С

МЕТОДИКА ВЫБОРА ПРОГРАММНЫХ МОДУЛЕЙ,
РЕКОМЕНДОВАННЫХ ДЛЯ ДОБАВЛЕНИЯ
ПРОГРАММНОЙ ИЗБЫТОЧНОСТИ

к. т.н. ; К. т.н.

Военная академия ВПВО ВС РФ г. Смоленск

Одной из важнейших технических систем современного технического изделия является вычислительная система, которая выполняет свои задачи под управлением функционального программного обеспечения.

Повышение надежности ФПО возможно различными методами, одним из которых является повышение надежности путем добавления программной избыточности.

Применение любого из имеющихся подходов к добавлению программной избыточности осложнено постоянным увеличением уровня используемых программными модулями ресурсов, как временных, так и физических.

Соответственно, как при выборе модулей, подлежащих дублированию, так и при выборе подхода к добавлению программной избыточности, используемого для данного модуля, необходимо учитывать уровень отводимых и уже используемых модулем ресурсов, а так же потребность в повышении надежности конкретного модуля.

Методика выбора программных модулей, рекомендованных для добавления программной избыточности ФПО, включающая пять этапов, представлена на рисунке 1.

На первом этапе выполняется построение матрицы R наличия резерва отведенных ресурсов для всех модулей ФПО. Значения элементов матрицы соответствуют относительному наличию временного ресурса , относительному наличию ресурса ОЗУ , относительному наличию ресурса ПЗУ и показателю наличия контрольных взаимосвязей для каждого программного модуля.

Рисунок 1 – Методика выбора программных модулей,
рекомендованных для добавления программной избыточности

Для каждого подхода к добавлению программной избыточности может быть составлен кортеж вида:

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

. (1)

Данный кортеж указывает на требуемый уровень ресурсов вычислительной системы при реализации i-го подхода к добавлению программной избыточности, иначе – ресурсоемкость i-го подхода (таблица 1):

Затем на данном этапе строится матрица V соответствия подходов к добавлению программной избыточности к программным модулям ФПО. Результаты расчета значений элементов данной матрицы указывают на возможность использования различных подходов к добавлению программной избыточности и на то, какое значение параметра N при этом может быть применено для каждого программного модуля.

Таблица 1 – Значения показателей потребности ресурсов подходов к добавлению программной избыточности

Подход к добавлению программной
избыточности

Требуемые ресурсы

N-версное
программирование

0

Модифицированное
дуальное программирование

0,5

0,5

0,5

0

Контрольные функции

Последовательное подключение модулей

0

1/

0

Примечание: – целое, положительное число; – положительное число.

Элементы данной матрицы рассчитываются по следующим формулам (2–5):

, (2)

, (3)

, (4)

. (5)

На следующем этапе (этапе анализа статистической информации) для каждого программного модуля рассчитывается удельное количество неустраненных отказов на единицу объема, возникших за период проведения статистической отладки.

Данный показатель необходим для того, чтобы с учетом возможностей используемых программно-инструментальных средств проведения процесса динамической отладки программного обеспечения было возможно формально представить необходимость использования программной избыточности для данного программного модуля.

На следующем этапе (оценки допустимого количества неустраненных отказов) собственно и происходит выработка рекомендаций по вопросу целесообразности дублирования того или иного программного модуля.

Если возможности используемых программно-инструментальных средств проведения процесса разработки и отладки программного обеспечения позволят в дальнейшем локализовать и устранить программные ошибки, не выявленные на предыдущих этапах, то потребность в резервировании программного модуля отсутствует. Иначе, для достижения заданного уровня надежности ФПО для модулей, чьи показатели удельного количества неустраненных отказов превышает возможности программно-инструментальных средств проведения процесса отладки, резервирование программного модуля приемлемо.

Согласно ранее проведенных исследований, значение показателя зависит от применяющихся программно-инструментальных средств проведения процесса разработки и отладки программного обеспечения.

В результате применения данной методики возможно получение перечня программных модулей рекомендованных для добавления программной избыточности, особенностью которой является учет факторов, накладывающих ограничение на применение программной избыточности:

наличие ресурсов вычислительной системы для каждого программного модуля согласно его спецификации и статистической информации по их использованию;

особенности процесса статической отладки программных модулей функционального программного обеспечения;

возможности используемых программно-инструментальных средств проведения процесса динамической отладки функционального программного обеспечения.