DIT - Reliability of information systems

Definicije pouzdanosti, raspoloživosti, sigurnosti, djelotvornosti i učinkovitosti informacijskog sustava. Kvar, neispravnost, pogreška, ispad sustava. Funkcija razdiobe vremena do kvara i intenziteta kvarova, srednje vrijeme do kvara. Redundancija, rezerve i popravci. Serijska, paralelna, r od n i glasačke strukture. Sustavi u stanju pripravnosti (stand-by sustavi). Sustavi s obnavljanjem i sustavi s tolerancijom neispravnosti (Fault-Tolerant Systems). Metode određivanja pouzdanosti složenih struktura (apriorne i aposteriorne). Zavisni kvarovi. Raspoloživost redundantnih struktura, Markovljevi modeli pouzdanosti i raspoloživosti. Pouzdanost softvera: životni ciklus softvera, pokazatelji pouzdanosti softvera, modeli pouzdanosti softvera, redundancija softvera, metode testiranja softvera, rollback i recovery. Pouzdanost računalnih mreža: definicija pouzdanosti mreže, s-t pouzdanost, k-pouzdanost, topološki parametri pouzdanosti mreže. Predikcijski modeli pouzdanosti računalnih mreža temeljni na umjetnoj inteligenciji i strojnom učenju. Metode optimizacije informacijskih sustava – paralelna i stand-by redundancija, algoritamske metode i tehnike.

Osposobiti studenta za osiguranje pouzdanosti informacijskih sustava.

1. Explain the information system reliability components, failure, fault, error and system collapse, redundancy, stand-by systems and fault-tolerant computing systems.
2. Compute density function and reliability of complex structure.
3. Apply serial, parallel and r of n structures.
4. Apply Markov models of reliability.
5. Analyse software and networks reliability.

Kolegij pruža temeljna znanja o pouzdanosti elektroničkih sustava, softvera i računalnih mreža.

1. Milan Davidović: Pouzdanost informacijskih sustava, skripta, VSITE, 2018.

1. Shooman, M. L.: Reliability of Computer Systems and Networks: Fault Tolerance, Analysis, and Design, Wiley-Interscience 2001.

1. Kvaliteta i pouzdanost informacijskog sustava. Definicija pouzdanosti i operativnost informacijskog sustava. Izvori neispravnosti i pogrešaka u IS. Zatajenje, pogreške, kvarovi i neispravnosti, ispad sustava, smetnje.
2. Analize operativnosti IS. Utjecaj komponenata na pouzdanost IS: pouzdanost hardvera, kvaliteta i pouzdanost softvera, pouzdanost računalne mreže. Pouzdanost računalnog sustava, utjecaj pogrešaka operatera.
3. Pokazatelji pouzdanosti, funkcije pouzdanosti i nepouzdanosti, funkcija gustoće kvara, intenzitet kvara, srednje vrijeme do kvara. Životni vijek hardvera, softvera i informacijskog sustava. Modeli pouzdanosti s konstantnim i linearnim intenzitetom kvarova, Weibullov i Gaussov model, kombinirani modeli. Aproksimacija eksponencijalne funkcije pouzdanosti.
4. Definicija raspoloživosti. Raspoloživost IS s konstantnim intenzitetima kvarova i obnavljanja. Djelotvornost i učinkovitost informacijskog sustava. Sigurnost informacijskog sustava (RAMS model). Oslonjivost informacijskog sustava: definicija, obilježja, sredstva i prijetnje. Lanac prijetnji, otklanjanje prijetnji i prevencija neispravnosti.
5. Pouzdanost serijske, paralelne i r od n konfiguracije. Pouzdanost složenih (mrežnih) struktura. Graf pouzdanosti.
6. Hijerarhijska dekompozicija informacijskog sustava. Sinteza i primjena stabla: utvrđivanje opsega upravljanja, strukture sučelja i obrade, analiza problema. Apriorna analiza pouzdanosti hardvera. Aposteriorne analize pouzdanosti informacijskih sustava. Praćenje oslonjivosti IS. Praćenje pouzdanosti softvera u fazi razvoja.
7. Računalni sustavi s tolerancijom neispravnosti: metode izgradnje, vrste zaštitnih redundancija. Sklopovska redundancija: sustavska i komponentna redundancija, usporedba, utjecaj nepouzdanost sprežnika (couplera). Zavisni kvarovi; usporedba paralelne i r od n konfiguracije.
8. Informacijska redundancija: tehnike kodiranja i primjena kodova. Podsustavi pohranjivanja podataka koji koriste redundantna podatkovna područja neovisnih diskova (RAID).
9. Sustavi u stanju pripravnosti (stand-by sustavi). Računalni sustavi s obnavljanjem. Markovljevi modeli pouzdanosti i raspoloživosti. Tipične komerijalne izvedbe sustava s tolerancijom neispravnosti: Tandem i Stratus.
10. N modularna redundancija i glasačke strukture, obnavljanje i raspoloživost. Napredne glasačke tehnike.
11. Pouzdanost softvera: životni ciklus softvera, pokazatelji pouzdanosti softvera, modeli pouzdanosti softvera.
12. Redundancija softvera, metode testiranja softvera, rollback i recovery.
13. Pouzdanost računalnih mreža: definicija pouzdanosti mreže, s-t pouzdanost, k-pouzdanost, topološki parametri pouzdanosti mreže. Predikcijski modeli pouzdanosti računalnih mreža temeljni na umjetnoj inteligenciji i strojnom učenju.
14. Dizajn pouzdanih računalnih mreža: pristup, algoritmi. Dizajn kralježnice (backbone).
15. Metode optimizacije pouzdanosti informacijskih sustava – paralelna i stand-by redundancija, algoritamske metode i tehnike.

