Конспект МП 2. Надежность и отказоустойчивость мвс.
 Скачать 42.62 Kb.
|
|
Федеральное агентство железнодорожного транспорта Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный университет путей сообщения» (ФГБОУ ВО УрГУПС) Кафедра «Мехатроника» Отчет по дисциплине «Микропроцессорная техника в мехатронике и робототехнике» на тему: «Надежность и отказоустойчивость МВС.»
Екатеринбург 2020 Надежность и отказоустойчивость МВС Одной из основных проблем построения вычислительных систем остается задача обеспечения их продолжительного функционирования. Важнейшей характеристикой вычислительных систем является надежность, т.е. работа системы без сбоев в определенных условиях в течение определенного времени. Повышение надежности основано на принципе предотвращения неисправностей путем снижения интенсивности отказов и сбоев за счет применения электронных схем и компонентов с высокой и сверхвысокой степенью интеграции, снижения уровня помех, облегченных режимов работы схем, обеспечения тепловых режимов их работы, а также за счет совершенствования методов сборки аппаратуры. Понятие надежности включает не только аппаратные средства, но и программное обеспечение, которое используется, в частности, для анализа производительности систем и управления конфигурациями. Главной целью повышения надежности систем является целостность хранящихся в них данных. Единицей измерения надежности является среднее время наработки на отказ (MTBF - Mean Time Between Failure), иначе - среднее время безотказной работы. Отказоустойчивость - это способность вычислительной системы продолжать действия, заданные программой, после возникновения неисправностей. Введение отказоустойчивости требует избыточного аппаратного и программного обеспечения. Направления, связанные с предотвращением неисправностей и с отказоустойчивостью, - основные для обеспечения надежности. Концепции параллельности и отказоустойчивости вычислительных систем естественным образом связаны между собой, поскольку в обоих случаях требуются дополнительные функциональные компоненты. Поэтому на параллельных вычислительных системах достигается как наиболее высокая производительность, так и, во многих случаях, очень высокая надежность. Имеющиеся ресурсы избыточности в параллельных системах могут гибко использоваться как для повышения производительности, так и для повышения надежности. Структура многопроцессорных и многомашинных систем приспособлена к автоматической реконфигурации и обеспечивает возможность продолжения работы системы после возникновения неисправностей. В настоящее время эти два понятия - надежности и отказоустойчивости - при описании компьютерных систем часто смешивают. Во многом это объяснятся тем, что пользователя (не обязательно индивидуального) интересует главное: вычислительная система должна работать необходимое время и предоставлять определенный набор услуг. Для достижения безотказной работы используются разные приемы, часть из которых мы здесь рассматриваем, не акцентируя внимания на том, к какому из вышеуказанных понятий эти приемы относятся. Для повышения надежности информационно-вычислительной системы идеальной схемой являются кластерные системы. Благодаря единому представлению, отдельные неисправные узлы или компоненты кластера могут быть без остановки работы и незаметно для пользователя заменены, что обеспечивает непрерывность и безотказную работу вычислительной системы даже в таких сложных приложениях как базы данных. Основа надежности кластера - это некоторое избыточное количество отказоустойчивых серверов (узлов), в зависимости от конфигурации кластера и его задач. Кластерная конфигурация узлов, коммуникационного оборудования и памяти может обеспечить зеркалирование данных, резервирование компонентов самоконтроля и предупреждения, а также совместное использование ресурсов для минимизации потерь при отказе отдельных компонентов. Решение, обеспечивающее повышенную отказоустойчивость сервера, должно включать: · компоненты с "горячей" заменой; · диски, вентиляторы, внешние накопители, устройства PCI, источники питания; · избыточные источники питания и вентиляторы; · автоматический перезапуск и восстановление системы; · память с коррекцией ошибок; · функции проверки состояния системы; · превентивное обнаружение и анализ неисправностей; · средства удаленного администрирования системы. Во многих случаях кластер, как типичный представитель МВС, представляется пользователю и администратору как единая система. Наблюдение за системой включает сбор, хранение и извлечение таких показателей как использование центрального процессора и памяти, температура системы и процессора, скорость вращения вентиляторов; эти и другие параметры помогают пользователям и администраторам понимать общее состояние системы и эффективность ее использования. Единое управление системами кластера позволяет максимально увеличить период безотказной работы, контроль и управление приложениями, операционными системами и аппаратными средствами. При этом все узлы кластера управляются из единого центра контроля. Программы-утилиты обеспечивают улучшение защиты и возможности восстановления данных, а также сглаживают последствия сбоев в работе оборудования для конечного пользователя. Операционная система кластера служит для управления всеми функциями кластера. Программное обеспечение дает возможность организовать эффективную службу сопровождения и мониторинга решения, позволяя собирать данные на уровне узла, используя плату управления. Важным направлением является совершенствование и развитие библиотеки MPI и развитие системы отладки параллельных программ, работающих на МВС. К ней относятся отладчики, профилировщики, обеспечивающие контроль над прохождением задач. Задание: 1) Отказоустойчивость - это способность вычислительной системы продолжать действия, заданные программой, после возникновения неисправностей. Важнейшей характеристикой вычислительных систем является надежность, т.е. работа системы без сбоев в определенных условиях в течение определенного времени. Надежность – это недопущение определения “отказоустойчивости” 2) Кеш является аппаратной реализацией Хеш-таблиц 3) График зависимости роста производительности от размера кэша.  |