phƣơng pháp đơn giản để tăng độ tin cậy hệ thống Từ số đánh giá độ tin cậy hệ thống xây dựng phƣơng pháp dự phòng nhằm nâng cao độ tin cậy cho hệ thống Xuất phát từ nhu cầu thực tế cần xây dựng biện pháp nâng cao độ tin cậy cho phần tử, hệ thống cấu trúc vấn đề Việt Nam nên tơi nghiên cứu đề xuất đề tài: “Nghiên cứu phương pháp nâng cao độ tin cậy cho hệ thống tính tốn qua cấu trúc hệ thống” Thông qua luận văn tác giả muốn sâu nghiên cứu, tìm hiểu hệ thống lại phƣơng pháp đánh giá độ tin cậy cho phần tử, từ nghiên cứu đề xuất phƣơng pháp dự phòng nâng cao độ tin cậy cho hệ thống qua cấu trúc hệ thống Mục đích nghiên cứu Luận văn nghiên cứu phƣơng pháp đánh giá độ tin cậy hệ thống, dựa số nghiên cứu phƣơng pháp dự phòng nâng cao độ tin cậy cho hệ thống, đề xuất cải tiến thêm phƣơng pháp dự phòng tích cực chứng minh phƣơng pháp đề xuất cho hiệu cao so với phƣơng pháp truyền thống Giả thuyết khoa học Nếu đánh giá đắn độ tin cậy hệ thống làm sở để xây dựng phƣơng pháp nâng cao độ tin cậy hệ thống cấu trúc đƣa giải pháp xây dựng phƣơng án dự phòng cho hệ thống cấu trúc phức tạp hơn, làm tảng đáng tin cậy cho nhà sản xuất,… cho đời hệ thống, sản phẩm có chất lƣợng, suất hiệu cao kinh tế xã hội Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu khái niệm bản, số phần tử, hệ thống phƣơng pháp tính độ tin cậy hệ thống - Nghiên cứu đƣa phƣơng pháp dự phòng nâng cao độ tin cậy hệ thống cấu trúc - Áp dụng phƣơng pháp dự phòng cho hệ thống cấu trúc mơ hình hệ thống máy tính phân cấp cụ thể - Đƣa biểu đồ so sánh hiệu phƣơng pháp dự phòng đề xuất phƣơng pháp dự phòng dựa phƣơng pháp dự phòng truyền thống cho kết so sánh Phương pháp nghiên cứu Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu: - Phƣơng pháp phân tích, tổng hợp lý luận: nghiên cứu, tìm hiểu, phân tích tài liệu có liên quan đến đánh giá độ tin cậy, phƣơng pháp dự phòng nâng cao độ tin cậy hệ thống - Phƣơng pháp sử dụng toán học: Sử dụng phƣơng pháp tính tốn xác suất thống kê, xử lý kết xây dựng đồ thị trực quan so sánh kết Đóng góp luận văn - Luận văn nghiên cứu, tổng hợp lại sở lý luận đánh giá độ tin cậy hệ thống - Nghiên cứu phƣơng pháp dự phòng nâng cao độ tin cậy cho hệ thống cấu trúc - Đƣa kết đánh giá, so sánh phƣơng pháp dự phòng mơ hình hệ thống máy tính phân cấp làm tảng đánh giá hệ thống cấu trúc phức tạp Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu kết luận, luận văn gồm có chƣơng: CHƢƠNG I CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trong chƣơng tác giả nghiên cứu tài liệu, hệ thống lại trình bày vấn đề: khái niệm phần tử, hệ thống cấu trúc, số xác suất làm việc an toan hệ thống Nêu lên phƣơng pháp tính độ tin cậy hệ thống phƣơng pháp đánh giá độ tin cậy hệ thống cấu trúc CHƢƠNG 2: NHỮNG PHƢƠNG PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG Dựa phƣơng pháp tính độ tin cậy hệ thống luận văn nghiên cứu đƣa phƣơng pháp nâng cao độ tin cậy cho hệ thống cấu trúc: hệ thống cấu trúc phần tử có tải, hệ thống cấu trúc phần không tải, hệ thống cấu trúc dự phòng chủ động CHƢƠNG 3: XÂY DỰNG PHƢƠNG PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CHO HỆ THỐNG MÁY CHỦ DỰ PHỊNG Từ lý thuyết nghiên cứu trình bày chƣơng chƣơng luận văn áp dụng thực nghiệm lý thuyết vào mơ hình máy tính phân cấp (Hierarchical Computing Systems) Dựa kết thực nghiệm hệ thống có sử dụng phƣơng pháp dự phòng mang lại hiệu kinh tế cho hệ thống đồng thời cho thấy hệ thống sử dụng phƣơng pháp dự phòng tích cực có nhiều ƣu điểm sơ với phƣơng pháp dự phòng truyền thống References Tiếng Việt [1] Đỗ Đức Giáo (2008), Toán rời rạc, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội, tr.492-495, 