Алгоритм получения рекомендуемой стратегии обеспечения отказоустойчивости на основе требований к вычислительной системе

Вычислительные системы используются во многих сферах жизни, они управляют процессами в реальном времени, из-за чего выход такой системы из строя может привести к материальным потерям или к риску для жизни людей. Поэтому для многих вычислительных систем важно обеспечить их отказоустойчивость.

Отказоустойчивость обеспечивается через наборы механизмов обеспечения отказоустойчивости, которые можно объединить в стратегии. Каждая подобная стратегия обеспечения отказоустойчивости будет лучше справляться с определенными требованиями к системе, поэтому нельзя назвать какую-то определенную лучшую стратегию. Выбор стратегии основан на требованиях пользователя к системе, поэтому автоматизация процесса выбора стратегии обеспечения отказоустойчивости на основе требований к системе является актуальной задачей.

Проблемой остается невозможность напрямую сопоставить требования к системе с возможностями стратегий обеспечения отказоустойчивости, поэтому предлагается алгоритм, по которому требования и возможности стратегий переводятся в единый атрибут.

Требования к системе являются первичными атрибутами и могут быть следующими:  вес, размер, интенсивность вычислений, интенсивность обработки информации, интенсивность обмена данными, стоимость простоя, допустимая временная деградация, надежность, стоимость, целостность данных, внешнее влияние, безопасность, допустимая функциональная деградация, допустимость внешнего ремонта. Значение каждого первичного атрибута может быть одним из 5 лингвистических значений, например: Очень низкий, низкий, средний, высокий, очень высокий.

Возможности стратегий обеспечения отказоустойчивости являются первичными атрибутами стратегий и могут быть следующими: структурная избыточность, временная избыточность, программная избыточность, информационная избыточность, противодействие отказам некоторых данных, противодействие случайным программным отказам, противодействие программным отказам, противодействие аппаратным отказам, время восстановления, время проверки, оценка результата, потери данных. Значения данных атрибутов так же могут принимать одно из 5 лингвистических значений.

Для сравнения этих первичных атрибутов существуют вторичные атрибуты:  степень структурной избыточности, степень временной избыточности,    степень    программной    избыточности,    степень информационной избыточности, покрытие отказов, эффективность восстановления, целостность информации.

Для перевода первичных атрибутов во вторичные сперва необходимо перевести значения первичных из лингвистических в числовые, например, по принципу:

[Очень низкий, низкий, средний, высокий, очень высокий] = [0.01, 0.25, 0.5, 0.75, 1].

Каждый вторичный атрибут может зависеть более чем от одного первичного, эта зависимость показана на рис. 1.

Значение каждого вторичного атрибута получается по форумле:

ВторАтр = Значени1*КЗ1 + Значение2*КЗ2 + … + ЗначениеK*КЗK, где

• •    ВторАтр – значение вторичного атрибута,

• •    ЗначениеN – значение первичного атрибута N, от которого

зависит вторичный атрибут,

• •    КЗN – коэффициент зависимости (от 0 до 1) вторичного атрибута от первичного атрибута N.

• •    K – количество первичных атрибутов, от которых зависит

данный вторичный атрибут.

Рис. 1. Зависимость вторичных атрибутов от первичных

Таким образом, система должна переводить требования, введенные пользователем во вторичные атрибуты, сравнивать полученные значения с вторичными атрибутам стратегий обеспечения отказоустойчивости и подбирать рекомендуемую стратегию, т.е. стратегию, удовлетворяющую большинству вторичных атрибутов.