Методы оценки и обеспечения необходимого уровня технической безопасности работы специализированных многопроцессорных систем управления

Целью работы является разработка методов и средств определения вероятности перехода реконфигурируемой многопроцессорной системы (МС) управления сложным объектом в опасное состояние и повышение достоверности результатов работы системы. В процессе эксплуатации по мере выхода из строя процессоров МС может перейти в опасное состояние (состояние, когда не может быть реализована хотя бы одна из функций управления, без которой объект управления переходит в опасное состояние). Предложены методы расчета вероятности появления такой ситуации в двух направлениях: когда множество векторов опасных состояний системы управления известно и когда - нет. Методы основаны на выполнении статистических экспериментов с моделями поведения МС в потоке отказов. Выведены соответствующие формулы, дано их теоретическое обоснование. Предложен метод организации взаимного тестирования процессоров в МС для 3- и 4-отказоустойчивых n-процессорных МС Впервые в мировой практике число тестирующих процессоров менее числа допустимых отказов. Метод основан на новом конструктивно-регулярном диагностическом графе и последующем анализе результатов. Показано, что общее число взаимопроверок не превышает величины 2n+2, что в несколько раз меньше известных методов. Для выполнения статистических экспериментов необходим источник векторов состояния МС. Предложена конкретная схема генератора псевдослучайных двоичных векторов, отвечающая всем необходимым требованиям, в частности, генератор должен быть быстродействующим, равновесным и управляемым.
Для анализа последствий сбоев предложены модели вероятностей значений сигналов на выходах цифровых устройств. Свойством предложенной модели является возможность комплексного учета как искажений на входах устройства, так и сбоев в самом устройстве. Модели учитывают структуру цифровых устройств и физическую природу искажений данных. На основе моделей предложены методы уменьшения объема вычислений достоверности функционирования компьютерных устройств и методы оптимизации устройств с целью повышения достоверности их функционирования.