Software Design for Resilient Computer Systems

این کتاب به این سؤال می‌پردازد که چگونه نرم‌افزار سیستم باید طراحی شود تا خطاها را محاسبه کند، و کدام ویژگی‌های تحمل خطا را باید برای بالاترین قابلیت اطمینان فراهم کند. نویسندگان ابتدا نشان می‌دهند که چگونه نرم‌افزار سیستم با سخت‌افزار تعامل می‌کند تا خطاها را تحمل کند. آنها با توجه ویژه به نقش نرم افزار سیستم در این فرآیند، تئوری تحمل خطا را برای درک راه های مختلف افزایش قابلیت اطمینان یک سیستم تجزیه و تحلیل و توسعه می دهند. آنها بیشتر الگوریتم کلی تحمل خطا (GAFT) را با سه فرآیند اصلی آن توسعه می‌دهند: بررسی سخت‌افزار، آماده‌سازی برای بازیابی، و روش بازیابی. برای هر یک از این سه فرآیند، آنها الزامات و ویژگی ها را به صورت تئوری تجزیه و تحلیل می کنند و سناریوهای پیاده سازی ممکن و پشتیبانی نرم افزار سیستم مورد نیاز را ارائه می دهند. بر اساس نتایج نظری، نویسندگان یک زبان برنامه نویسی مبتنی بر Oberon را با پشتیبانی مستقیم از سه فرآیند GAFT استخراج می کنند. در قسمت آخر این کتاب، آنها یک شبیه‌ساز را معرفی می‌کنند که از آن به‌عنوان اثبات پیاده‌سازی مفهوم معماری جدید پردازنده مقاوم در برابر خطا (ERRIC) و سیستم زمان اجرا جدید توسعه‌یافته آن از نظر ویژگی‌ها و عملکرد عاقلانه استفاده می‌کند. این محتوا برای صنایعی مانند ارتش، هوانوردی، مراقبت های بهداشتی ویژه، کنترل صنعتی، اکتشاف فضا و غیره کاربرد دارد.

This book addresses the question of how system software should be designed to account for faults, and which fault tolerance features it should provide for highest reliability. The authors first show how the system software interacts with the hardware to tolerate faults. They analyze and further develop the theory of fault tolerance to understand the different ways to increase the reliability of a system, with special attention on the role of system software in this process. They further develop the general algorithm of fault tolerance (GAFT) with its three main processes: hardware checking, preparation for recovery, and the recovery procedure. For each of the three processes, they analyze the requirements and properties theoretically and give possible implementation scenarios and system software support required. Based on the theoretical results, the authors derive an Oberon-based programming language with direct support of the three processes of GAFT. In the last part of this book, they introduce a simulator, using it as a proof of concept implementation of a novel fault tolerant processor architecture (ERRIC) and its newly developed runtime system feature-wise and performance-wise. The content applies to industries such as military, aviation, intensive health care, industrial control, space exploration, etc.