СПОСОБ ПОСТРОЕНИЯ СБОЕ И ОТКАЗОУСТОЙЧИВОСТИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ, ОСНОВАННЫЙ НА РЕПЛИКАЦИИ ЗАДАЧ, ВОЗМОЖНОСТИ САМОРЕКОНФИГУРАЦИИ И САМОУПРАВЛЕНИИ ДЕГРАДАЦИЕЙ

1.Способ построения сбое и отказоустойчивости вычислительной системы, основанный на репликации задач, возможности самореконфигурации и самоуправлении деградацией, включающий четыре пронумерованных ЭВМ, каждая из которых связана со всеми другими ЭВМ через собственное передающее устройство сопряжения (УС) с каналом широковещательной передачи информации, в котором каждая ЭВМ в цикле работы системы выполняет прием входной информации, вычисляет собственную копию выходной информации и передает эту копию каждой другой ЭВМ системы, вычисляет правильную выходную информацию путем мажоритирования своей и всех полученных копий, выдает результат мажоритирования во внешнюю среду, сравнивает все имеющиеся копии выходной информации с результатом мажоритирования, отличающийся тем, что с целью повышения быстродействия и упрощения выполняемых алгоритмов в каждую ЭВМ дополнительно введены первый, второй, третьий, четвертый программные счетчики сбоев (ERR BMi), первый, второй, третьий, четвертый программные счетчики сбойных секунд (SEC BMi), первый, второй, третьий, четвертый программные счетчики блокировки (BLK BMi), таймер синхронизации (ТмрСн), таймер синхронизации межмашинного (ММО) (Тмр ММО), таймер три (Тмр 3), регистр предустановки таймера три RP3, счетчик RT3, регистр предустановки таймера синхронизации RPsn, счетчик таймера синхронизации RTsn, регистр предустановки ММО RPmmo, счетчик синхронизации ММО RTmmo, регистр фиксации RFx, контроллер межмашинного обмена (КММО), контроллер управления конфигурацией (КУК) и определены этапы включения системы, состоящие из инициализации системы, начальной проверки по включению, формирования таблицы технического состояния ТТС системы, установки исходной рабочей конфигурации системы, функциональной работы с сохранением заданного уровня избыточности и механизмами определения сбое и отказоустойчивости вычислительной системы, состоящими из настройки КММО, согласования системного времени, выполнения синхронизации при отсутствии внешней метки времени, функционирования таймера синхронизации ММО, обнаружения отказов и сбоев путем мажоритирования своей и всех полученных копий входной информации, выполнения самоуправления деградацией, выполнения самореконфигурацией.
2. Способ построения сбое и отказоустойчивости вычислительной системы, основанный на репликации задач, возможности самореконфигурации и самоуправлении деградацией по п.1, отличающийся тем, что настройка контроллера межмашинного обмена в одномашинной конфигурации заключается в том, чтобы скоммутировать на входы (а, б, в) элемента мажоритирования выход от своей ВМ и разрешить участие в синхронизации входа «а», в двухмашинной конфигурации заключается в том, чтобы скоммутировать на вход «а» элемента мажоритирования выход от своей ВМ, на вход «б» элемента мажоритирования выход от другой ВМ, на вход «в» элемента мажоритирования выход от «лучшей» из двух ВМ, разрешить участие в синхронизации входов «а, б», в трехмашинной конфигурации заключается в том, чтобы скоммутировать на вход «а» элемента мажоритирования выход от своей ВМ, на вход «б» элемента мажоритирования выход от второй ВМ, на вход «в» элемента мажоритирования выход от третьей ВМ и разрешить участие в синхронизации входов «а, б, в», в четырехмашинной конфигурации заключается в том, чтобы скоммутировать на вход «а» элемента мажоритирования выход от своей ВМ, на вход «б» элемента мажоритирования выход от второй ВМ, на вход «в» элемента мажоритирования выход от третьей ВМ и разрешить участие в синхронизации входов «а, б, в, г», где «г» - выход от четвертой ВМ.
3. Способ построения сбое и отказоустойчивости вычислительной системы, основанный на репликации задач, возможности самореконфигурации и самоуправлении деградацией по п.1, отличающийся тем, что согласование системного времени производится записью в регистр предустановки таймера три RP3 интервала срабатывания (1000000 мкс), режим циклический, интервал срабатывания переписывается в счетчик RT3, который работает на вычитание, Тмр3 срабатывает при обнулении счетчика RT3, генерируя запрос на прерывание, и интервал из RP3 переписывается в RT3, процесс повторяется, причем если счетчик RT3 не равен «0», то по тактовому импульсу продолжается вычитание «1» из RT3, причем в регистр предустановки таймера синхронизации RPsn заносится интервал срабатывания (0xFFFFFFFF), режим циклический, по внешней метке времени MB содержимое регистра RPsn предустановки таймера синхронизации переписывается в счетчик таймера синхронизации RTsn, который работает на вычитание, а счетчик таймера синхронизации переписывается в регистр фиксации RFx, причем когда счетчик таймера синхронизации RTsn устанавливается в «0», формируются признаки срабатывания таймера синхронизации и наличия внешней метки времени и содержимое счетчика таймера синхронизации переписывается в регистр фиксации RFx, а регистр предустановки RPsn переписывается в счетчик RTsn и процесс повторяется, причем если внешней метки времени MB нет и счетчик RTsn не равен «0», то по тактовому импульсу продолжается вычитание «1» из счетчика RTsn.
