Fiabilité et robustesse

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1 Fiabilité et robustesse Fiabilité Robustesse Tolérance aux fautes lundi 26 mars 2001

2 2 Fiabilité Définition système fonctionnel en tout temps temps de non-fonctionnement inférieur à un seuil donné réponse du système prévisible en tout temps pas de comportement «catastrophique» Difficile à mesurer éléments subjectifs

3 3 Définition formelle Probabilité de fonctionnement sans faute pour une période de temps donnée r ( t ) = Prob ( T > t ) où T est le temps de défaillance du système S applique surtout aux systèmes logiciels fonction croissante puis décroissante après un plateau au début - erreurs de conception; à la fin - usure et modifications

4 4 Estimation de la fiabilité Estimation statistique système déjà réalisé et fonctionnel ne s applique pas pour t petit pas au début de la vie d un système estimation difficile à réaliser pour des probabilités de défaillance faibles Estimation à priori utilisation de mesures de logiciel

5 5 Métriques des logiciels Évaluation modulaire fiabilité du système = fonction de la fiabilité de ses composantes Fonction de l architecture du code du modèle de tâche Métrique de McCab Métrique de Halstead

6 6 Composition des modules Processus ou blocs de traitement Blocs en série le système est en faute si un des blocs est en faute r s (t)=r 1 (t).r 2 (t) Blocs en parallèle (système redondant) le système est en faute si tous les blocs sont en faute r p (t)=r 1 (t) + r 2 (t) -r 1 (t).r 2 (t) >= r 1 (t) ou r 2 (t)

7 7 Robustesse Définition système toujours fonctionnel en situation anormale ou suite à une situation anormale conditions ou ensemble de stimuli ne faisant pas partie des conditions normales de fonctionnement événement extérieur défaillance interne du système Important dans les systèmes temps réel embarqués

8 8 Types de fautes Défaillances matérielles dispositif électronique défectueux bris, usure, vieillissement fonctionnement erroné temporaire radiations, particules ionisantes, température Fautes du logiciel erreur de logique situation non prévue défectuosité dynamique allocation de ressource, blocage

9 9 Tolérance aux fautes Étendre la robustesse aux situations où il y a faute du système Deux parades contre les fautes redondance programmation par N-versions auto-diagnostic

10 10 Redondance Redondance spatiale plusieurs modules en parallèle font le même traitement décision majoritaire du résultat applicable à différents niveaux Redondance temporelle plusieurs modules exécutent les mêmes tâches une échéance sévère donnée sera rencontrée dans au moins un des modules

11 11 Redondance spatiale Matériel à bas niveau Logique et arithmétique circuits doublés ou triplés logique de comparaison et de décision Mémoire et bus bit de parité, CRC détection seulement, reprise ou invalidation code correcteur d erreur mémoire de masse (CDROM)

12 12 Programmation N-versions Exploitation de la redondance sur tout le processus de conception mêmes spécifications mise en œuvre et codage différents Tâches et processeurs séparés Élimination des situations de blocage sur un processeur Mécanisme de décision vote ou architecture maître-esclave

13 13 Auto-diagnostic Test des composants matériels du système Utilisation du temps libre du CPU Composants testés CPU traitements aux résultats connus mémoire : ROM, RAM checksum, CRC systèmes périphériques boucles de test