Giá trị của xác suất hoạt động không có sự thất bại của hệ thống đƣợc đƣa ra trong bảng với cấu hình số 1-23. Khi tính toán xác suất P[i] (i = 1 .. 23) đã đƣợc sử dụng các đầu vào sau: thời gian hoạt động phân phối xác suất của mỗi bộ vi xử lý trong hệ thống tƣơng ứng với theo cấp số nhân P(t) = exp(-λt); tỷ lệ thất bại λ = 7*10-7 h-1 [2]; α1АP =0,8; α2АP =1-(1- α1АP)2=0,96; α3АP =1-(1- α1АP)3= 0,992; α1=0,8; thời gian hoạt động hệ thống - 61.320 giờ (7 năm).
Cấu hình 1 năm 2 năm 3 năm 4 năm 5 năm 6 năm 7 năm
Số 1 0.9521 0.9065 0.8631 0.8218 0.7825 0.7450 0.7094 Số 2 0.9556 0.9132 0.8726 0.8338 0.7967 0.7612 0.7272 Số 3 0.9591 0.9199 0.8821 0.8459 0.8111 0.7777 0.7456 Số 4 0.9626 0.9266 0.8918 0.8582 0.8258 0.7945 0.7644 Số 5 0.9662 0.9334 0.9015 0.8707 0.8407 0.8117 0.7836 Số 6 0.9697 0.9402 0.9114 0.8833 0.8560 0.8293 0.8034 Số 7 0.9733 0.9471 0.9214 0.8962 0.8715 0.8473 0.8236 Số 8 0.9768 0.9540 0.9314 0.9092 0.8873 0.8657 0.8444 Số 9 0.9804 0.9610 0.9416 0.9224 0.9034 0.8844 0.8657 Số 10 0.9649 0.9309 0.8978 0.8656 0.8345 0.8042 0.7749 Số 11 0.9732 0.9467 0.9207 0.8950 0.8697 0.8449 0.8205 Số 12 0.9769 0.9541 0.9316 0.9094 0.8876 0.8662 0.8450 Số 13 0.9795 0.9594 0.9395 0.9198 0.9005 0.8814 0.8625 Số 14 0.9805 0.9613 0.9424 0.9237 0.9054 0.8873 0.8696 Số 15 0.9764 0.9524 0.9280 0.9035 0.8788 0.8540 0.8294 Số 16 0.9901 0.9797 0.9686 0.9568 0.9444 0.9313 0.9177 Số 17 0.9757 0.9499 0.9228 0.8948 0.8661 0.8372 0.8080 Số 18 0.9804 0.9610 0.9418 0.9227 0.9037 0.8849 0.8663 Số 19 0.9841 0.9683 0.9527 0.9372 0.9218 0.9066 0.8915 Số 20 0.9793 0.9568 0.9329 0.9078 0.8818 0.8553 0.8284 Số 21 0.9877 0.9751 0.9625 0.9497 0.9368 0.9237 0.9105 Số 22 0.9800 0.9594 0.9382 0.9166 0.8947 0.8725 0.8503 Số 23 0.9938 0.9868 0.9792 0.9707 0.9615 0.9515 0.9408
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Phân tích các giá trị trong bảng cho thấy ƣu điểm của việc sử dụng AP so với dự phòng truyền thống với cùng một số bộ vi xử lý cần thiết. Với cùng một số lƣợng thiết bị dự phòng mà khi nhân bản, AP kiểm soát bao gồm hầu hết các phần của hệ thống (hoặc phát hiện lỗi nhiều khả năng), do đó làm tăng khả năng quan sát của hệ thống và cung cấp cái gọi là phòng ảo - phòng bộ vi xử lý chính với ít nhất một phần tử dự phòng nâng cao khả năng kiểm soát của hệ thống. Cấu hình số 21 với năm bộ vi xử lý dự phòng, cung cấp các khả năng thất bại của hệ thống sau 7 năm: 0,9105 là một trong những cấu hình hiệu quả.
Hình 3.7cho thấy đồ thị của xác suất khả năng hoạt động không có sự thất bại hệ thống với cấu hình số 1, số 16, số 21, số 23 theo thời gian.
