7-mavzu. Texnik tizimlarning ishonchliligini oshirish usullari

Algoritmik zahiralash. Tizim oldida turgan vazifalarni bajarish uchun nafaqat vazifaning tabiati va shartlari, tizim va atrof-muhitdagi jarayonlar haqida ma'lumot olish, balki ushbu ma'lumotni ishlash algoritmlariga muvofiq qayta ishlashni ta'minlash kerak. Har bir tizim minimal murakkablik algoritmini solishtirishi mumkin. Minimal algoritm bilan solishtirganda operatorlarning qo'shimcha sonini o'z ichiga olgan barcha boshqa algoritmlar zahiralangan bo'ladi. Algoritmik zahiralash ayniqsa, apparat elementlarining ishdan chiqishidan kelib chiqadigan aralashuvlar va tasodifiy tartibsizliklarni bartaraf etish uchun kiritilgan. Boshqa zahiralash turlari bilan o'zaro munosabatlarda qo'llaniladi va ba'zi hollarda ularni amalga oshirish uchun zarur shartlarni bajaradi. Algoritmik zaxiralash tizimlar va qurilmalarning ishonchliligi muammosini bir necha xil usulda yechib, dasturiy ta'minot yoki apparat-dasturiy komplekslar uchun samarali bo'lib, ko'pincha birgalikda ishlatiladi.
Strukturaviy zahiralash. Strukturaviy zahiralash – bu tizim tuzilmasiga qo'shimcha elementlarni kiritish hisoblanadi. Strukturaviy zahiralash (SZ) - bu tizimga yuklangan funksiyalarni bajarish uchun zarur bo'lmagan qo'shimcha (zaxira) elementlardan foydalanishdan iborat bo'lgan texnik vositalarning ishonchliligini oshirish usuli bo‘lib, ammo asosiy elementlarning ishdan chiqishidan keyin tizim tomonidan qo'llaniladi. Strukturaviy zahiralashning o'ziga xos xususiyati shundaki, ideal ishonchli tizimda barcha zahira elementlar tizimdan hech qanday buzilishlarsiz olib tashlanishi mumkin. Ular faqat asosiy elementlarning ishdan chiqishi uchun asosiy imkoniyat mavjud bo'lganda kerak bo‘ladi. Ketma-ket tizimdan farqli o'laroq, strukturaviy zahiralash tizimida elementning har qanday buzilishi tizimning ishdan chiqishiga olib kelmaydi, chunki tizimning ishlashi strukturani qayta tiklash (qayta konfiguratsiya) va zahira elementlarini ulash orqali qo'llab-quvvatlanadi. Tizimning ishdan chiqishi faqat asosiy elementlardan birida buzilishida ishlaydigan zahira elementini (elementlar guruhini) o'z vaqtida ulash bilan qoplanmasa sodir bo'ladi.
Strukturaviy zahiralashning keng qo'llanilishini tushuntirib beradigan ajoyib xususiyati shundaki, zahiralash apparaturasini joriy etish, elementlarning (asosiy va zahira) ishdan chiqishining umumiy intensivligini oshirish, tizimning buzilishini sezilarli darajada kamaytiradi.
Natijada, boshqa ishonchlilik ko'rsatkichlari yaxshilanadi. Aksincha, har qanday soddalashuv ishonchliligi nuqtai nazaridan foydali bo'lgan ketma-ket tizimdan farqli o'laroq, zahiralangan elementlarni olib tashlash orqali soddalashtirilgan tizim ishonchlilik ko'rsatkichlarini yomonlashtiradi. Agar SZ elementlarining buzilish oqimi mavjud bo'lsa, tizimning uzluksiz ishlashini ta'minlash imkonini beradi, bu tizim saqlanmagan tizimning ishdan chiqishidan bir necha marta oshib ketadi. Bir vaqtning o'zida bir nechta ishlaydigan qurilmalardan tashkil topgan tizimlar bir xil ishlashga ega bo'lib, unda qurilmalardan birining ishdan chiqishi tizimning umumiy ish faoliyatini pasaytiradi, SZ esa tizim ish faoliyatini barqarorlashtiradi. Strukturaviy zahiralashdan samarali foydalanish uchun, ba'zida zahiralash uskunasini o'z vaqtida aniqlash va o'z vaqtida ulashni kafolatlash uchun vaqtincha boshqa turdagi zahiralashni jalb qilish kerak. Xuddi shu maqsadlar uchun informatsion va algoritmik zaxiralash usullaridan ham keng qo'llaniladi. Strukturaviy zahiralash usullari. Strukturaviy zahiralash usullarining quyidagi turlari mavjud: - masshtab bo‘yicha zahiralash; - asosiy va zahira elementlarining miqdor nisbati bo‘yicha; - zahirani ishga tushirish usuli bo‘yicha; - zahiralash elementlarining ishlash rejimi bo‘yicha; - zahira apparaturalari ulash usuli bo‘yicha.
Agar ketma-ket tizimning alohida elementlari zaxiralansa va tizim elementlari guruhi saqlansa, barcha ketma-ket tizim ajratilgan (elementli) bo'lsa, zaxiralash umumiy deb ataladi. Elementlardan biri buzilganda bir-birining o'rnini bosadigan asosiy va zahira elementlarning majmuasi zaxiralash guruhi deb ataladi. Tizimda umumiy zahiraga ega bo'lgan holda, ketma – ket tizimda elementlar sifatida alohida-alohida zaxira qilingan guruhlar mavjud. Guruhni zaxiralashda zahiralangan guruhlar soni oraliq qiymatga ega. Strukturaviy zahiralashga ega bo'lgan tizim, uning kamida bitta zaxiralash guruhi buzilganda ishdan chiqadi. Strukturaviy ishonchlilik sxemasida zahira qilingan guruhlar ketma-ket ulanadi, shuning uchun zaxira qilingan guruhning buzilish ehtimoli quyidagicha aniqlanishi mumkin:
Tizimning barcha asosiy elementlari bir xil bo'lsa, sirg‘anuvchi zahiralash yoki noaniq qiymatlar qo'llaniladi. Zahiralash elementlari muayyan asosiy elementlarga biriktirilmaydi, lekin ularning har birini almashtirishi mumkin. Strukturaviy zahiralashning asosiy parametri k ning ko'pligi bo'lib, u bir xil turdagi elementlarning umumiy soni n va ishlaydigan elementlar tizimining ishlashi uchun zarur bo'lgan r soni o'rtasidagi nisbatdir: K qiymati butun bo'lishi mumkin, agar r =1 bo'lsa yoki r >1 bo'lsa qoldiqli bo‘lishi mumkin.
Zahirani kiritish usuli bilan quyidagilar farqlanadi: - doimiy ravishda zahiraga ega bo'lgan zahiralash; - almashtirishi mumkin bo‘lgan zahiralash.