Fehlertolerante Systeme

Dieses Buch ist aus Vorlesungen hervorgegangen, die der Autor in den Jahren 1974 - 1979 am Institut fur Informationsverarbeitung der Universit~t Tubingen gehalten hat. Die Vorlesungsreihe stand unter dern Bemlihen, eine urnfassende Theorie der Leistungsbestirnrnung komplexer Systeme (insbesondere von Computersystemen) anzubieten. In diesem Zusarnrnenhang erschien es notwendig, auch auf Fragen und neuere Ergebnisse der Zuverl~ssigkeitstheorie einzugehen. Zuver l~ssigkeit und Verfugbarkeit sind ja wesentliche Aspekte der Leis tung eines jeden Systems. In Kapitel 2 wird ein nun schon klassisches Gebiet der Zuverl~s sigkeitstheorie behandelt, n~lich die statische oder auch fehler maskierende Redundanz. Sodann wird an Hand von Beispielen erl~u tert, was unter einem fehlertoleranten System zu verstehen ist (Kapitel 3). Als Beispiel dienen uns Mehrrechnersysteme (multi processing systems). Es liegt nahe, die Kornrnunikationsstruktur sol cher Systeme, wie auch die der Nachrichtentechnik, durch Graphen zu beschreiben. Die Bestirnrnung ihrer Zuverl~ssigkeit wird uns des halb auf Optimierungsaufgaben aus der Graphentheorie fuhren und insbesondere mit Problemen der Algorithmen- und Komplexitatstheorie konfrontieren. Eine, im Hinblick auf Fehlertoleranz besonders wich tige Eigenschaft der Mehrrechnersysteme ist ihre prinzipielle F~higkeit zur Selbstdiagnose. Mit ihr werden wir uns anschlieBend befassen. Selbstdiagnose kennt man zwar von jeher bei biologischen und sozi06konomischen Systernen, in technologischen Systemen lieB sie sich jedoch bisher kaurn verwirklichen, da sie ein intelligen tes Systemverhalten voraussetzt. Diese Situation hat sich mit dem Erscheinen des Mikropro~essors grundlegend ge~ndert. Fur die Ent wick lung zukunftiger Computersysteme werden Fehlertoleranz und Selbstdiagnose zweifellos eine irnrner gr6Bere Bedeutung erlangen.

Inhalt
1 Einleitung: Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Fehlertoleranz.- 2 Zuverlässigkeit.- 3 Fehlertolerante Systeme: Struktur und Selbstdiagnose.- 4 Verfügbarkeit fehlertoleranter Systeme.- 5 Erneuerungsprozesse.- A.1 Graphen.- A.2 Schaltalgebra.- A.3 Funktionswahrscheinlichkeiten.- A.4 Beweis der Moore-Shannonschen Ungleichung.- A.5 Beweise zur Diagnostizierbarkeit.- A.6 Markov-Prozesse.- A.7 Definition eines Semi-Markov-Prozesses.- A.8 Laplace Transformation.- A.9 Littles Formel.- A.10 Lösungen ausgewählter Übungsaufgaben.- Verzeichnis der Symbole.

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