Hình 3.7:Đồ thị xác suất khả năng hoạt động không có sự thất bại của hệ thống với cấu hình số 1, số 16, số 21, số 23 theo thời gian
0.7000 0.7500 0.8000 0.8500 0.9000 0.9500 1.0000
1 năm 2 năm 3 năm 4 năm 5 năm 6 năm 7 năm
Đồ thị xác suất khả năng hoạt động không có sự thất bại của hệ thống
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Xem xét các trƣờng hợp nhân bản ba, nhân bản bốn cấu hình số 21 trong hình 3.6. Cấu hình hệ thống với các ứng dụng dự phòng ba đƣợc thể hiện trong hình 3.8.
24 25
21
Hình 3.8: Cấu hình hệ thống với AP và nhân bản dự phòng 3
Biểu thị РТР - xác suất của các bộ vi xử lý ba trong trƣờng hợp dự phòng ba; 2- phát hiện xác suất thất bại trong 3 bộ vi xử lý trong trƣờng hợp dự phòng ba. Chúng tôi tin rằng sau khi phát hiện sự thất bại của một bộ xử lý trong dự phòng ba sẽ đƣợc chuyển đến trùng lặp với khả năng phát hiện chính xác của sự thất bại trong một cặp 1.
Cho các giả định và ký hiệu, tƣơng tự:
Biểu hiện cho khả năng hoạt động không có sự thất bại của hệ thống với cấu hình số 24-25 sẽ tính nhƣ sau:
Với các thông số đầu vào nhƣ trên, giá trị của xác suất hoạt động không có sự thất bại của hệ thống với cấu hình số 24-25 nhƣ sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Cấu hình 1 năm 2 năm 3 năm 4 năm 5 năm 6 năm 7 năm
Số 24 0.9894 0.9785 0.9675 0.9563 0.9450 0.9335 0.9218 Số 25 0.9928 0.9853 0.9776 0.9697 0.9616 0.9533 0.9448
Hình 3.9 cho thấy đồ thị của xác suất hoạt động không có sự thất bại hệ thống với cấu hình số 1, số 21, số 24, số 25.
Hình 3.9:Đồ thị xác suất khả năng hoạt động không có sự thất bại của hệ thống với cấu hình số 1, số 21, số 24, số 25 theo thời gian
Cấu hình số 16, số 21, số 23, số 24, số 25 cung cấp khả năng thất bại của hệ thống trong suốt bảy năm hoạt động không nhỏ hơn 0,9. Trong khi đó, khả năng thất bại của hệ thống mà không sử dụng bất kỳ phƣơng pháp để cải thiện độ tin cậy (cấu hình số 1 - hình 3.2) bằng 0,7094.
So với cấu hình ban đầu, hệ thống sau khi dự phòng(cấu hình số 16, số 21, số 23, số 24, số 25) có độ tin cậy tăng từ 28,36% - 33,18%.
0.7000 0.7500 0.8000 0.8500 0.9000 0.9500 1.0000
1 năm 2 năm 3 năm 4 năm 5 năm 6 năm 7 năm
Đồ thị xác suất khả năng hoạt động không có sự thất bại của hệ thống
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
KẾT LUẬN
Sau thời gian tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu và hoàn thành luận văn bằng phƣơng pháp phân tích và tổng hợp các tài liệu, luận văn đã đƣa ra các cơ sở lý thuyết chung về độ tin cậy, một số phƣơng pháp dự phòng nâng cao độ tin cậy của hệ thống và ứng dụng.
Luận văn đã thực hiện đƣợc tất cả các nội dung và đạt đƣợc các mục tiêu đề ra nhƣ trong bản đề cƣơng đã đƣợc duyệt. Các kết quả đạt đƣợc bao gồm:
- Tìm hiểu, nghiên cứu về lý thuyết độ tin cậy: các khái niệm, vai trò của độ tin cậy và các bƣớc tính toán độ tin cậy của hệ thống;
- Tìm hiểu, nghiên cứu các phƣơng pháp dự phòng nhằm tăng độ tin cậy cho hệ thống: các phƣơng pháp dự phòng truyền thống (nóng, lạnh, chập ba), phƣơng pháp dự phòng bảo vệ tích cực và đƣa ra quy trình đảm bảo độ tin cậy của hệ thống bằng phƣơng pháp dự phòng;
- Thử nghiệm các phƣơng pháp dự phòng nâng cao độ tin cậy của hệ thống máy tính ngân hàng:
+ Lần lƣợt áp dụng các phƣơng pháp dự phòng truyền thống, tích cực vào mô hình máy tính phân cấp không an toàn và đƣa ra đƣợc các kết quả so sánh các phƣơng pháp dự phòng với nhau.
