Contribución a la validación de sistemas complejos tolerantes a fallos en la fase de diseño. Nuevos modelos de fallos y técnicas de inyección de fallos

Abstract

En el diseño de sistemas informáticos (y en particular, de aquéllos en los que, por las características del servicio que prestan, un mal funcionamiento puede provocar pérdida de vidas humanas, perjuicio económico, suspensión de servicios primordiales, etc.), se establece como prioridad esencial conseguir que funcionen correctamente durante el mayor tiempo posible y con un elevado nivel de eficacia. Los sistemas que regulan servicios críticos disponen de unos mecanismos especiales que les proporcionan una cierta inmunidad a la ocurrencia de averías que puedan causar un cese o deterioro del servicio prestado. Por ello, se les denomina Sistemas Tolerantes a Fallos, o STF. Se define el concepto de Confiabilidad como un conjunto de funciones (o atributos) que permiten cuantificar la calidad del servicio prestado en cuanto a averías producidas, y en consecuencia, el grado de confianza que el usuario puede depositar en el sistema. Al desarrollar cualquier sistema tolerante a fallos es preciso validarlo, o lo que es lo mismo, cuantificar sus parámetros de Confiabilidad. Entre los numerosos métodos y técnicas existentes para validar sistemas tolerantes a fallos, esta tesis se ha centrado en un método de validación experimental: las técnicas de inyección de fallos basadas en la simulación de modelos en VHDL. Las principales ventajas de este conjunto de técnicas son que se pueden aplicar en la fase de diseño del sistema y que permiten acceder a cualquier elemento del modelo del sistema. Por contra, presentan el inconveniente de que, sobre todo en modelos de sistemas complejos, la inyección de los fallos supone un elevado coste temporal. Sin embargo, sus importantes ventajas las hacen lo suficientemente atractivas como para ser utilizadas al menos como técnica complementaria de otras más utilizadas por su bajo coste y sencillez de implementación, como SWIFI (software implemented fault injection). Un aspecto muy importante de las técnicas de inyección de fallos mediante simulaci