Architektur und Betrieb von Rechensystemen

Al1e fehlertoleranten Systeme erfordern den Einsatz redundanter Hardwarekom ponenten. Solche Systeme bestehen aus zwei oder mehreren autonomen Verarbeitungs einheiten mit Processoren, Speichern und peripheren Geraten. Fehlertolerante Systeme werden unterschieden, o inwieweit die redundante Hardware im Normalbetrieb zusatzliche Rechenleistung erbringt o und wieviel Wissen beim Programmieren erforderlich ist, um fehlertolerante Pro gramme zu schreiben. Mittlerweile haben sich zwei Methoden herauskristallisiert, die einen fehlertole ranten Systembetrieb ermoglichen: 1m hardwareorientierten Ansatz (Hot-stand-by) arbeiten zwei Verarbeitungseinheiten vollig synchron. Fallt eine Einheit aus, kann die andere das Programm ohne Unter brechung fortsetzen. Die zusatzliche Hardware bringt im Normalfall aber keine zu satzliche Rechenleistung (siehe /IEEE 78/, /DIEH 81/, /MAY 82/). Beim softwareorientierten Verfahren legt das Betriebssystem eine inaktive Pro grammkopie in einer zweiten Verarbeitungseinheit abo Die Kopie wird derart mit Informationen versorgt, daB sie bei einem Ausfall der ersten Einheit deren Aufgabe nach einer kurzen Rekonstruktion fortfUhren kann. 1m Gegensatz zum hardwareorien tierten Ansatz kann die duplizierte Hardware im Normalbetrieb fUr die Abarbeitung von weiteren aktiven Programmen benutzt werden (siehe /BART 81/, /BORG 83/). Multicluster-Architektur und Multiprocessor-Architektur des Clusters 1m System DELTA wird das softwareorientierte Verfahren implementiert. Die autono men Verarbeitungseinheiten werden hier Cluster genannt (siehe Abb. 1). Zwei oder mehrere solcher Cluster werden Uber einen Hochgeschwindigkeits-Bus (max. Obertra gungsrate 16 MB/sec je Bus) zu einem fehlertoleranten Informationssystem verbunden (siehe Abb. 2). Jeder Cluster besteht aus mehreren dedizierten Processoren, die auf Mikro processoren der Familie MC68000 von Motorola basieren (siehe /MOTO 83/).

Klappentext

Al1e fehlertoleranten Systeme erfordern den Einsatz redundanter Hardwarekom­ ponenten. Solche Systeme bestehen aus zwei oder mehreren autonomen Verarbeitungs­ einheiten mit Processoren, Speichern und peripheren Geraten. Fehlertolerante Systeme werden unterschieden, o inwieweit die redundante Hardware im Normalbetrieb zusatzliche Rechenleistung erbringt o und wieviel Wissen beim Programmieren erforderlich ist, um fehlertolerante Pro­ gramme zu schreiben. Mittlerweile haben sich zwei Methoden herauskristallisiert, die einen fehlertole­ ranten Systembetrieb ermoglichen: 1m hardwareorientierten Ansatz (Hot-stand-by) arbeiten zwei Verarbeitungseinheiten vollig synchron. Fallt eine Einheit aus, kann die andere das Programm ohne Unter­ brechung fortsetzen. Die zusatzliche Hardware bringt im Normalfall aber keine zu­ satzliche Rechenleistung (siehe /IEEE 78/, /DIEH 81/, /MAY 82/). Beim softwareorientierten Verfahren legt das Betriebssystem eine inaktive Pro­ grammkopie in einer zweiten Verarbeitungseinheit abo Die Kopie wird derart mit Informationen versorgt, daB sie bei einem Ausfall der ersten Einheit deren Aufgabe nach einer kurzen Rekonstruktion fortfUhren kann. 1m Gegensatz zum hardwareorien­ tierten Ansatz kann die duplizierte Hardware im Normalbetrieb fUr die Abarbeitung von weiteren aktiven Programmen benutzt werden (siehe /BART 81/, /BORG 83/). Multicluster-Architektur und Multiprocessor-Architektur des Clusters 1m System DELTA wird das softwareorientierte Verfahren implementiert. Die autono­ men Verarbeitungseinheiten werden hier Cluster genannt (siehe Abb. 1). Zwei oder mehrere solcher Cluster werden Uber einen Hochgeschwindigkeits-Bus (max. Obertra­ gungsrate 16 MB/sec je Bus) zu einem fehlertoleranten Informationssystem verbunden (siehe Abb. 2). Jeder Cluster besteht aus mehreren dedizierten Processoren, die auf Mikro­ processoren der Familie MC68000 von Motorola basieren (siehe /MOTO 83/).

Inhalt
Hauptvortrag.- Über die Grenzen der Einsicht im Computerwesen.- Neue Rechnerstrukturen.- TREE Computers: A Survey and Implications for Practise.- Lastverteilung in Eng Gekoppelten Mehrrechnersystemen mit Beschränkter Nachbarschaft.- Schnelligkeit.- New Multiparallel System Cyberplus (eingeladener Vortrag).- Ein Signalprozessor mit Wirt-Gast-Kopplung Über Gemeinsame Speicherbereiche.- Leistungsfähigkeit von Mehrprozessorsystemen mit iAPX 432-Prozessoren, Kreuzschienenverteiler und Pufferspeichern.- Eine Architektur für Höchstleistungsrechner mit Cache-Speicher.- DB-Cache für UDS.- Systemkonzepte I.- Instrumentenrechner für Interplanetare Missionen (eingeladener Vortrag).- Anforderungen an Zukünftige Strukturen von Betriebssystemen am Beispiel der Weiterentwicklung des Bs2000.- Funktionsorientierte Hardware für Datenbanksysteme.- Höchst-integrierte Rechensysteme für CAE Arbeitsplätz Netzwerk.- MICON Ein Bausteinsystem für freikonfigurierbare Rechnernetze.- Systemkonzepte II.- Multiprozessoren für Breite Anwendungsbereiche: Erlangen General Purpose Array.- Ein Integriertes System zur Auftrags-, Produktions-und Versandsteuerung von Aggregaten.- Rechnergestütztes Krankenhauskommunikations- und Steuerungssystem: Verfügbarkeits- und Leistungsanforderungen.- Das System CTM9032 ein leistungsfähiger Verbund intelligenter Bildschirmarbeitsplätze.- Das fehlertolerante DELTA-System.- Peripherieanschluß über Vorprozessoren Auswirkungen auf Struktur und Verhalten von HW-/SW-Systemen.- Fehlertoleranz I.- Zuverlässigkeit von Dv-Systemen Eine Systemtechnische Aufgabe (eingeladener Vortrag).- Ein Transaktionskonzept für ein Betriebssystem mit virtuellem Speicher.- Kurze Ausfälle Tolerierende Rechensysteme.- Fehlermaskierende verteilte Systeme zurErfüllung hoher Zuverlässigkeits-Anforderugen in Prozessrechner-Netzen.- Synchron-Duplex-Rechner.- Fehlertoleranz II.- The Problem of Confidence in Fault-Tolerant Computer Design (eingeladener Vortrag).- Festlegung des Ortes und Umfangs von Rücksetzpunkten in Proze?-Systemen bei der Übersetzung und Berücksichtigung der Programm-Redundanz zur Ausnahmebehandlung.- Möglichkeiten und Verfahren zur Schnellen Datenbank-Recovery bei Einzelnen Zerstörten Datenbankblöcken.