Fehlertoleranz in Computersystemen: Nicht-SP Strukturen

Komplexe Systeme lassen sich selten durch einfache SP-Diagramme darstellen. Daher ist es notwendig, sogenannte Nicht-SP-Strukturen zu untersuchen.

Nicht-SP Blockdiagramm

Im folgenden Beispiel handelt es sich um ein Nicht-SP Blockdiagramm, bei dem der Fehlerstatus des Gesamtsystems durch logische Ausdrücke dargestellt werden kann, die von dem jeweiligen Systempfad abhängig sind.

Abbildung 1: Nicht-SP Blockdiagramm eines Systems

Zunächst werden die Komponenten identifiziert, die dafür sorgen können, dass das Gesamtsystem nicht mehr funktioniert. Block D wird als eine kritische Systemkomponente identifiziert, da das Versagen von Block D einen Totalausfall des Gesamtsystems hervorruft.

Es ist allerdings nicht offensichtlich, wie sich ein Ausfall der verbleibenden Komponenten auf den Fehlerstaus des Gesamtsystems auswirkt. Um das Fehlerverhalten des Gesamtsystems durch einen logischen Ausdruck zu beschreiben müssen alle möglichen Fehlersituationen berücksichtigt werden, die zu einem Ausfall des Gesamtsystems führen.
Man kann dieses Fehlerverhalten einfach durch das Erstellen einer Wertetabelle darstellen, wobei T und F den Fehlerstatus jeder der Komponenten repräsentiert. T bedeutet True und sagt aus, dass es sich um eine fehlerfreie Komponente handelt. F steht für False. Diese Komponente ist dann nicht fehlerfrei. Die Zahl hinter F sagt aus, wieviele Komponenten des Systems fehlerbehaftet sind.
Block D wurde schon als kritische Komponente identifiziert, daher wird die folgende Wertetabelle nur den Fehlerstatus der verbleibenden Komponenten darstellen.

Abbildung 2: Wertetabelle für die Ausfallanalyse

Die Ausfallanalyse mittels Wertetabelle ist auch nur für relativ kleine Systeme möglich. Für größere Systeme wird diese Methode schnell unübersichtlich und verlangt somit die Entwicklung rechnergestützter Werkzeuge zur System- und Fehleranalyse.
Generell entscheidet man zwischen notwendigen und hinreichenden Fehlerbedingungen. So ist das Versagen aller möglichen Pfade zwischen zwei Punkten im System eine notwendige Fehlerbedingung.
Eine hinreichenden Fehlerbedingungen bedeutet, dass nur ein Versagen aller möglichen Pfade im System zu einem totalen
Systemfehler führt. So ist das gleichzeitige Versagen der Komponenten A und C eine hinreichende Bedingung für das Versagen des Systems.

Quelle
Koren, I. and Mani Krishna , C. (2007). Fault-Tolerant Systems. CA: Elsevier
http://euler.ecs.umass.edu/ece655/pdf/Part1-ch1-Intro.pdf