IAF0030 - Arvutitehnika erikursus I
Veakindlad arvutisüsteemid (08/09 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. ja 2007. aasta versiooniga, mida aga kindlasti muudetakse ja uuendatakse.

• Loengud toimuvad teisipäeviti 09:00-11:30 ruumis IT-209.
• Case Studies: ca. 20 min presentatsioon, 6 lk. analüüs (Analüüsi template: DOC/PDF).
• Näiteid võimalikest Case Study teemadest. Täiendavat informatsiooni on veel selle lehekülje lõpus.
• Konsultatsioone saab alati kui olen IT-majas (Raja 15).

Olulised kuupäevad:

• 10. märts: Case Study teema valimine (Valitud teemad)
• 7. aprill: Aruande draft ja teema presentatsioon loengus (5 min., ca. 4-5 slaidi) - vajalik kõikide kohalolek!
• 12. mai, 19. mai: Ettekanded (registreerimine PLD wikis) (NB! Muutunud kuupäevad!!)
• 27. mai, kell 12:00: Aruande lõpptähtaeg (hard deadline!)
• 2. juuni: Eksam (Registreerimine PLD Wikis, sarnaselt presentatsioonidega. Eksamieelsed konsultatsioonid: 29. mai kell 14:00, IT-229)
• 10. juuni: Eksam (Registreerimine PLD Wikis, sarnaselt presentatsioonidega. Eksamieelsed konsultatsioonid: 29. mai kell 14:00, IT-229)

Õpikud:

• Reliability engineering: theory and practice, Alessandro Birolini, Springer, 2004, 2007.
• Safety-critical Computer Systems, Neil Storey, Addison Wesley, 1996.

Loengumaterjalid

• 1. loeng (pdf) - Sissejuhatus, ajalooline perspektiiv, põhiterminoloogia
  Lugeda:
  • George Candea, "The Basics of Dependability," EPFL course "Principles of Dependable Systems".
  • 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
  • Bianca Schroeder and Garth A. Gibson, Carnegie Mellon University, Disk Failures in the Real World: What Does an MTTF of 1,000,000 Hours Mean to You?, 5th USENIX Conference on File and Storage Technologies, 2007.

• 2. loeng (pdf) - Riskid, ohud, riskianalüüs, ohuanalüüs, riskidega toimetulemine ja nende vältimine.
  Lugeda:
  • 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) - Riskid, riskianalüüs, usaldusväärsus

• 4. loeng (pdf) - Testimine (tarkvara, süsteemid).
  Lugeda:
  • Fundamental issues in testing distributed real-time systems by Werner Schütz. Real-Time Systems. Volume 7, Issue 2 (September 1994). Paberkoopia saab loengus.
  • 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).
  Lugeda:
  • E. Dubrova, "Fault-Tolerant Design: An Introduction" (PDF).
    Lugeda peatükid 4 (Hardware 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.

• 6. loeng (pdf) - Liiasus (informatsioon, aeg, keskkond).
  Lugeda :
  • E. Dubrova, "Fault-Tolerant Design: An Introduction" (PDF).
    Lugeda peatükid 5 (Information Redundancy) ja 6 (Time Redundancy). Põhitähelepanu pöörata põhimõtetele ja kontseptsioonidele. Matemaatiline külg ei ole esmatähtis.
  • Lossless data compression, eriti pöörata tähelepanu teemale Arithmetic coding
  • Hamming Code

• 7. loeng (pdf) - Tehnoloogia areng - töökindluse vaenlane.
  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) - Inimfaktorid. Formaalsed meetodid, verifitseerimine, valideerimine.
  Lugeda:
  • Suhteliselt hea sissejuhatus formaalsetesse meetoditesse on 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:

• Täiendav projektide nimekiri (prof. Kewal K. Saluja aine ECE 753: Fault-Tolerant Computing, University of Wisconsin)

Kontakt:

Gert Jervan
Arvutitehnika instituut
Raja 15, IT-229