1. Hijerarhijska dekompozicija informacijskih sustava.
2. Analiza problema pouzdanosti i hijerarhijska dekompozicija.
3. Određivanje intenziteta kvarova elektroničkih komponenata pomoću MIL-HDBK i analiza pouzdanosti elektroničkog sklopa.
4. Analiza pouzdanosti i raspoloživosti informacijskog sustava s redundancijom.
5. Aposteriorna analiza pouzdanosti informacijskog sustava.
6. Sinteza glasačke logike,
7. Analiza poizdanosti raznih glasačkih sustava.
8. Analiza modela pouzdanosti softvera s konstantim intenzitetom otklanjanja kvarova.
9. Analiza modela pouzdanosti softvera s linearno padajućim intenzitetom otklanjanja kvarova.
10. Određivanje konstanti modela pouzdanosti softvera.
11. Analiza pouzdanosti n-modularnih programa.
12. Analiza s-t pouzdanosti računalne mreže.
13. Analiza k pouzdanosti računalne mreže.
14. Optimizacija paralelne redundancije.
15. Optimizacija stand-by redundancije.

1. Uvod u osnovne principe povećanja pouzdanosti mikroračunalnih sustava.
2. Realizacija sklopova za paritetnu zaštitu 3 i 7 bitnog koda. Demonstracija iste funkcije u jednom integriranom elementu (74LS/HC280)
3. Uvod u principe generiranja Hammingovih kodova.
4. Sklopovska realizacija Hammingovog kodera i dekodera za 3-bitne kompleksije. Prikaz proširenja na 7-bitne kodove.
5. 3-modularna redundancija i glasačka logika. Realizacija glasačke logike s binarnim brojačima i primjenom pseudo random generatora.
6. Realizacija glasačkih automata.
7. Realizacija glasačkog automata s kontrolom i prikazom ispravnosti redundantnih jedinica.
8. Uvod u korištenje mikrokontrolera i njihovo programiranje.
9. Programska realizacija glasačkog automata iz jed. 7.
10. Kontrola integriteta softvera i točke provjere.
11. Simulacija softverske greške, kontrola internih izvršnih programa i ponovno pokretanje programa u slučaju pogreške.
12. Opis kontrolnih zapisa, format i struktura.
13. Zapisivanje promjena stanja na jednom od portova mikrokontrolera i pregledavati prikupljene zapise na PC-u.
14. Ponavljanje radnje (retry). principi i načini realizacije.
15. Demonstracija ponavljanja radnje.

1. Jedinice predavanja 1-6 (poglavlja 1-10). Na kolokviju student rješava po jedno pitanje iz svakog poglavlja. Na 8 od 10 pitanja treba odgovoriti s barem 25%. Za prolaznu ocjenu treba postići 50% bodova.
2. Jedinice predavanja 7-15 (poglavlja 11-20). Na kolokviju student rješava po jedno pitanje iz svakog poglavlja. Na 8 od 10 pitanja treba odgovoriti s barem 25%. Za prolaznu ocjenu treba postići 50% bodova.

1. Jedinice predavanja 1-15 (poglavlja 1-20). U ispitnom roku semestra studenti polažu dijelove gradiva koje nisu položili na međuispitima teorije. Uvjet za konačnu pozitivnu ocjenu je pozitivna ocjena iz testova predavanja, pozitivna ocjena laboratorijskih vježbi, pozitivna ocjena međuispita (kolokvija) teorije. Ocjena(%)=(0,05P+0,2L+0,25M1 + 0,5M2, gdje je P - ocjena tjednih testova predavanja izražena u postocima, L - ocjena iz laboratorijskih vježbi izražena u postocima, M1, M2 - bodovi na međuispitima teorije izraženi u postocima. Studenti koji imaju pozitivnu ocjenu laboratorijskih vježbi, a ne polože ispit preko međuispita (kolokvija), polažu u ispitnom roku semestra ili u jesenkom popravnom roku cjelokupno gradivo (rješavanje praktičnog problema i teorije). Na ispitu teorije student rješava 10 pitanja iz poglavlja 1 – 20. Na 8 od 10 pitanja treba biti odgovoreno s barem 25%, a ukupno za prolaznu ocjenu treba postići 50% bodova. Konačna se ocjena utvrđuje na sljedeći način: Postotak ocjena 50% do 62,5% dovoljan (2), 62,5% do 75% dobar (3), 75% do 87,5% vrlo dobar (4) i 87,5% do 100% izvrstan (5).

1. testovi i kolokviji, konzultacije, samostalni rad i samostalno učenje