Pomyłki rzecz normalna

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
CYBERåWIAT
RAM doæwiadczy b¸«du raz na 15 lat.
Lecz obecnie komputery wyposaýa si«
w 128 MB i wi«cej RAM, co oznacza
prawdopodobieÄstwo wystpienia b¸«-
du co dwa lata, jeæli eksploatacja przebie-
ga b«dzie w idealnych warunkach. (W
duýej firmie wyposaýonej w sie 10 tys.
pecetw taki wsp¸czynnik b¸«dw ozna-
cza oko¸o 12 pomy¸ek w cigu dnia.) Gdy
b¸«dy w RAM s skutkiem promienio-
wania kosmicznego, cz«stotliwoæ ich
wyst«powania zmienia si« wraz z wyso-
koæci: komputery w Denver b«d si«
myli kilka razy cz«æciej niý maszyny
w San Francisco. Uýytkujcy komputery
podczas podrýy samolotem mog spo-
dziewa si« nawet dwudziestokrotnego
wzrostu prawdopodobieÄstwa pomy¸ki.
Stosowane obecnie konstrukcje magi-
strali systemowych i okablowania w zwy-
k¸ych komputerach nie wykluczaj utra-
ty danych. Rwnieý procesor nie jest
odporny na dzia¸anie promieniowania
kosmicznego. Zamiast prbowa wyeli-
minowa b¸«dy, niektre systemy kom-
puterowe dostosowuj si« do ýycia z ni-
mi. Wemy Internet. Linia kategorii T1,
archetypiczne juý superszybkie po¸cze-
nie cyfrowe, dopuszcza jedn pomy¸k«
na milion bitw. Oznacza to prawdopo-
dobieÄstwo wystpienia trzech b¸«dw
podczas kaýdych 2 s po¸czenia, a moýe
nawet dziesitki tysi«cy na sekund«
w skali ca¸ego Internetu. Kaýdy jednak
pakiet danych w«drujcych wzd¸uý linii
T1 podlega weryfikacji, ktra dopuszcza
przegapienie zaledwie jednego na 65 536
b¸«dnych pakietw, czyli prawdopodo-
bieÄstwo pomy¸ki raz na 12 godzin. Po-
nadto dane czeka dodatkowa weryfikacja
u kresu w«drwki, odleg¸ego nawet o tu-
zin i wi«cej w«z¸w. Gdy system w¸czo-
ny do Internetu wykryje b¸«dne lub bra-
kujce pakiety (w«z¸y potrafi, gdy maj
ãz¸y dzieÄÓ, psu nawet 30% ruchu),
wwczas uruchamia starannie opraco-
wany protok¸, ktry domaga si« ponow-
nego wys¸ania brakujcych bitw i
umieszcza je we w¸aæciwym miejscu.
Wyda si« nam dziwne, gdy w kompu-
terach na biurkach lub w opiekaczach do
chleba zacznie si« stosowa techniki wy-
nalezione dla wielkich koncernw i stra-
tegicznych operacji wojskowych. Warto
jednak zda sobie spraw«, ýe odpowied-
nio wyposaýona osoba dysponuje dziæ
wi«ksz moc obliczeniow niý ca¸y sys-
tem kontroli lotw Stanw Zjednoczo-
nych 15 lat temu. Gdy niezawodnoæ
sprz«tu dorwna rosncej mocy oblicze-
niowej procesorw, to by moýe powsta-
n rwnieý systemy operacyjne, ktre nie
b«d ãpadaÓ co kilka dni lub tygodni.
Paul Wallich
Pomy¸ki to rzecz normalna
cym wynikiem obserwacji, ýe
szybkoæ komputerw i pojem-
noæ pami«ci podwajaj si« co 18 miesi«-
cy, wsp¸czeænie produkowane pecety
licz tak szybko jak najbardziej zaawan-
sowane maszyny klasy mainframe z
ubieg¸ego dziesi«ciolecia. Przynajmniej
dopty, dopki nie sprbujemy uzyska
rzeczywiæcie poprawnych wynikw.
Z prawa MooreÕa wynika bowiem jeden
przykry wniosek. O ile poziom nieza-
wodnoæci maszyn wykonujcych obli-
czenia z szybkoæci kilku milionw ope-
racji na sekund« by¸ wystarczajcy, o tyle
zaczyna si« on gwa¸townie obniýa, gdy
procesory komputerw taktowane s
z cz«stotliwoæci blisk gigahercowi lub
go przekraczajc. PrawdopodobieÄstwo
pomy¸ki raz na miliard wydaje si« nie-
z¸ym rezultatem, dopki nie wykonuje
si« obliczeÄ matematycznych.
