Echtzeitverhalten fehlertoleranter Mehrrechnersysteme:
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MEHRRECHNERSYSTEME MARTIN BAYER VOLLSTAENDIGER ABDRUCK DER VON DER
FAKULTAET FUER ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIONSTECHNIK DER TECHNISCHEN
UNIVERSITAET MUENCHEN ZUR ERLANGUNG DES AKADEMISCHEN GRADES EINES
DOKTOR-INGENIEURS (DR.-ING.) GENEHMIGTEN DISSERTATION. VORSITZENDER:
UNIV.-PROF. DR. G. SCHMIDT PRUEFER DER DISSERTATION: 1. UNIV.-PROF. DR.
G. FAERBER 2. UNIV.-PROF. DR. J. SWOBODA DIE DISSERTATION WURDE AM 24.
10. 1990 BEI DER TECHNISCHEN UNIVERSITAET MUENCHEN EINGEREICHT UND DURCH
DIE FAKULTAET FUER ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIONSTECHNIK AM 29. 1. 1991
ANGENOMMEN. INHALTSVERZEICHNIS 1 AUFGABENSTELLUNG L 2 DEFINITIONEN UND
VORBEMERKUNGEN 4 2.1 GRUNDLAGEN DER FEHLERTOLERANZ 4 2.1.1 FEHLERARTEN 4
2.1.2 METHODEN ZUR ZUVERLAESSIGKEITSSTEIGERUNG 5 2.2 TASKKLASSENKONZEPT 8
2.3 BEISPIELE FEHLERTOLERANTER SYSTEME 10 3 FUNKTIONEN EINES
FEHLERTOLERANTEN BETRIEBSSYSTEMS UND IHR EINFLUSS AUF DAS
ECHTZEITVERHALTEN 12 3.1 DIE BETRIEBSSYSTEMFUNKTIONEN AUS DER SICHT DES
ANWENDERS 1 2 3.1.1 BETRIEBSSYSTEMAUFRUFE ZUR SYSTEMINITIALISIERUNG 13
3.1.2 BETRIEBSSYSTEMAUFRUFE ZUR KOMMUNIKATION 14 3.1.3
BETRIEBSSYSTEMAUFRUFE ZUR PROZESS-EIN/AUSGABE 16 3.2 TASKKOMMUNIKATION 17
3.2.1 NACHRICHTENTRANSPORT 17 3.2.2 LOGISCHER ABLAUF EINER KOMMUNIKATION
21 3.2.3 KOMMUNIKATION MIT REDUNDANZDIFFERENZ 28 3.3
TASKZUTEILUNGSVERFAHREN 32 3.3.1 PRINZIPIELLE UEBERLEGUNGEN 32 3.3.1.1
TYPISCHE SCHEDULINGVERFAHREN 32 3.3.1.2 EINFLUSS DER TASKWECHSELZEITEN 33
3.3.1.3 BESONDERHEITEN FUER FEHLERTOLERANTE SYSTEME 35 3.3.2 ASYNCHRONE
TASKZUTEILUNG BEI STATISCHER TASKALLOKATION .... 38 3.3.2.1 PRINZIP 38
3.3.2.2 TASKZUSTAENDE UND ZUSTANDSUEBERGAENGE 38 3.3.2.3 REAKTIONSZEITEN
FEHLERTOLERANTER TASKS 40 3.3.2.4 MAXIMALE ASYNCHRONITAET IM FEHLERFALL
42 3.3.3 ASYNCHRONE TASKZUTEILUNG MIT DYNAMISCHER TASKALLOKATION . . 46
3.3.3.1 MOTIVATION 46 3.3.3.2 HARDWAREVORAUSSETZUNGEN FUER TASKMIGRATION
49 3.3.3.3 MIGRATIONSZEITPUNKT 53 3.3.3.4 RESTRIKTIONEN 54 3.3.3.5
ERWEITERTES WARTESCHLANGENMODELL DES GLOBALEN SCHEDULINGS . 56 3.3.3.6
VERWALTUNG DER GLOBALEN WARTESCHLANGE 62 3.4 FEHLERBEHANDLUNG 66 3.4.1
ERSCHEINUNGSFORMEN VON HARDWAREAUSFAELLEN 66 3.4.2 HIERARCHIE DER
FEHLERBEHANDLUNGSMETHODEN 67 3.4.3 FEHLERERKENNUNG 70 3.4.4 RESTAURATION
73 3.4.5 VARIANTEN DER RESTAURATION 77 3.4.6 REKONFIGURATION 79 3.5
PROZESS-EIN/AUSGABE 83 3.5.1 STRUKTUR DER PROZESS-EIN/AUSGABE 83 3.5.2
PROZESSANKOPPLUNG 84 3.5.3 BETRIEBSSYSTEMAUFGABEN ZUR EIN/AUSGABE 86
3.5.4 FEHLERMOEGLICHKEITEN IN DER PROZESS-EIN/AUSGABE UND IHRE ERKENNUNG
88 4 MODELLIERUNG DES ZEITVERHALTENS 90 4.1 DURCHSCHNITTLICHE WARTE- UND
REAKTIONSZEITEN 90 4.1.1 WARTEZEITEN BEI LOKALEN WARTESCHLANGEN 91 4.1.2
WARTEZEITEN BEI GEMEINSAMER WARTESCHLANGE 102 4.1.3 GEGENUEBERSTELLUNG
109 4.2 MAXIMALE REAKTIONSZEITEN 112 4.2.1 DYNAMISCHE TASKVERTEILUNG IM
HOECHSTLASTBETRIEB 113 4.2.2 ABSCHAETZUNG MAXIMALER REAKTIONSZEITEN 115 5
IMPLEMENTIERUNG UND SIMULATION 119 5.1 REALES SYSTEM 119 5.2 SIMULATION
121 5.3 SIMULATIONSEXPERIMENTE 122 6 ZUSAMMENFASSUNG 127
LITERATURVERZEICHNIS 129 ANHANG I ENTSCHEIDUNGSALGORITHMUS DES GLOBALEN
SCHEDULINGS ANHANG II AUSWIRKUNGEN DER VERSCHIEDENEN
FEHLERBEHANDLUNGSSTRATEGIEN ANHANG III SPRACHELEMENTE DES SIMULATORS
AUSWERTEMOEGLICHKEITEN ANHANG IV FORMELZEICHEN UND ABKUERZUNGEN
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