fiabilidad

dit
UPM

Fiabilidad y tolerancia
de fallos
Juan Antonio de la Puente
DIT/UPM

Transparencias basadas en el capítulo 5 del libro de A. Burns y A. Wellings Real-Time Systems and Programming Languuages, 3ª edición (2001)

Objetivos

u

Veremos cuáles son los factores que afectan a la
fiabilidad de un sistema

u

También veremos algunas técnicas para tolerar fallos de
softwareSTRL -30/05/01

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Índice
u
u
u
u

Fiabilidad, averías y fallos
Modos de fallo
Prevención y tolerancia de fallos
Redundancia estática y dinámica
– Programación con N versiones
– Bloques de recuperación

u
u

Redundancia dinámica y excepciones
Seguridad, fiabilidad y confiabilidad

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2Fallos de funcionamiento
u

Los fallos de funcionamiento de un sistema pueden tener
su origen en
–
–
–
–

u

Una especificación inadecuada
Errores de diseño del software
Averías en el hardware
Interferencias transitorias o permanentes en las comunicaciones

Nos centraremos en el estudio de los errores de software

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3Conceptos básicos
u

u

u

u

La fiabilidad (reliability) de un sistema es una medida de
su conformidad con una especificación autorizada de su
comportamiento
Una avería (failure) es una desviación del
comportamiento de un sistema respecto de su
especificación
Las averías se manifiestan en el comportamiento externo
del sistema, pero son el resultado de errores (errors)
internos
Lascausas mecánicas o algorítmicas de los errores se
llaman fallos (faults)

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Fallos encadenados
u

Los fallos pueden ser consecuencia de averías en los
componentes del sistema (que son también sistemas)

avería
avería

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fallo
fallo

error
error

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avería
avería

fallo
fallo5

Tipos de fallos
u

Fallos transitorios
– desaparecen solos al cabo de un tiempo
– ejemplo: interferencias en comunicaciones

u

Fallos permanentes
– permanecen hasta que se reparan
– ejemplo: roturas de hardware, errores de diseño de software

u

Fallos intermitentes
– fallos transitorios que ocurren de vez en cuando
– ejemplo: calentamiento de un componente de hardwareDebe impedirse que los fallos de todos estos tipos
causen averías
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Tipos de avería (failure modes)

nunca
se avería

avería

valor

error de
intervalo

tiempo

pronto

nunca
(omisión)

avería
silenciosa

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error de
valor

parada
segura

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arbitrario

averíapor retraso

avería
incontrolada

avería
controlada

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Prevención y tolerancia de fallos
u

Hay dos formas de aumentar la fiabilidad de un sistema:
– Prevención de fallos
» Se trata de evitar que se introduzcan fallos en el sistema antes de que
entre en funcionamiento

– Tolerancia de fallos
» Se trata de conseguir que el sistema continúe funcionando aunque se
produzcanfallos

u

En ambos casos el objetivo es desarrollar sistemas con
tipos de averías bien definidos

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8

Prevención de fallos
u

Se realiza en dos etapas:
– Evitación de fallos
» Se trata de impedir que se introduzcan fallos durante la construcción
del sistema

– Eliminación de fallos
» Consiste en encontrar y eliminar los fallos quese producen en el
sistema una vez construido

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Técnicas de evitación de fallos
u

Hardware
– Utilización de componentes fiables
– Técnicas rigurosas de montaje de subsistemas
– Apantallamiento de hardware

u

Software
–
–
–
–

Especificación de requisitos rigurosa o formal
Métodos de diseño comprobados
Lenguajes con...