Средства функционального диагностирования в составе ЭВМ.

Назначением функционального диагностирования является обеспечение достоверности обрабатываемой информации в ЭВМ, в которой возникают искажения вследствие отказов и сбоев (причем последние возникают на 1-2 порядка чаще, чем отказы). Функциональное диагностирование служит также для уменьшение потерь за счет предотвращения распространения ошибки в вычислительном процессе, так как в противном случае существенно удлиняются процедуры проверки правильности программ, определения и устранения искажения в программах, исходных данных и промежуточных результатах. Для этого используют аппаратные средства обнаружения ошибки в выполняемых машиной преобразованиях информации возможно ближе к моменту ее возникновения

Наличие таких средств освобождает пользователя от забот о контроле правильности выполняемых операций, что важно для работы ЭВМ в системах реального времени для управления. Иначе пользователь должен привлекать специальные программные средства — двойной счет, логические методы контроля и др., что затрудняет процесс программирования.

Аппаратные средства диагностирования взаимодействуют с основным вычислительным процессом следующим образом. При обнаружении ошибки в некотором устройстве выдается сигнал на специальный регистр ошибок. Содержание регистра анализируется и делается попытка повторить вычисления, при повторном возникновении ошибки уже после некоторой задержки она считается отказом и следует прибегнуть к тестовым средствам.

Для восстановления вычислительного процесса после сбоев используются программные и аппаратно-программные средства восстановления. Они выполняют следующие функции: сохранения информации об операции, выполняющейся в ЭВМ в момент сбоя; устранения последствий сбоя для того, чтобы в дальнейшем они не вызывали новых ошибок; восстановления состояний определенных индикаторов, имевшихся до сбоя; организации повторений попытки выполнения операции или участка операции над специально сохраняемыми для этой цели данными.

ЭВМ выполняет следующие классы операций: передачи и хранения информации, логические, арифметические и управляющие, которые реализуются соответствующими устройствами.

Организации функционального диагностирования присущи свои требования. Одним из них является требование непрерывности контроля, позволяющее избежать необнаруживаемых ошибок при передаче информации от одного узла к другому. Важное значение имеет своевременность обнаружения ошибки и полнота охвата контролем.

На практике применяют централизованный, распределенный и смешанный принципы размещения контрольного оборудования в ЭВМ. Организация системы функционального диагностирования заключается в разделении структуры ЭВМ на проверяемые части и выборе для них наиболее рационального сочетания средств проверки.

Реализация распределенного принципа размещения контрольного оборудования показана на рис. 20, где Бj — проверяемые блоки; ГТj — генератор эталонных реакций; ИСj — измерительные схемы (кодирующие устройства); БПj - блок сравнения и принятия решения.

Использование аппаратных средств контроля в составе ЭВМ приводит к необходимости проверки правильности работа самих схем контроля. Для этой цели строят специальные самопроверяемые схемы контроля либо используют тестовое диагностирование.

Основными характеристиками системы аппаратного диагностирования являются: доля оборудования машины, охваченного контролем; вероятность обнаружения ошибок в функционировании; степень детализации, с которой указывается место ошибки; отношение количества контрольного оборудования к общему объему; время реакции на ошибку.

Программные средства функционального диагностирования используются для повышения достоверности функционирования отдельных машин, вычислительных комплексов, систем и сетей в том случае, когда эффективность аппаратных средств обнаружения ошибок оказывается недостаточной. Программные методы функционального диагностирования основаны на установлении определенных соотношений между объектами, участвующими в ходе вычислительного процесса (ВП) для обеспечения обнаружения ошибок. В качестве объектов ВП могут выступать отдельные команды и микрокоманды, алгоритмы, программные модули, комплексы программ (функциональных и служебных).

Дата добавления: 2015-09-02