Sistem Komputer Yang Tidak Bisa Gagal

Dibangun untuk terakhir: Sistem komputer yang tidak bisa gagal




Sebuah sistem komputer gagal dapat menjadi masalah dalam beberapa pengaturan, tapi itu bencana pada orang lain. Tidak ada yang suka ketika komputer mereka crash keluar sementara di tengah-tengah render semalam, tetapi biaya keterlambatan yang tidak seberapa dibandingkan dengan kegagalan dalam lingkungan mission-critical, seperti di rumah sakit, pada satelit, atau, dalam kasus Curiosity, di planet lain sama sekali. Pengaturan ini luar biasa telah menyebabkan penciptaan sistem komputer khusus yang dirancang untuk bekerja dalam situasi permintaan tinggi, seringkali selama bertahun-tahun. Mereka, tidak mengherankan, beberapa sistem komputer yang paling menarik di luar sana.

Kesehatan

Peralatan rumah sakit, pertama dan terutama, harus kebal terhadap fluktuasi daya listrik. Transfer switch statis dapat beralih kekuatan untuk baterai cadangan dalam siklus tunggal kegagalan daya listrik 60Hz, dan memberikan daya darurat mulus untuk beberapa detik yang dibutuhkan untuk generator harus dimulai. Paku induktif dari motor kompresor beralih perlu disaring atau diblokir dengan isolasi trafo juga. Tetapi perangkat ini tidak melindungi terhadap gangguan yang terjadi pada tingkat yang lebih lokal, yang dapat me-reset instrumen, sering pembekuan atau restart mereka dalam keadaan tak terduga.



Presisi robot yang membantu ahli bedah selama operasi adalah sistem terintegrasi besar sering memiliki beberapa komputer mengelola FPGA kecepatan tinggi (lapangan Programmable gate array) dan DSP (prosesor sinyal digital). Sistem Da Vinci bedah memiliki 7 derajat kebebasan dan setidaknya sebagai pengendali servo banyak. Sebagai hasil dari subsistem yang memiliki kebutuhan pasokan yang berbeda, sistem keseluruhan berakhir sedang dirancang dengan spesifikasi suplai tegangan ketat dan karenanya perlu penyangga yang memadai terhadap fluktuasi yang melebihi beberapa persen.

Sebuah ancaman yang lebih berbahaya untuk kesehatan / medis komputer tablet dan sistem komputer Windows PC berbasis ditemukan dalam peralatan rumah sakit, adalah infeksi malware konvensional. Karena peraturan yang ketat, produsen sering tidak bisa membiarkan patch keamanan OS atau update meninggalkan banyak komputer rentan, dengan hasil bahwa instrumen terinfeksi banyak berjalan lebih lambat, dan banyak lainnya yang disimpan sama sekali.



Dalam ruang

Komputer di pesawat ruang angkasa telah menetapkan unik mereka sendiri tantangan. Selain membutuhkan real-time kontrol latency rendah untuk manuver dan komunikasi, pesawat ruang angkasa juga perlu mengeras terhadap efek sinar kosmik dan bentuk lain dari radiasi. Perisai sederhana dan efektif tapi mahal karena berat. Oleh karena itu upaya telah berfokus pada pembuatan chip sendiri tahan terhadap radiasi.

FPGAs sering ditemukan di pesawat ruang angkasa karena kecepatan dan efisiensi komputasi dalam melaksanakan tugas-tugas seperti transformasi Fourier cepat dan balok-membentuk dalam komunikasi. Mereka tidak memerlukan kode seperti mikrokontroler, sebaliknya mereka menulis perhitungan tertentu langsung ke gerbang logika mereka. FPGA berdasarkan SRAM dapat ulang sesuka hati, namun teknologi yang sama yang membuat mereka mungkin juga membuat mereka rentan terhadap radiasi. Sebuah muatan disimpan pada struktur kontrol seperti transistor dapat mendorong untuk sejenak mengubah keadaan. Jika itu adalah bagian dari rangkaian terus-menerus seperti sel flip-flop atau RAM perubahan dapat permanen. Satu kali FPGA diprogram berdasarkan anti-sekering teknologi jauh lebih tahan tetapi dapat lebih dari sepuluh kali biaya awal.



Mikroprosesor dan memori dalam pesawat ruang angkasa juga harus mampu menahan radiasi. PowerPC RAD750 di komputer penerbangan Curiosity itu dirancang untuk bertahan selama 15 tahun sebelum intervensi diperlukan dari Bumi. Chip ini lebih lambat daripada beberapa sistem baru tapi NASA telah menggunakan mereka berhasil untuk beberapa waktu dan suka tinggal dengan apa yang berhasil. Keingintahuan komputer ini menjalankan sistem operasi real-time, VxWorks, yang telah digunakan pada dua rovers sebelumnya. The mikrokernel VxWorks dilaporkan lebih baik dioptimalkan untuk mengganggu minimal dan latency benang beralih dari kernel RTLinux yang monolitik, meskipun tidak secepat keseluruhan.

Pertimbangan akhir untuk komputer kegagalan tahan di pesawat ruang angkasa akan bahwa jika mereka menghadapi masalah yang signifikan, mereka harus memiliki ketentuan baik melakukan remote reboot atau beberapa mekanisme untuk reboot on-board. Dengan pertimbangan yang tepat terhadap fluktuasi daya input, mengganggu latency (atau jitter, variasi dari waktu ke waktu), dan penghinaan eksternal seperti radiasi, sistem komputer dapat dirancang untuk menjadi sewenang-wenang kuat.



Contoh-contoh di atas merupakan tetapi sebagian kecil dari berbagai sistem misi kritis dalam pelayanan sehari-hari. Sistem operasi lain real-time seperti QNX, sekarang dimiliki oleh RIM, dapat ditemukan dalam pesawat dan kendaraan militer seperti tank Crusher (digambarkan di atas). Baru-baru ini keamanan dari sistem kontrol mesin Boeing 747 yang menjalankan Solaris dipertanyakan, insinyur di tanah ternyata bisa mengakses sistem kontrol untuk re-tuning en-rute. Dalam hal ini, protokol aman seperti SSH tidak kompatibel dengan bagian-bagian dari perangkat lunak yang ada, dan Telnet tidak aman masih digunakan.

Sebagai tentakel internet lebih erat menenun ke infrastruktur militer dan sipil, kekhawatiran baru akan muncul dengan sendirinya, dan kewaspadaan meningkat akan diperlukan untuk menjaga sistem komputer fail-safe.