Arhitecturi tolerante la defectări

1. INFORMAŢII GENERALE
2. EVALUARE
3. CONŢINUTUL CURSULUI
4. CONŢINUTUL LABORATORULUI
5. ORAR

1. Informaţii generale

An Sem Denumirea disciplinei C S L P p.c. Evaluare
1 1 Arhitecturi tolerante la defectări 3 - 2 - 5 E
Notă: C – Curs | S – Seminar | L – Laborator | P – Proiect | E – Examen | V – Verificare | A/R – Admis/Respins | p.c. – puncte credit

Disciplină din planul de învăţământ al programului de master universitar de cercetare “Ingineria calităţii şi siguranţei în funcţionare în electronică şi telecomunicaţii” (ICSFET)

Titular: prof. dr. ing. Angelica BACIVAROV

Obiectivele disciplinei:
- pentru curs: Analiza arhitecturii sistemelor informatice moderne cu performanţe de fiabilitate ridicate, esenţiale în sistemele de mare răspundere funcţională – aerospaţiale, de comunicaţii, pentru controlul proceselor, sistemele informatice medicale şi bancare. Implementarea tehnicilor de realizare a sistemelor – hardware şi software – de înaltă fiabilitate. Cursul dezvoltă în principal tehnicile de protecţie ale sistemului la defectări.
- pentru aplicaţii: evidenţierea metodelor de bază folosite pentru implementarea toleranţei la defectări, evaluarea performanţelor acestor structuri. Vor fi realizate aplicaţii concrete în care studenţii vor fi implicaţi atât la realizarea componentei software, cât şi a celei hardware.

Competenţe specifice:
Disciplina se încadrează în grupul disciplinelor de pregătire specifice programului de master. Atât cursul, cât şi lucrările de laborator, dezvoltă abilitatea proiectării şi analizei/expertizei unor sisteme tolerante la defectări/erori implementate la nivel hardware sau software.

2. Evaluare

- aprecierea activităţii la laborator: 20%
- lucrare de verificare, teme de casă: 40%
- examen final (scris): 40%.

3. Conţinutul cursului

1. Strategii de bază utilizate în conceperea arhitecturii tolerante la defectări.
1.1. Descrierea structurală a sistemelor pentru implementarea toleranţei la defectări şi modelarea performanţelor.
1.2. Modelarea conceptului de toleranţă la defectări.
1.3. Algoritmi de mascare a defectărilor şi reconfigurarea sistemelor la apariţia defectelor.

2. Structuri redundante pentru implementarea toleranţei la defectări la nivel hardware.
2.1. Scheme de implementare. Evaluare performanţe.
2.1.1. Structuri redundante protective statice de tip individual şi global rezultate prin multiplicare.
2.1.2. Structura redundantă logică majoritară.
2.1.3. Structura redundantă protectivă statică cu logică cuadruplă.
2.1.4. Structura redundantă protectiva statică cu logică prin cablare.
2.1.5. Structura redundantă prin codare.
2.1.6. Structura redundantă protectivă dinamică.
2.1.7. Structura redundantă hibridă.
2.1.8. Structuri redundante pentru interconexiunile unui sistem.
2.2. Probleme de sincronizare în sistemele digitale cu structură redundantă
2.3. Criterii de comparare a structurilor redundante.
2.4. Indici de îmbunătăţire a fiabilităţii.
2.5. Proiectarea unei structuri redundante la nivel optimal.

3. Arhitecturi tolerante la defectări prin multiplicare.
3.1. Arhitectura unui sistem RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks).
3.2. Arhitecturi monoprocesor şi multiprocesor.
3.3. Studii de caz pe sistemele comerciale: JPL STAR, TANDEM, FTMP, Sequoia, BIN.

4. Tehnici de reconfigurare în prezenţa defectelor pentru procesoare şi memorii.
4.1. Tehnici de reconfigurare a sistemelor la apariţia defectărilor.
4.2. Model al reconfigurării în sistemele multiprocesor.
4.3. Structuri liniare şi în arbore pentru matrici de procesoare VLSI.

5. Structuri software tolerante la erori.
5.1. Blocul de restabilre.
5.2. Sisteme folosind logarea mesajelor şi puncte de control.
5.3. Programarea n-versională.

4. Conţinutul laboratorului

1. Proiectarea unei memorii ROM cu coduri de paritate încrucişate.
2. Analiza fiabilităţii structurilor cu redundanţă statică de tip logică majoritară.
3. Probleme de fan-in, fan-out şi sincronizare la implementarea structurilor redundante de tip static la nivelul circuitelor integrate.
4. Evaluarea structurilor hardware redundante de tip static/dinamic cu caracteristici de autotestabilitate.
5. Structuri liniare şi în arbore pentru matrici de procesoare VLSI.
6. Evaluarea previzională a performanţelor de fiabilitate, disponibilitate, credibilitate a sistemelor tolerante la defectări.
7. Evaluarea structurilor software redondante de tip static/dinamic cu caracteristici de autotestabilitate.

Bibliografie:

1. Cătuneanu, V.M.; Bacivarov, Angelica – “Structuri electronice de înaltă fiabilitate. Toleranţa la defectări”, Editura Militară, Bucureşti, 1989
2. Cătuneanu, V.; Bacivarov, I. – “Fiabilitatea sistemelor de telecomunicaţii”, Editura Militară, Bucureşti, 1985
3. T. Anderson, P. Lee, Fault Tolerance. Principles and Practices, Prentice Hall, 1999
4. Israel Koren, C. Mani Krishna, Fault Tolerant Systems, Elsevier, 2007

5. Orar

Orarul valabil pentru semestrul curent: www.euroqual.pub.ro/orar/

Actualizat: 24 iunie 2016, 23:32