11 июля 2016г.
Одним из наиболее перспективных направлений повышения отказоустойчивости вычислительных устройств является широкое применение корректирующих кодов, способных обнаруживать и корректировать ошибки.
Применение полиномиальной системы классов вычетов позволяет не только повысить скорость обработки данных, но и обеспечить требуемый уровень надежности функционирования спец процессора ПСКВ с деградируемой структурой. Отсутствие взаимосвязи между вычислительными трактами спец процессора ПСКВ не позволяет ошибкам перемещаться по другим основаниям.
Непозиционные спецпроцессоры обладают свойством – способностью сохранить работоспособное состояние при возникновении отказов за счет снижения в допустимых пределах основных показателей качества функционирования.
Такая способность непозиционного спецпроцессора базируется на максимально независимых функциональных компонентах вычислительных средств и поразрядном характере распространении ошибок при выполнении последовательности арифметических операций информационная избыточность ПСКВ и распараллеливание на уровне арифметических операций являются идеальной основой для осуществления реконфигурации структуры СП ПСКВ при отказе его элементов, что позволяет сохранять работоспособное состояние при некотором уменьшении точности вычислений или корректирующей способности кода.
Известные корректирующие способности кодов ПСКВ, способные обнаруживать и исправлять однократные ошибки в остатке, которые имеют недостаток. Применение избыточных корректирующих кодов ПСКВ позволяет исправлять однократные ошибки и обнаруживать двукратные ошибки.
Рассмотрим алгоритм реконфигурации структуры непозиционного спецпроцессора, позволяющий сохранить работоспособное состояние при выходе из строя одного из оснований, за счет перераспределения вычислительных ресурсов на оставшуюся работоспособною часть вычислительной системы.
Возникновение ошибки в непозиционной кодовой конструкции
переводит последнюю из подмножества разрешенных комбинаций в
подмножество запрещенных. Согласно КТО значение ошибочного полинома
Допустим, при постепенной деградации в результате
функционирования отказало одно из рабочих оснований, а затем
одно из рабочих и одно контрольное основания. Проведенные расчеты приведены в таблице 1.
Таблица
1. – Распределение однократных ошибок по диапазону
Отказало Р1
|
Отказало Р2
|
Отказало Р3
|
Отказали Р1 и Р2
|
Отказали Р1 и Р4
|
8B
|
273
|
8B
|
117
|
79
|
D1
|
2CD
|
D1
|
1BB
|
F2
|
116
|
339
|
116
|
1D1
|
8B
|
173
|
4E6
|
173
|
22E
|
1E4
|
19D
|
54B
|
19D
|
273
|
19D
|
1A2
|
59A
|
1A2
|
2CD
|
116
|
22C
|
672
|
22C
|
339
|
16F
|
237
|
695
|
237
|
376
|
3C0
|
2A7
|
757
|
2A7
|
3A2
|
3B9
|
2E6
|
9AF
|
2CD
|
421
|
33A
|
33A
|
9CC
|
2E6
|
45C
|
343
|
344
|
9F9
|
33A
|
4E6
|
22C
|
395
|
A96
|
344
|
537
|
255
|
3B1
|
B34
|
395
|
54B
|
2DE
|
421
|
BBF
|
3B1
|
59A
|
2A7
|
458
|
C63
|
421
|
672
|
F
|
46E
|
CE4
|
458
|
695
|
14
|
4BF
|
D2A
|
46E
|
6EC
|
1D
|
4D3
|
EAE
|
4BF
|
744
|
5D
|
51D
|
F59
|
4D3
|
757
|
BA
|
54E
|
FDD
|
51D
|
765
|
E7
|
5C5
|
1067
|
54E
|
81D
|
174
|
5CC
|
113F
|
59A
|
842
|
129
|
659
|
11EB
|
5C5
|
8B8
|
1CE
|
674
|
1249
|
5CC
|
9AF
|
193
|
688
|
135E
|
659
|
9CC
|
2E0
|
6FF
|
1398
|
674
|
9F9
|
2BD
|
72A
|
13F2
|
688
|
A6E
|
252
|
762
|
14A5
|
6FF
|
A8F
|
20F
|
7E9
|
150D
|
72A
|
A96
|
39C
|
7FB
|
152C
|
757
|
B34
|
3C1
|
A8F
|
1615
|
762
|
B81
|
326
|
1084
|
1668
|
7E9
|
BBF
|
|
14A5
|
177E
|
7FB
|
C73
|
|
151E
|
1827
|
|
CE4
|
|
1F91
|
18C6
|
|
CFB
|
|
2108
|
19C8
|
|
D2A
|
|
2529
|
1A0B
|
|
DC8
|
|
318C
|
1A54
|
|
DF3
|
|
35AD
|
1AF1
|
|
E88
|
|
4842
|
1C83
|
|
EAE
|
|
4C63
|
1CC1
|
|
ECA
|
|
58C6
|
1D5C
|
|
F15
|
|
5CE7
|
1EB2
|
|
F59
|
|
694A
|
1F91
|
|
FDD
|
|
6D6B
|
1FBA
|
|
|
|
79CE
|
|
|
|
|
7DEF
|
|
|
|
|
Анализ таблицы показывает,
что ошибка переводит разрешенную
модулярную комбинацию в соответствующий интервал полного диапазона. Очевидно, что
использование
двух контрольных оснований, позволяет по величине lинт(z) определить местоположение и глубину Dai ( z ) ошибки. При этом такой
избыточный модулярный
код способен
исправить
более
90
процентов двукратных ошибок.
Проведенные исследования показали, что ПСКВ корректирует пачки ошибок, которые располагаются внутри одного остатка, может исправлять ошибки в системах передачи данных, вне
остатка не исправляются ошибки.
Список литературы
1.
Калмыков И.А. Математическая модель нейронной сети для
исправления ошибок непозиционного кода поля Галуа в частотной области/«Нейрокомпьютеры: разработка
и применение» 2004, №5-6, с.71-78;
2.
Калмыков И.А. Разработка метода контроля и коррекции ошибок для непозиционного спецпроцессора с деградируемой структурой/Збiрник наукових праць 2004, Киiв, Нацiональна Академiя Наук Укрiни, Выпуск № 25, с. 65-78.
3.
Макарова А.В. «Анализ методов обнаружения и коррекции ошибок в полиномиальной системе классов вычетов» // Материалы I Всероссийской научно-технической конференция «Фундаментальные и прикладные аспекты компьютерных технологий и информационной безопасности», 12-13 февраля
2015
года, Секция – Защита информации, Институт компьютерных технологий и информационной безопасности ЮФУ, Ростовская область, г. Таганрог, ул. Чехова, 2.