+ Xây dựng đƣợc chƣơng trình thử nghiệm tính toán độ tin cậy của hệ thống có dự phòng.
+ Từ kết quả về độ tin cậy của hệ thống, đƣa ra phƣơng pháp cải tiến là sử dụng kết hợp cả phƣơng pháp dự phòng truyền thống với dự phòng bảo vệ tích cực và đã đạt đƣợc kết quả tốt.
Mặc dù em đã có nhiều nỗ lực trong nghiên cứu và thực hiện đề tài, nhƣng vì thời gian và trình độ có hạn, chắc chắn rằng luận văn không tránh khỏi nhiều thiếu sót. Em hy vọng rằng việc áp dụng các phƣơng pháp dự phòng nhằm nâng cao độ tin cậy của hệ thống tính toán sẽ là đề tài tiếp tục nhận đƣợc nhiều sự quan tâm nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ trong thời gian tới./.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
DANH MỤCCÔNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN
[1]. Lê Quang Minh, Triệu Xuân Hòa, Trần Thanh Thƣơng (09/2014), “Phát triển các phương pháp dự phòng nâng cao độ tin cậy của hệ thống”, Tạp chí KH&CN Đại học Thái Nguyên, tập 122, số 08/2014, tr 59-66.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
[1]. Đỗ Đức Giáo (2008), Toán rời rạc, Nhà xuất bản 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 và thống kê toán, Nhà xuất bản Đại học Sƣ phạm, Hà Nội, tr16, 31.
[3]. Phạm Thị Thanh Hồng, Phạm Minh Tuấn (2006), Hệ thống thông tin quản lý, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật Hà Nội, tr.23, 24.
[4]. Phan Văn Khôi (2001), Cơ sở đánh giá độ tin cậy, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, tr9, tr13, tr33-37, tr180-185, tr188-196
[5]. Lê Quang Minh, Lê Khánh Dƣơng, Phạm Anh Khiêm (06/2014), “Đảm
bảo độ tin cậy của hệ thống bằng các phương pháp dự phòng truyền thống và dự phòng bảo vệ tích cực”, báo cáo tham dự Hội nghị Nghiên cứu cơ bản và ứng dụng công nghệ thông tin (FAIR) 2014.
[6]. Nguyễn Duy Việt (4/2011), “Tính độ tin cậy của hệ thống không phục hồi”, tạp chí Khoa học Giao thông Vận tải, tr2-4.
[7]. Lê Thị Hải Yến (2012), Các phương pháp đánh giá độ tin cậy của hệ thống tính toán qua cấu trúc hệ thống, Luận văn Thạc sĩ Công nghệ phần mềm, Trƣờng Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội.
Tiếng Anh
[8]. Carlo Kopp (1996), System Reliability and metrics of Reliability, Peter Harding & Associates Pty Ltd, pp.5-7, 8,9.
[9]. Mahesh Pandey, Mikko Jyrkama (2008), System Reliability
Analysis,University of Waterloo, pp.2-5, 23.
Tiếng Nga
[10]. LeQuangMinh (2007), “Анализ методов обеспечения
отказоустойчивости и живучести вычислительных систем”, Естественные науки и технологии- №5. (Phântíchcácphƣơngphápbảo
đảm độtincậyvà độhoạt độngcủahệthốngtínhtoán, Tạpchí
“Khoahọctựnhiênvà côngnghệ”, số 5 – 2007).
[11]. LeQuangMinh (2007),“Анализ эффективности применения методов
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Микроэлектроники и информатики, Тез. докл. Всероссийской конференции. (Phântíchhiệuquảcủaviệcứngdụngcácphƣơngphápnângcao độtincậychohệthốngthờigianthựccó cấutrúcdạngcây. Hội thảo khoa học toàn LB Nga, Mátxcơva).
[12]. Le Quang Minh, Романовский А.С., к.т.н., доц, (2007) “ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ АКТИВНОЙ
ЗАЩИТЫ ОТ ОТКАЗОВ В ИЕРАРХИЧЕСКИХ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ” (Đánh giá hiệu quả các phƣơng pháp dự phòng bảo vệ hệ thống máy tính phân cấp).