IAF0030 - Arvutitehnika erikursus I
Veakindlad arvutisüsteemid (06/07 kevadsemester)

Tere tulemast aine IAF0030 - "Arvutitehnika erikursus I" leheküljele. Aine keskendub arvutisüsteemide veakindluse analüüsile, käsitletakse selliseid teemasid nagu riskid, ohud, riskianalüüs, veakindlus, usaldusväärsus. Vaadeldakse erinevaid õnnetusi ja intsidente, kirjeldatakse veakindlate arvutisüsteemide loomise meetodeid ja praktikaid.

Siit leiate loengumaterjale, kohustulikku ja lisalugemist, jooksvat informatsiooni aine kohta. Huvi korral võite tutvuda aine 2006. aasta versiooniga, mida aga kindlasti muudetakse ja uuendatakse.

• Loengud toimuvad esmaspäeviti 10:00-12:30 ruumis IT-209.
• Case Studies: ca. 20 min presentatsioon, 6 lk. analüüs (Analüüsi template: DOC/PDF).
• Näiteid võimalikest Case Study teemadest.
• Konsultatsioone saab alati kui olen IT-majas (Raja 15).

Olulised kuupäevad:

• 26. veebruar: Case Study teema valimine (Valitud teemad)
• NB! 26. märtsil loengut ei toimu
• 1. aprill: Aruande draft - saata e-mailiga.
• 2. aprill: Draftide arutelu loengus - vajalik kõikide kohalolek!
• 30. aprill-7. mai: Ettekanded
• 18. mai, kell 12:00: Aruande lõpptähtaeg (hard deadline!)
• 28. mai: Eksam (Registreerimine PLD Wikis, sarnaselt presentatsioonidega. Eksamieelsed konsultatsioonid: 25. mai)

Materjalid:

• 1. loeng (high/low quality pdf) - Sissejuhatus, ajalooline perspektiiv, põhiterminoloogia
  Lugeda:
  • Safety-critical Computer Systems, Neil Storey, Addison Wesley, 1996. (Mitteametlik õpik)
  • George Candea, "The Basics of Dependability," Stanford University course CS444a.
  • William R. Dunn, "Designing Safety-Critical Computer Systems," IEEE Computer, Volume 36, Issue 11, Nov. 2003. Page(s):40 - 46.
  • Robert N. Charette, Why Software Fails, IEEE Spectrum

• 2. (ja 3.) loeng (pdf, 11 Mb) - Riskid, ohud, riskianalüüs, ohuanalüüs, riskidega toimetulemine ja nende vältimine.
  Lugeda:
  • Loengus jaotatavad materjalid.
  • Therac-25 juhtumi materjalid
  • Therac-25 juhtumi uurimine
  • IEC 61508 - Functional Safety.
    • Sealt lugeda: "Functional safety and IEC 61508" ning "FAQ - Part E: Key Concepts".

• 3. loeng (pdf) - Ohutus, tarkvara testimine

• 4. loeng (pdf) - Testimine (tarkvara, süsteemid).
  Lugeda:
  • Loengus jaotatavad materjalid.
  • Dependable Software by Design by Daniel Jackson. Sci. Am. 2006.
  • Classic Testing Mistakes by Brian Marick. Tema leheküledelt võib leida muudki huvitavat tarkvara testimise vallast.
  • Code Coverage Analysis by Bullseye.

• 5. loeng (pdf) - Liiasus (riistvara ja tarkvara).

• 6. loeng (pdf) - Liiasus (informatsioon, aeg, keskkond).
  Lugeda (loengud 5&6):
  • E. Dubrova, "Fault-Tolerant Design: An Introduction" (PDF).
    Lugeda peatükid 4 (Hardware Redundancy), 5 (Information Redundancy), 6 (Time Redundancy) ja 7 (Software Redundancy). Põhitähelepanu pöörata põhimõtetele ja kontseptsioonidele. Matemaatiline külg ei ole esmatähtis.
  • Zaipeng Xie, Hongyu Sun and Kewal Saluja, A Survey of Software Fault Tolerance Techniques.
  • A. Avizienis, Toward Systematic Design of Fault-Tolerant Systems
  • A. Avizienis, Dependable Computing Depends on Structured Fault Tolerance.
  • Lossless data compression, eriti pöörata tähelepanu teemale Arithmetic coding
  • Hamming Code

• 7. loeng (pdf) - Süsteemide töökindlust mõjutavad tegurid.
  Lugeda:
  • A Conversation with Bruce Lindsay Designing for failure may be the key to success. (6 pages)
  • M. Grottke, K. S.Trivedi, Fighting Bugs: Remove, Retry, Replicate, and Rejuvenate.
  • R. Mastipuram, E. C. Wee, Soft errors' impact on system reliability
  • Soft Errors in Electronic Memory - A White Paper
  • IBM experiments in soft fails in computer electronics (1978-1994)

• 8. loeng (pdf) - Formaalsed meetodid, verifitseerimine, valideerimine.
  Lugeda:
  • Ten Commandments of Formal Methods ...Ten Years Later by Jonathan P. Bowen, Michael G. Hinchey (IEEE Computer, 39(1):40-48, January 2006). Ja sama artikli kümme aastat vanem versioon: Ten Commandments of Formal Methods (IEEE Computer, 28(4):56-63, April 1995)
  • A Specifier's Introduction to Formal Methods by J.M. Wing (IEEE Computer, 23(9):8-24, September 1990)
  • Suhteliselt hea sissejuhatus formaalsetesse meetoditesse on ka Wikipedias
  • Validating the INTEL Pentium 4 microprocessor, Bob Bentley, DAC 2001.

Kasulikke viiteid (abiks Case Study'de tegemisel):

• Safety Critical Systems Virtual Library
• Carnegie Mellon'i aine 18-849 lugemismaterjalid
• University of Illinois at Urbana-Champaign aine ECE 542/CS 536 lugemismaterjalid
• Colorado State aine CS530 lugemismaterjalid
• FMEA Info Centre
• International Technology Roadmap for Semiconductors 2005 Edition
• KTH aine Safety Critical Computer Control Systems (palju artikleid)

Case Study'de näiteid:

• Mõned presentatsioonid Dr. Jon Muzio lehekülgedelt, milledest võiks eeskuju võtta (presentatsioonid P1 - P7)

Kontakt:

Gert Jervan
Arvutitehnika instituut
Raja 15, IT-229