Wi«kszoæ nowoczesnych urzdzeÄ
cyfrowych charakteryzuje si« nawet
mniejszym prawdopodobieÄstwem po-
pe¸nienia b¸«du. Dyski twarde myl je-
den bit informacji na 10, a nawet 100 bln
bitw podczas odczytu. Wolniejsze CD-
ROM-y robi b¸d raz na bilion. Dla su-
perszybkich nap«dw przenoszcych
300 mln bitw na sekund« takie wsp¸-
czynniki oznaczaj pojawienie si« b¸«du
co kilka dni nieustannej pracy. Wype¸-
niony danymi CD-ROM naraýony jest
na wystpienie nie zauwaýonego b¸«du
raz na 200 instalacji oprogramowania.
Jeszcze kilka lat temu, gdy dyski twar-
de osiga¸y maksymaln szybkoæ trans-
feru rz«du 40 mln bitw na sekund«, nie
zauwaýonego b¸«du naleýa¸o si« spodzie-
wa nie cz«æciej niý raz na miesic.
Edytory tekstu i arkusze kalkulacyjne
zapisuj informacj« na dysku z regu¸y
kilka razy w cigu minuty. Czyni to
porcjami liczcymi milion bitw, tak
wi«c b¸d pojawia si« przeci«tnie raz na
kilka lat pracy. Strumienie danych
dwi«kowych i wideo wymagaj prze-
pustowoæci rz«du dziesitkw milio-
nw bitw na sekund« podczas sesji
trwajcych minuty, a nawet godziny.
Na dodatek wsp¸czesne techniki kom-
presji powoduj, ýe pojedynczy b¸«dny
bit przyczynia si« niekiedy do ãzepsu-
ciaÓ informacji ukrytej w milionach in-
nych bitw.
le odczytane bity z pliku z danymi
mog by wzgl«dnie nieszkodliwe (do-
pki b¸«dne dane nie zostan zapisane
na dysku). B¸«dy wewntrz programu
lub systemu operacyjnego bywaj przy-
czyn niebezpiecznych awarii. Nie wy-
kryte pomy¸ki w katalogu dysku mog
zablokowa dost«p do ca¸ej informacji.
Proporcjonalnie do wzrostu iloæci in-
formacji przechowywanych na dyskach
wzrasta ryzyko b¸«du. Nowe twarde
dyski produkcji IBM do komputerw
przenoænych o pojemnoæci 25 GB mog
przechowywa dane rwnowaýne czte-
rem filmom pe¸nometraýowym. Ozna-
cza to, ýe naleýy spodziewa si« jednego
nie zauwaýonego b¸«du na 50 cyklw
odczytu ca¸ego dysku. Przy pojemnoæci
750 GB (osigniemy takie za pi« lat, je-
æli utrzyma si« obecna tendencja w pro-
dukcji pami«ci masowych), dzisiejszy
poziom b¸«dw oznacza, ýe nawet jed-
norazowy zapis i odczyt dysku moýe
by obarczony pomy¸k Ð czyli moýe si«
to zdarzy nawet podczas formatowa-
nia dysku, czynnoæci niezb«dnej do
przygotowania go do pracy.
Inýynierowie wiedz, jak poradzi so-
bie z problemami tego rodzaju. Od lat
robili to na komputerach mainframe
i serwerach baz danych, stosujc proce-
dury weryfikacji i automatycznej korek-
cji b¸«dw. Weryfikacja, polegajca na
wydestylowaniu z pliku ãpodpisuÓ
o wielkoæci kilku bitw, umoýliwia
stwierdzenie, czy jakakolwiek informa-
cja przepad¸a. Procedury naprawcze,
opierajce si« na dodaniu dodatkowych
bitw do kaýdego bajta danych, pozwa-
laj odzyska oryginalne informacje,
gdy nawet 10% i wi«cej danych zosta¸o
zniszczonych. Obie te metody, wraz
z korekcj b¸«dw zapewnian juý przez
hardware dyskw, umoýliwiaj popra-
w« bezpieczeÄstwa danych miliard ra-
zy i wi«cej. Opisane procedury uznano
za zbyt kosztowne i skomplikowane, by
stosowa je w komputerach osobistych.
Gdy jednak cena dyskw twardych spa-
da, a koszty pomy¸ek rosn, kalkulacja
op¸acalnoæci moýe si« zmieni.
Rzeczywiæcie, Apple Computer juý
rozwaýa zastosowanie pami«ci z proce-
durami naprawczymi w kolejnej genera-
cji swych komputerw, mimo ýe poje-
dynczy bit informacji w pami«ci RAM
moýe by uszkodzony raz na wiele mi-
liardw godzin pracy (zwykle na sku-
tek promieniowania kosmicznego). Jed-
nak coraz wi«ksze zapotrzebowanie na
RAM zainstalowan w systemie oznacza
wzrost ryzyka. Statystyki pochodzce
z Micron Technology dowodz, ýe kom-
puter wyposaýony w 16 MB pami«ci
å
WIAT
N
AUKI
GrudzieÄ 1999
31
Z
godnie z prawem MooreÕa b«d-
[ Pobierz całość w formacie PDF ]