4. Способ построения сбое и отказоустойчивости вычислительной системы, основанный на репликации задач, возможности самореконфигурации и самоуправлении деградацией по п.1, отличающийся тем, что синхронизация при отсутствии внешней метки времени выполняется при наличии запроса на прерывание от таймера 3 у каждой ВМ, затем, если номер текущей секунды четный, то каждая ВМ формирует байт синхронизации и передает его в две другие ВМ, каждая из ВМ анализирует наличие байтов синхронизации от других ВМ и если они есть, то фиксирует обобщенный признак синхронизации, вычисляет время от срабатывания таймера до обобщенной синхронизации (T3Si), затем выдает значение времени (T3Si) из каждой ВМ, если есть обобщенный признак синхронизации, то вычисляет медиану из трех значений времени T3S0, T3S1 и T3S2, выполняет процедуру мажоритирования согласованных меток, затем вычисляет поправку для таймера 3 и корректирует состояние таймера 3 на вычисленное значение поправки.
5. Способ построения сбое и отказоустойчивости вычислительной системы, основанный на репликации задач, возможности самореконфигурации и самоуправлении деградацией по п.1, отличающийся тем, что процедура мажоритирования заключается в том, что каждая BMi формирует признак необходимости и перехода в режим деградации, если содержимое хотя бы одного счетчика ошибок ERRi было больше 8, то к своему согласуемому значению добавляет сформированный признак и выдает полученный результат во все другие ВМ, после окончания обмена при наличии признака обобщенной синхронизации BMi вычисляет правильную выходную информацию путем мажоритирования своей и двух полученных копий (M=(A&B)|(A&C)|(B&C)), где A - собственное значение, затем сравнивает имеющиеся копии B и C с результатом мажоритирования, если копии и собственное значение равны результату мажоритирования, и если есть признак деградации в M, то выполняет процедуру самоуправления деградацией и возвращает согласованное значение M, причем если копия из ВМ1 не равна M, то содержимое счетчика ошибок ERR ВМ1 увеличивается на единицу, причем если копия из ВМ2 не равна M, то содержимое счетчика ошибок ERR ВМ2 увеличивается на единицу, причем если собственное значение из ВМО не равно M, то содержимое счетчика ошибок ERR ВМО увеличивается на единицу, причем если нет признака деградации в M, то возвращает согласованное значение M.
6. Способ построения сбое и отказоустойчивости вычислительной системы, основанный на репликации задач, возможности самореконфигурации и самоуправлении деградацией по п.1, отличающийся тем, что функционирование таймера синхронизации ММО осуществляется, если есть данные с двух входов контроллера межмашинного обмена (ММО) и есть тактовый импульс, то содержимое счетчика синхронизации ММО увеличивается на «1», если есть данные с трех входов контроллера ММО, то формируется обобщенный признак синхронизации, причем если нет данных с трех входов контроллера ММО и счетчик синхронизации ММО равен регистру предустановки ММО, то формируется обобщенный признак синхронизации, причем если счетчик синхронизации ММО не равен регистру предустановки ММО, то осуществляется переход на ожидание тактового импульса и увеличение содержимого счетчика синхронизации ММО на «1».
7. Способ построения сбое и отказоустойчивости вычислительной системы, основанный на репликации задач, возможности самореконфигурации и самоуправлении деградацией по п.1, отличающийся тем, что процедура самоуправления деградацией заключается в том, что каждая ВМ составляет список отказавших ВМ, для которых счетчик ошибок ERRi превысил лимит (>8), согласовывает список, выполняя процедуру мажоритирования, если согласованный список не пуст, то по счетчикам ERRi согласованно выбирает худшую ВМ из списка, готовит новую конфигурацию, установив режим деградации, согласованно блокирует выбранную ВМ и изменяет режим на рабочий, включает дежурное питание, настраивает мажоритирование контроллера управления конфигурацией, блокирует все выключенные и неисправные ВМ, назначает ВМ ведущей на МКО в соответствии с конфигурацией, если выбранная ВМ заблокирована, то к содержимому счетчика блокировок заблокированной ВМ прибавляет «1», готовит для специального программного обеспечения (СПО) извещение о блокировке, конец деградации, причем, если выбранная ВМ не заблокирована, то готовит для СПО извещение о деградации, конец деградации, причем, если согласованный список пуст, то конец деградации.
8. Способ построения сбое и отказоустойчивости вычислительной системы, основанный на репликации задач, возможности самореконфигурации и самоуправлении деградацией по п.1, отличающийся тем, что процедура самореконфигурации заключается в том, что если для реконфигурации выделено времени больше 10c, то выполняется выключение всех лишних ВМ, если для реконфигурации выделено времени меньше 60c, то необходимо завершить процедуру, если больше и в текущей конфигурации 3 ВМ, то необходимо завершить процедуру, если в текущей конфигурации меньше 3 ВМ, то необходимо выбрать включаемые ВМ по минимальному значению счетчика BLK (i) и если нашлась подходящая ВМ, то включить BM(i), передать необходимую информацию в ОЗУ BM(i) и выполнить синхронный и согласованный перезапуск СПО с признаком перезапуска, завершить процедуру, причем если не нашлась подходящая ВМ, то необходимо завершить процедуру.