496-498 [2] Trần Diên Hiển, Vũ Viết Yên (2005), Nhập môn lý thuyết xác suất thống kê toán, Nhà xuất Đại học Sƣ phạm, Hà Nội, tr16, 31 [3] PGS.TS Phan Văn Khôi (2001), Cơ sở đánh giá độ tin cậy, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, tr169-174, tr188-195 [4] Trần Đình Long, Trần Việt Anh (2007) ,”Sử dụng phương pháp cố phân tích đánh giá độ tin cậy hệ thống điều khiển bảo vệ hệ thống điện”, tạp chí Khoa học Cơng nghệ, tập 45 số 2, tr19-21 [5] TS Lê Quang Minh, ThS Phan Đăng Khoa, Vũ Thị Thủy Đảm (06/2011), “Bảo độ tin cậy hệ thống phương pháp dự phòng truyền thống ngắt luân phiên”, báo tham dự FAIR, tr2-5 [6] TS Nguyễn Duy Việt (4/2011), “Tính độ tin cậy hệ thống khơng phục hồi”, tạp chí Khoa học Giao thơng Vận tải, tr2-4 [7] TS Nguyễn Duy Việt (8/2009), “Độ tin cậy hệ thống điều khiển tín hiệu”, Tạp chí Giao thơng vận tải, tr5-7 Tiếng Anh [8] Carlo Kopp (1996), System Reliability and metrics of Reliability, Peter Harding & Associates Pty Ltd, pp.5-7, 8,9 [9] Dana Crowe, Alec Feiberg, Design for Reliability, CRC Press, 2001 [10] Gary Marshall , David Chapman (2002), Resilience, Reliability and Redundancy, WSP Communications Ltd and Copper Development Association- United Kingdom, pp 3548 [11] Irene Eusgeld, Falk Fraikin, Matthias Rohr, Felix Salfner, Ute Wappler, (2008), Software Reliability, pp 106-107, 110-111 [12] Malte Lenz & Johan, (2011), Reliability calculations for complex systems, pp 34-36 [13] Mahesh Pandey, Mikko Jyrkama (2008), System Reliability Analysis, University of Waterloo, pp.2-5, 23 [14] MIL-STD-756B, Military Standard, (Nov, 1981), Reliability Modeling and Prediction, Department of Defense Washington DC, pp 102-6 [15] Thoft-Christensen, (March 1984), Reliability of Structural Systems, University of Aalborg, Denmark, pp 214-216 [16] Ramakumar.R, (2000), Reliability Engineering, CRC Press LLC, pp 4-9 [17] Roy Billiton, Ronald N.Allan, (2002), Reliability Evaluation of Engineering Systems, University of Manchester Institure of Sclence Technology, United Kingdom, pp 82-87, 90-94 Tiếng Nga [18] Александр Майер, Разработка методов повышения надежности процесса эксплуатации вычислительных систем, 2008 - 31c, (Xây dựng phƣơng pháp nâng cao độ tin cậy q trình vận hành hệ thống máy tính) [19] Шубин, Р.А, Надёжность технических систем и техногенный риск, 2012 1518c, (Độ tin cậy hệ thống kỹ thuật nguy công nghệ) [20].Le Quang Minh (2007), “Анализ методов обеспечения отказоустойчивости и живучести вычислительных систем”, Естественные науки и технологии- №5 (Phân tích phƣơng pháp bảo đảm độ tin cậy độ hoạt động hệ thống tính tốn, Tạp chí “Khoa học tự nhiên cơng nghệ”, số – 2007) [21].Le Quang Minh (2007), “Анализ эффективности применения методов повышения отказоустойчивости ИВС реального времени”, Микроэлектроники и информатики, Тез докл Всероссийской конференции (Phân tích hiệu việc ứng dụng phƣơng pháp nâng cao độ tin cậy cho hệ thống thời gian thực có cấu trúc dạng Hội thảo khoa học toàn LB Nga, Mátxcơva)  ... tin cậy hệ thống cấu trúc CHƢƠNG 2: NHỮNG PHƢƠNG PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG Dựa phƣơng pháp tính độ tin cậy hệ thống luận văn nghiên cứu đƣa phƣơng pháp nâng cao độ tin cậy cho hệ thống. .. từ nghiên cứu đề xuất phƣơng pháp dự phòng nâng cao độ tin cậy cho hệ thống qua cấu trúc hệ thống Mục đích nghiên cứu Luận văn nghiên cứu phƣơng pháp đánh giá độ tin cậy hệ thống, dựa số nghiên. .. Nghiên cứu phương pháp nâng cao độ tin cậy cho hệ thống tính tốn qua cấu trúc hệ thống Thông qua luận văn tác giả muốn sâu nghiên cứu, tìm hiểu hệ thống lại phƣơng pháp đánh giá độ tin cậy cho