Khi xây dựng một hệ thống điều khiển tập trung, thông tin liên lạc và thu thập thông tin phân phối lớn theo mô hình hệ thống máy tính phân cấp (HCS_ Hierarchical Computing Systems). Hệ thống này đƣợc sử dụng rộng rãi nhờ sự kiểm soát các thành phần theo quy mô và nhu cầu thực tế lớn nhƣ kiến trúc mạng của các nhà cung cấp dịch vụ Internet (Internet Service Provider-ISP) hay phạm vi nhỏ hơn nhƣ các doanh nghiệp [21].
Trong chƣơng hai tác giả đã xem xét và đƣa ra cấu trúc dự phòng tĩnh, cấu trúc dự phòng chủ động đối với các phần tử không phục hồi, đồng thời phân tích từ thất bại và tổng hợp thời gian thực chịu lỗi trên cơ sở bảo vệ chủ động (AP_ Active Protection). Trên cơ sở lý thuyết [21], ý tƣởng và phƣơng pháp tính toán modul bảo vệ hoạt động, AP đƣợc thiết kế để đạt mức mong muốn của hệ thống máy tính phân cấp về khả năng chịu lỗi theo một khoảng thời gian dự trữ không đáng kể và hạn chế hiệu quả các phát hiện lỗi. AP cũng đƣợc thiết kế để giải
quyết vấn đề cung cấp một mức độ nhất định thích ứng sự cố của các thành phần và chƣơng trình mà không có sự gia tăng đáng kể trong các thiết bị kiểm soát và chẩn đoán. Do đó, việc đánh giá hiệu quả của ứng dụng của phƣơng pháp bảo vệ chủ động chống lại các từ chối trong hệ thống máy tính phân cấp là rất thực tế.
Trong nội dụng chƣơng ba luận văn sẽ áp dụng các phƣơng pháp dự phòng này vào một cấu hình hệ thống cụ thể, từ đó đƣa ra các cấu trúc dự phòng tích cực nhƣ sự kết hợp từ hai cấu trúc dự phòng trên nhằm tăng độ tin cậy cho hệ thống so với việc sử dụng cấu trúc dự phòng tĩnh.Cấu trúc dự phòng chủ động (AP) đƣợc thiết kế để hệ thống hoạt động đạt đƣợc mức chịu lỗi với điều kiện là số lƣợng thiết bị dự phòng không đƣợc vƣợt quá số lƣợng các thiết bị chính. Do đó, với cấu trúc này nó sẽ đảm bảo hệ thống thích ứng với các sự cố mà không làm gia tăng đáng kể chi phí thiết bị kiểm soát và chuẩn đoán.
Bài toán thực nghiệm đặt ra trong luận văn: trên thực tế các hệ thống máy tính phân cấp (Hierarchical Computing
Systems) thƣờng có cấu trúc rất phức tạp tuy nhiên trong khuân khổ thực nghiệm của luận văn tác giả sẽ xét một hệ thống máy tính phân cấp không an toànvới ba lớp ban đầu với một cấu trúc 1-2-2, tức là HCS ở cấp độ đầu tiên có 1 bộ vi xử lý kiểm soát, cấp độ thứ hai có 2 bộ
vi xử lý điều khiển, cấp độ thứ ba có 4 bộ vi xử lý dữ liệu [21].
Trong mô hình HCS, ở mỗi cấp độ đều có các bộ xử lý hoạt động song song tức là chúng đều có nhiệm vụ xử lý dữ liệuvà trả kết quả xử lý lên các tầng trên. Ở tầng thứ ba trong mô hình có 4 bộ vi xử lý thì nhiệm vụ và vai trò của các bộ vi xử lý đềukhác nhau, nhiệm vụ và vai trò của bộ vi xử lý này không thể hoạt độngthay thế cho nhiệm vụ bộ vi xử lý kia. Tƣơng tự nhƣ vậy, các bộ vi xử lý ở tầng thứ hai cũng hoạt động song song và chúng đều có vai trò khác nhau vì vậy nếu một bộ vi xử lý trong hệ thống bị lỗi thì sẽ dẫn đến hệ thống bị lỗi.
Hình 3. 1 Mô hình hệ thống máy tính phân cấp
Để thuận lợi cho việc quan sát mô hình máy tính phân cấp, chúng tôi sẽ giả định coi tại mỗi vị trí bộ vi xử lý dự phòng coi là một node trên mô hình thực nghiệm. Giả thiết bài toán thực nghiệm chúng tôi có mô hình HCS nhƣ trên hình 3.1.
Chúng tôi xem xét ba phƣơng pháp lựa chọn để cải thiện độ tin cậy của hệ thống không phục hồi trong khi duy trì hiệu quả hoạt động của nó:
1) Sử dụng phần tử cấu thành làm dự phòng truyền thống.
2) Sử dụng phần tử cấu thành làm chi nhánh trong cấu trúc phân cấp làm dự phòng chủ động
3) Kết hợp cả hai phƣơng pháp trên làm dự phòng tích cực